Skip to main content
Global

18.7: العمل والطاقة الحركية

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    199943

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    تحقق من فهمك

    7.1. لا، حجمه فقط يمكن أن يكون ثابتًا؛ يجب أن يتغير اتجاهه، ليكون دائمًا مقابل الإزاحة النسبية على طول السطح.

    7.2. لا، إنها ثابتة تقريبًا بالقرب من سطح الأرض.

    7.3. W = 35 نيوتن

    7.4. أ- قوة الزنبرك هي الاتجاه المعاكس للضغط (كما هو الحال بالنسبة للامتداد)، وبالتالي فإن العمل الذي تقوم به يكون سالبًا. ب. يعتمد العمل المنجز على مربع الإزاحة، وهو نفسه لـ x = ± 6 سم، وبالتالي فإن المقدار هو 0.54 J.

    7.5. أ. السيارة؛ ب. الشاحنة

    7.6. ضد

    7.7. 3 متر/ثانية

    7.8. 980 واط

    أسئلة مفاهيمية

    1. عندما تضغط على الحائط، فهذا «يبدو» وكأنه عمل؛ ومع ذلك، لا يوجد نزوح وبالتالي لا يوجد عمل بدني. يتم استهلاك الطاقة، ولكن لا يتم نقل أي طاقة.

    3. إذا واصلت الضغط على الحائط دون اختراق الجدار، فستستمر في ممارسة القوة دون أي نزوح، لذلك لا يتم إنجاز أي عمل.

    5. الإزاحة الكلية للكرة هي صفر، لذلك لم يتم إنجاز أي عمل.

    7. يتطلب كلاهما نفس عمل الجاذبية، لكن السلالم تسمح لطرزان بالقيام بهذا العمل على مدى فترة زمنية أطول وبالتالي بذل طاقته تدريجيًا، بدلاً من تسلق الكرمة بشكل كبير.

    9. تبلغ الطاقة الحركية للجسيم الأول 4 (\(\frac{1}{2}\)mv 2) بينما تبلغ طاقة حركة الجسيم الثاني 2 (\(\frac{1}{2}\)mv 2)، وبالتالي فإن الجسيم الأول يحتوي على ضعف الطاقة الحركية للجسيم الثاني.

    11. ستكتسب الجزازة الطاقة إذا كانت −90 درجة <\(\theta\) < 90 درجة. ستفقد الطاقة إذا كانت 90 درجة <\(\theta\) < 270 درجة. قد تفقد الجزازة أيضًا الطاقة بسبب الاحتكاك بالعشب أثناء الدفع؛ ومع ذلك، لا نهتم بفقدان الطاقة لهذه المشكلة.

    13. يحتوي الرخام الثاني على ضعف الطاقة الحركية للرخام الأول لأن الطاقة الحركية تتناسب طرديًا مع الكتلة، مثل العمل الذي تقوم به الجاذبية.

    15. ما لم تكن البيئة خالية من الاحتكاك تقريبًا، فأنت تقوم ببعض الأعمال الإيجابية على البيئة لإلغاء العمل الاحتكاكي ضدك، مما يؤدي إلى صفر إجمالي عمل ينتج سرعة ثابتة.

    17. يتم تصنيف الأجهزة من حيث الطاقة المستهلكة في فترة زمنية صغيرة نسبيًا. لا يهم مدة تشغيل الجهاز، فقط معدل تغير الطاقة لكل وحدة زمنية.

    19. تحدث الشرارة على مدى فترة زمنية قصيرة نسبيًا، مما يوفر كمية منخفضة جدًا من الطاقة لجسمك.

    21. إذا كانت القوة غير متوازية أو تشير في اتجاه معاكوس للسرعة، يمكن أن تكون القدرة المستهلكة سالبة.

    مشاكل

    23. 3.00 جيه

    25. أ. 593 كيلو جول

    ب. -589 كيلو جول

    ج. 0 جيه

    27. 3.14 كيلوجول

    29. أ. -700 جول

    ب. 0 جول؛ ج. 700 جول

    د. 38.6 نيوتن

    إي. 0 جيه

    31. 100 جيه

    33. أ. 2.45 جيه

    ب. — 2.45 جول

    ج. 0 جيه

    35. أ. 2.2 كيلو جول

    ب. −2.2 كيلو جول

    ج. 0 جيه

    37. 18.6 كيلوجول

    39. أ. 2.32 كيلو نيوتن

    ب. 22.0 كيلوجول

    41. 835 نيوتن

    43. 257 جيه

    45. أ. 1.47 م/ث

    (ب) قد تختلف الإجابات

    47. أ. 72 كيلو جول

    ب. 4.0 كيلوجول

    م. 1.8 × 10 −16 م

    49. أ. 2.6 كيلو جول

    م. 640 جيه

    51. 2.72 كيلو نيوتن

    53. 102 نيوتن

    55. 2.8 متر/ثانية

    57. W (رصاصة) = 20 × عرض (صندوق)

    59. 12.8 كيلو نيوتن

    61. 0.25

    63. أ. 24 م/ث، −4.8 م/ث 2

    متر مربع 29.4 م

    65. 310 متر/ثانية

    67. أ. 40

    ب. 8 مليون

    69. 149 دولارًا

    71. أ. 208 واط

    (ب) 141

    73. (أ) 3.20 ثانية

    (ب) 4.04 ثانية

    75. (أ) 224 ثانية

    بقوة 24.8 ميجاوات

    حوالي 49.7 كيلو نيوتن

    77. أ. 1.57 كيلو واط

    ب. 6.28 كيلو واط

    79. 6.83\(\mu\) واط

    81. أ. 8.51 ياء

    بقوة 8.51 واط

    83. 1.7 كيلو واط

    مشاكل إضافية

    85. 15 نيوتن متر • م

    87. 39 نيوتن متر • م

    89. أ. 208 م • م

    ب. 240 نيوتن • م

    91. أ. −0.9 نيوتن • م

    ب. −0.83 نيوتن • م

    93. أ. 10. ي

    ب. 10. ي

    ج. 380 نيوتن/متر

    95. 160 ميجابايت/ثانية

    97. أ. 10 نيوتن

    ب. 20 وات

    مشاكل التحدي

    99. في حالة ارتفاع الصندوق: 3.46 كيلو جول

    ب. −1.89 كيلو جول

    ج. −1.57 كيلو جول

    د. 0

    100. إذا سقط الصندوق: a. −0.39 كيلو جول

    ب. −1.18 كيلو جول

    حوالي 1.57 كيلوجول

    د. 0

    101. 8.0 جيه

    103. 35.7 جيه

    105. 24.3 جيه

    107. أ. 40 حصان

    ب. 39.8 ميجا جول، بغض النظر عن السرعة

    ج. ٨٠ حصان، ٧٩,٦ ميجا هرتز بسرعة ٣٠ م/ث

    د- إذا كانت مقاومة الهواء متناسبة مع السرعة، فإن السيارة تحصل على حوالي 22 ميلاً في الغالون بسرعة 34 ميلاً في الساعة ونصف ذلك بضعف السرعة، أقرب إلى تجربة القيادة الفعلية.