طاقة الوضع على سطح الأرض

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

الموضوع مازال مفتوح لنقاش فالكثير من الامور تحتاج الى توضيح وخصوصا في موضوع طاقة الوضع وسأبدأ كعادتي بشرح ما اعرفه من البداية

اساس الطاقة هي القوة والقوة كما نعلم انواع ومحل اهتمام الفيزيائين لانها تفسر طبيعة كل شيء وبعد ان عرفنا القوة تطور العلم وادخل المجال ليسهل فهم وتمثيل القوة ثم نتج تطور الامر ودخل مفهوم الطاقة.

في حالة القوة الناتجة عن الجاذبية الارضية وهي احد انواع القوى الاساسية المعروفة فإن القوة ترتبط بالطاقة من خلال مفهوم الشغل كيف ذلك؟؟

نعلم ان الشغل يساوي القوة في الازاحة ونعلم ان القوة تساوي الكتلة في العجلة والعجلة تساوي التغير في السرعة.

اذا الشغل المبذول على جسم سوف يؤدي الى تغير سرعته وباجراء اشتقاق رياضي بسيط يمكن ان نثبت
الشغل = (1/2 الكتلة * مربع السرعة النهائية) - (1/2 الكتلو في مربع السرعة الابتدائية)

فإذا ما قمنا بإيجاد وحدة الكتلة في مربع السرعة لوجدنا انها تساوي وحدة الجول ووحدة الجول هي وحدة الطاقة لذلك تم الاتفاق على ان 1/2 الكتلة في مربع السرعة هي طاقة الحركة

اذا الشغل يساوي التغير في طاقة الحركة (لاحظ اننا نقول التغير) وليس طاقة الحركة

طاقة الحركة دائما موجبة ولكن التغير في طاقة الحركة ممكن يكون موجب او سالب او صفر فماذا نعني بذلك؟؟

اي ان عندما تكون السرعة النهائية اكبر من الابتدائية يكون التغير موجب ويكون الشغل المبذول موجب والعكس صحيح، اما اذا لم تتغير السرعة فإن الشغل يساوي صفر والتغير في طاقة الحركة يساوي صفر.

++++++++++++++++++++
السؤال الان ماذا لو قمنا برفع جسم من سطح الارض الى نقطة اعلى بمسافة ف عن سطح الارض
الا نبذل شغل هنا؟

بالطبع نبذل شغل وشغل موجب لاننا نتحرك عكس الجاذبية الارضية ولكن التغير في السرعة يساوي صفر وهذا سيتعارض مع مفهوم ان الشغل يساوي التغير في طاقة الحركة

لذا تم ادخال مفهوم طاقة الوضع وهي اننا نبذل شغل على جسم يتحرك في مجال الجاذبية ويساوي الكتلة في الازاحة في عجلة الجاذبية الارضية ومن وجهة نظر الجسم فإن الجسم يكون امتلك طاقة وضع.

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

نستنتج من المشاركة السابقة انه
إذا تحرك جسم تحت تأثير قوة محافظة مثل قوة عجلة الجاذبية الأرضية إزاحة محددة فإن الشغل هنا يعتمد على نقطتي البداية والنهاية ولا يعتمد على المسار. وهنا لا نستطيع القول أن الشغل يساوى التغير في طاقة الحركة. فمثلاً إذا حاول شخص رفع كتلة ما من سطح الأرض إلى ارتفاع معين قدره h فإن هذا الشخص سيبذل شغلاً موجباً مساوياً لـ mgh لان القوة التي بذلها في اتجاه الحركة، ولكن من وجهة نظر الجسم فإنه بذل شغلاً سالباً قدره -mgh وذلك لأن قوته (وزنه) في عكس اتجاه الإزاحة، هذا الشغل السالب يدعى طاقة الوضع التي اكتسبها الجسم عند تحريكه من نقطة إلى أخرى تحت تأثير قوة محافظة (قوة عجلة الجاذبية الأرضية).

اذا الشغل يساوي التغير في طاقة الحركة ويساوي ايضا سالب التغير في طاقة الوضع

++++++++++++++++++++++++++++

[عزام أبوصبحة]

ابو فيصل هذا هو التعريف وحتى نحركها بسرعة ثابته يجب ان نؤثر عليها بقوة تساوي وزنها مقداراً وتعاكسه اتجاهاً في اي لحظة

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

انا مع الاخ عزام في تعريف طاقة الوضع حيث اعتمد على اننا قمنا باحضار مجموعة من الكتل من الملانهاية حيث الجاذبية تساوي صفر الى الارض ووضعت على مسافات محدة بالنسبة لبعضها البعض فالشغل المبذول لاحضار تلك الكتل يساوي طاقة الوضع التي تمتلكها تكل الاجسام.

وهنا الكلام لابو فيصل يجب ان تحضر الكتل بدون تسارع وهذا يعني ان القوة المذولة على كل كتلة تساوي mg اي وزنها.


اما بالنسبة للتعريف الذي اورده الاخ رشوان فهو اعتمد على المقارنة مع تعريف الجهد الكهربي ولكن اود ان اوضح تلك النقطة ان للجهد الكهربي ايضا طاقة وضع كهربي

وتعريف الجهد هو مقدار الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنة الكهربية بدون تسارع من نقطة الى اخرى

اما تعريف طاقة الوضع الكهربي هو الشغل المبذول لنقل شحنة كهربية من المالانهاية الى نقطة ما

ارجو ان تعذروني على الاطالة

وتحياتي

[رشوان محمود]

السلام عليكم و رحمة الله

قرأت ما كتبت يا دكتور و حضرتك اجتهدت كثيرا بالرد
و الاستاذ عزام كذلك
شكرا
و لكني .. اصر علي هذا التعريف

انا عندي الاثبات

المشكله في فهم التعريف الذي كتبته

اولا بالنسبة للاستاذ عزام:

انا لم اخلط بين الجهد و طاقة الوضع لسبب بسيط و هو انهما واحد و يترجما الاثنين معا الي

potential

بالنسبة للدكتور حازم :

شكرا يا دكتور لانك ابتديت من اصل الحكاية

conservative force و الـ state function و لكن مع الاسف هذا الموضوع صعب و يحتاج الي تركيز شديد حتي يفهمه الناس .. و فكرت اني اشرحه باسلوب مبسط

المهم يا دكتور انا معترض علي تعريفك لطاقة الوضع

انتو عرفتو طاقة الوضه بانها الشغل المبذول لنقل كتلة من المالانهاية الي نقطه في المجال

و انا اري ان هذا اثما كبير

لاني عندما عرفته .. عرفته كالاتي :

هو الشغل المبذول لنقل وحدة الكتل من المالانهاية الي نقطة في المجال

و انا قلت وحدة كتل

و لو حبيت اعرف ما هي طاقة الوضع لجسم كتلته 5 كيلو جرام فان علي ان اضرب قيمة المقدار 5 في مقدار الشغل

فبالطبع يا سيدي طاقة الوضع لجسم كتلته الوحده و لتكن واحد كيلو جرام سوف تختلف عن طاقة الوضع لجسم كتلته 0.6 موجود عند نفس النقطه

اذن فالتعريف الادق هو

الشغل المبذول لنقل وحدة الكتل من المالانهاية الي نقطه في المجال


و كل الاحترام و التقدير لكم

[عزام أبوصبحة]

اخي رشوان لو كان تعريف طاقة الوضع لوحدة لكتل لكانت طاقة الوضع متساوية لاي جسم

[رشوان محمود]

لا يا اخ عزام
لو قلت لك ان الشغل المبذول لنقل كتلة مقدارها 1 كيلو جرام ( وحدة كتل ) من جسم ما من المالانهايه الي نقطة في المجال تساوي 6 جول
احسب طاقة الوضع للجسم اذا كانت كتلته 5 كيلو جرام و احسب طاقة وضع الجسم اذا كتلته 10 كيلو جرام ؟ ما هو الناتج اذن ؟ هل متساويين ! !
اذا عرفت الشغل المبذول لنقل وحدة الكتل بالتالي بمقدورك ان تحسب الشغل المبذول لنقل الكتله كلها