الشغل والطاقة

الشغل والطاقة
أي مسار يحتاج أكبر طاقه؟؟؟؟؟؟؟؟
يمكن لسيارة أن تصعد إلى قمة جبل( D ) بعدة طرق. إذا أراد السائق أن يختار واحدة بين الطريقين AD أو BD لأجل الاقتصاد في استهلاك الوقود، فأي الطريقين عليه أن يختار مع تفسير كامل للإجابة؟

للإجابة على هذا السؤال جرب رفع سيارة أطفال على سطح مائل بثلاث طرق مختلفة بحيث تُبقي السرعة ثابتة في كل مرة ولكن بتغيير زاوية ميل السطح .
هذا الوضع يمكن أن يُجرب في مختبر الفيزياء حيث نستخدم قوة لرفع السيارة على سطح مائل بسرعة ثابتة إلى قمته.

حسناً ! يمكننا استعمال ثلاث سطوح تختلف في زاوية ميلها لتمثل الطرق الثلاث الممكن اتباعها للوصول بالسيارة إلى قمة الجبل.
وفي كل حالة فإن قمة السطح المائل تمثل قمة الجبل . وكمية الوقود التي تلزم لوصول السيارة يمثلها الشغل المبذول على العربة لرفعها من الأرض إلى قمة السطح المائل.
إن هذا الشغل يعتمد على القوة المؤثرة على العربة وعلى الإزاحة الحادثة بسبب هذه القوة.
وستشاهد هذا التمثيل في الرسم المتحرك المعروض في الصفحة التالية.
لاحظ التجربة العملية التالية وأجب عما يلي من أسئلة:

- أي السطوح يحتاج إلى أصغر قوة لسحب السيارة ؟
2- رتب السطوح الثلاثة تنازلياً حسب قوة السحب اللازمة.
3- على أي السطوح تحركت السيارة للمسافة الأكبر حتى وصلت إلى الارتفاع المطلوب ؟
4- استخرج جتا زاوية الميل في كل حالة واحسب الشغل ؟
تذكر !
الشغل ( ش ) يساوي القوة ( ق ) ضرب المسافة ( ف ) ¬ ش = ق × ف .
المسافة في المثال هنا هي المسافة التي تحركتها السيارة على السطح × جتا  لماذا ؟
الخلاصة:
الشغل الناتج " عن القوة المحافظة فقط " هو كمية ثابتة مهما اختلف المسار . أما القوى غير المحافظة ( الاحتكاك مثلاً ) فإن الشغل الناتج عنها يختلف باختلاف المسار .
الشغل المبذول على أي جسم يعطى بالعلاقة التالية:
الشغل = ق × ف × جتا θ
حيث تمثل ق القوة المؤثرة، ف تمثل الإزاحة ، θ تمثل الزاوية بين القوة ومتجه الإزاحة.

:rrr:

:trrt:

:dffd: