Transcript Télécharger
شغل وقدرة قوة Travail et puissance d’une force نشاط :1مفاعيل قوى نقط تأثيرها تنتقل .1قوة الوزن جعلت المضلي يسقط ,أي قامت بتحريكه وفق حركة إزاحة. القوة المطبقة من قبل المرأة أدت إلى دوران الباب. تأثير األصبع شوه النفاخة. .2نقط تأثير القوى في الحاالت الثالث تنتقل. .I مفعول بعض التأثيرات الميكانيكية على جسم صلب تؤثر القوى على الجسم الصلب بعدة أنواع من المفاعيل الميكانيكية منها: تحريك جسم صلب :سقوط األجسام بفعل تأثير وزنها. إحداث دوران جسم صلب :يدور الباب بفعل تأثير القوة التي يطبقها الشخص. تشويه جسم صلب :تتشوه النفاخة بفعل القوة المطبقة من قبل األصبع. نشاط :2شغل قوة .1يتعلق المجهود المبذول بشدة القوة وكذلك بالمسافة التي تقطعها نقطة تأثير القوة. .2كلما كانت شدة القوة أكبر كان الشغل أي المجهود المبذول أكبر ,وكلما كانت المسافة التي تقطعها نقطة التأثير أطول كان الشغل أيضا أكبر. إذن يمكن إن نعبر عن الشغل بالعالقة: شغل وقدرة قوة .3 .aالعربة تتحرك فقط على السكة ,أي أنها تتحرك وفق المحور .OXإذن المركبة التي تساعد على الحركة هي: .bشغل هو: .4انطالقا من الحاالت السابقة يمكننا أن نعمم تعبير شغل قوة بالعالقة: .IIشغل قوة أو مجموعة قوى ثابتة مطبقة على جسم في إزاحة .1مفهوم شغل قوة نقول إن قوة مطبقة على جسم ما تشتغل ,إذا انتقلت نقطة تأثيرها ,وغيرت حركة هذا الجسم أو غيرت خصائصه الفيزيائية. شغل قوة ثابتة مطبقة على جسم في إزاحة .2 القوة الثابتة هي التي تحتفظ بنفس االتجاه ,نفس المنحى ,ونفس الشدة طيلة الحركة. .a حالة اإلزاحة المستقيمية يعبر عن شغل قوة ثابتة خالل انتقال مستقيمي AB بالعالقة: )(m ملحوظة: )(Joule :J )(N يمكن كذلك التعبير عن شغل قوة بواسطة اإلحداثيات: و ) A(xA ;yAو ).B(xB ;yB شغل وقدرة قوة طبيعة شغل قوة ثابتة حيث-1<cosα<1 ; F >0 ;AB >0 : لدينا: إذن نقول إن شغل قوة مقدار جبري وترتبط إشارته بقيمة الزاوية .α 0≤α≤90° cosα > 0 نقول إن الشغل محرك. α = 90° cosα = 0 نقول إن الشغل منعدم. .bحالة اإلزاحة المنحنية نقسم المسار المنحني إلى أجزاء صغيرة يمكن اعتبارها مستقيمية. خالل انتقال جزئي نعبر عن الشغل الجزئي الذي تنجزه القوة بالعالقة: أما شغل القوة عند انتقال نقطة تأثيرها من Aإلى Bفهو مجموع األشغال الجزئية: إذن نقول إن شغل قوة ثابتة مستقل عن المسار الذي تتبعه نقطة تأثيرها, إذ يرتبط فقط بموضعها البدئي والنهائي. 90°≤α≤180° cosα < 0 نقول إن الشغل مقاوم. .3تطبيق :شغل وزن جسم شغل وقدرة قوة بالنسبة النتقال ال يتجاوز بضع كيلومترات (قريب من سطح األرض) ,يمكن اعتبار مجال الثقالة منتظما. عند انتقال مركز قصور الجسم من الموضع GAإلى ,GB تنجز شغال: و لدينا: إذن: وبالتالي: خالصة: ال يرتبط شغل وزن جسم إال باألنسوب zAللموضع البدئي واألنسوب zBللموضع النهائي لمركز قصور الجسم. ملحوظة: يتعلق تعبير شغل وزن جسم بمنحى المحور ,OZإذا تم اختيار منحى المحور نحو األسفل يصبح هذا التعبير: .4 شغل مجموعة قوى ثابتة مطبقة على جسم صلب في إزاحة لدينا الجسم في إزاحة: شغل القوى عند انتقال الجسم يعبر عنه بالعالقة: وبالتالي: حيث: شغل وقدرة قوة تمرين تطبيقي :نقوم بسحب جسم صلب ذي كتلة m = 250 Kgنحو األعلى فوق مستوى مائل بزاوية α = 30°بالنسبة للمستوى األفقي .فيقطع مركز ثقله المسافة .AB = 12 m .1أنجز تبيانة موضحة لمعطيات التمرين. .1 .نعطي . g = 10 N.Kg-1 .2احسب .2المحور OZموجه نحو األعلى ,إذن: الشغل سالب ,إذن للوزن شغل مقاوم. ت .ع: .IIIشغل قوة عزمها ثابت مطبقة على جسم صلب في دوران حول محور ثابت .1عزم قوة بالنسبة لمحور دوران ثابت (تذكير) صيغة عزم قوة بالنسبة لمحور )∆(متعامد مع خط تأثيرها هي: )(N.m .2 شغل قوة ذات عزم ثابت )(N) (m عندما يدور الجسم بزاوية صغيرة ,تقطع نقطة تأثير القوة يمكن اعتباره مستقيميا ونعبر عنه بالمتجهة . قوسا صغيرا باعتبار أن نعلم أن: تقريبا ثابتة ,نعبر عن الشغل الجزئي ب: شغل وقدرة قوة حسب الشكل لدينا: عند دوران الجسم بزاوية بما أن: ولدينا ,تنجز القوة إذن: شغال مساويا لمجموع األشغال الجزئية فإن: وبالتالي: .IVشغل مزدوجة عزمها ثابت .1عزم مزدوجة قوتين (تذكير) :Fالشدة المشتركة للقوتين .F1 = F2 = F :dالمسافة الفاصلة بين خطي تأثيرهما . تعميم :المزدوجة مجموعة قوى بحيث: يكون مجموع متجهاتها منعدما. لها عزم غير منعدم . أمثلة: .2 مزدوجة محرك ,مزدوجة الكبح ,مزدوجة اللي. شغل مزدوجة ذات عزم ثابت بإتباع نفس المنهجية السابقة (حالة خاصة مزدوجة قوتين) نبين أن الشغل الجزئي لمزدوجة هو: بالنسبة لدوران بزاوية ,يكون شغل المزدوجة هو: نعلم أن العزم ثابت وبالتالي: شغل وقدرة قوة تمرين تطبيقي :لتشغيل محرك مضخة ماء نلف خيطا غير مدود على اسطوانة المحرك ,ذات الشعاع ,R = 5 cm ونقوم بسحبه بتطبيق قوة حيث: أحسب شغل هذه القوة عند انجاز األسطوانة 20دورة. ت .ع: لدينا: .V قدرة قوة القدرة هي مفهوم فيزيائي يربط بين الشغل المنجز والمدة الالزمة النجازه. .1القدرة المتوسطة نسمي القدرة المتوسطة المقدار: حيث: .2القدرة اللحظية :الشغل المنجز ب.(J) : :المدة الالزمة النجاز هذا الشغل ب.(s) : :القدرة المتوسطة للقوة .ب.Watt (W) : نعبر عن القدرة اللحظية بالعالقة: .aحالة جسم في إزاحة إذا كان جسم في إزاحة ومطبق عليه قوة أو عدة قوى ثابتة . إذن: فإن: .b حالة جسم في دوران حول محور ثابت إذا كان جسم في حالة دوران حول محور ثابت ومطبق عليه قوة أو مزدوجة ذات عزم ثابت. إذن فإن: