1. سقوط جسم كتلته 1 كجم سقوطًا حرًا من السكون، من ارتفاع 10 أمتار.
يحدد:
( أ) الشغل المبذول بقوة الجاذبية
(ب) التغير في طاقة الوضع التثاقلية
تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 10 م/ ث²
معروف :
الكتلة (م) = 1 كجم
الارتفاع (ح) = 10 م
تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 10 م/ ث²
الوزن (w) = mg = (1 كجم)(10 م/ث² ) = 10 نيوتن
الحل:
(أ) الشغل المبذول بقوة الجاذبية
W = wh = mgh
W = (1)(10)(10) = 100 جول
(ب) التغير في طاقة الوضع التثاقلية
إن التغير في طاقة الوضع التثاقلية يساوي الشغل المبذول بواسطة الجاذبية.
Δ EP = 100 جول
[irp]
2. ينزلق جسم كتلته 10 نيوتن على سطح مائل أملس لمسافة مترين. احسب الشغل المبذول بفعل قوة الوزن!
معروف :
الوزن (w) = 10 نيوتن
w x = w sin θ = (10)(sin 30 o ) = (10)(0.5) = 5 N
د = 2 م
تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 10 م/ ث²
المطلوب: شغل ناتج عن قوة الوزن
الحل:
W = F d = w × d = (5)(2) = 10 جول
حل بديل:
جا 30 درجة = ع / د
0.5 = h / 2
h = (0.5)(2)
ح = 1 م
الشغل المبذول بواسطة قوة الوزن؛
W = F d = wh = (10 نيوتن)(1 متر) = 10 نيوتن متر = 10 جول
[irp]
3. جسم كتلته 1,500 غرام يسقط سقوطًا حرًا من ارتفاع 20 مترًا فوق سطح الأرض . ما هي طاقة الوضع التثاقلية لهذا الجسم؟ علمًا بأن تسارع الجاذبية الأرضية 10 م/ ث².
معروف :
تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 10 م/ ث²
الكتلة (م) = 1500 غرام = 1500/1000 كيلوغرام = 1.5 كيلوغرام
الارتفاع (ح) = 20 مترا
المطلوب: طاقة الوضع التثاقلية
الحل:
طاقة الوضع = الكتلة × تسارع الجاذبية × الارتفاع = (1.5 كجم) × (10 م/ث² ) × (20 م) = 300 كجم م² / ث² = 300 جول
4. بناءً على الشكل أدناه، إذا كانت كتلة الجسم 1 هي 2 كجم وكتلة الجسم 2 هي 4 كجم، فإن مقارنة طاقة الوضع للجسم 1 والجسم 2 هي …..
معروف :
كتلة الجسم 1 (م1) = 2 كيلوغرام
كتلة الجسم 2 (م 2 ) = 4 كيلوغرامات
الارتفاع 1 (ح 1 ) = 12 أمتار
الارتفاع 2 (ح 2 ) = 9 أمتار
المطلوب: مقارنة طاقة الوضع للجسم 1 والجسم 2
الحل:
PE = mgh
m = الكتلة (وحدتها الدولية هي الكيلوغرام، ويختصر إلى kg)
g = التسارع الناتج عن الجاذبية (وحدته الدولية هي متر لكل ثانية مربعة، ويختصر بـ m/s 2 )
h = الارتفاع (وحدته الدولية هي المتر، ويرمز لها بالرمز m)
طاقة الوضع التثاقلية (وحدتها الدولية هي كجم م 2 / ث 2 أو جول)
طاقة الوضع التثاقلية للجسم 1:
EP 1 = م 1 غ 1 = (2)(جم)(12) = 24 جم
طاقة الوضع التثاقلية للجسم 2:
الجيش الشعبي 2 = م 2 غ 2 = (4)(ز)(9) = 36 جم
مقارنة طاقة الوضع للجسم 1 والجسم 2:
PE 1 : PE 2
24 غ : 36 غ
24: 36
24/12 : 36/12
2: 3
[wpdm_package id = '1175 ′]
- مشاكل وحلول العمل المنجز بالقوة
- مسائل وحلول الطاقة الحركية المتعلقة بالشغل
- مسائل وحلول مبدأ الشغل والطاقة الميكانيكية
- مشاكل وحلول طاقة الوضع التثاقلية
- الطاقة الكامنة للزنبرك المرن: مسائل وحلول
- مشاكل الطاقة وحلولها
- تطبيق قانون حفظ الطاقة الميكانيكية لحركة السقوط الحر
- تطبيق قانون حفظ الطاقة الميكانيكية للحركة الصاعدة والهابطة في حركة السقوط الحر
- تطبيق قانون حفظ الطاقة الميكانيكية للحركة على سطح منحني
- تطبيق قانون حفظ الطاقة الميكانيكية للحركة على مستوى مائل
- تطبيق قانون حفظ الطاقة الميكانيكية لحركة المقذوفات
