انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل | آموزش فیزیک دهم + فیلم آموزشی رایگان

متوسطه دوم
در اسفند 1401
مطالعه 3 دقیقه

انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل | آموزش فیزیک دهم + فیلم آموزشی رایگان

متوسطه دوم
فروردین 1401
مطالعه 3 دقیقه

در این مقاله به آموزش کامل فیزیک دهم به زبان ساده مبحث انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل گرانشی همراه با فیلم آموزشی و حل نمونه سوالات امتحانی می پردازیم.

این مقاله توسط اساتید فیزیک سایت تدریس خصوصی استادلینک برای شما عزیزان تهیه شده است.

توجه: برای مشاهدۀ صحیح فرمول ها، در صورت استفاده از تلفن همراه، آنرا به صورت افقی قرار داده و موبایل خود را در حالت روشن ( light ) بگذارید.

فیلم آموزشی انرژی پتانسیل و جنبشی فیزیک1

استادلینک سایت جستجوی معلم و مشاور خصوصی در سراسر کشور بوده که با مراجعه به صفحه اصلی سایت استادلینک، می توانید لیست بهترین معلم های خصوصی فیزیک سراسر کشور به همراه رزومه و سابقۀ تدریس، فیلم نمونه تدریس، جزوات و نظر شاگردان قبلی او را مشاهده نمایید و مستقیم با معلم خصوصی فیزیک خود ارتباط بگیرید.

همچنین می توانید از طریق پشتیبانی واتساپ سایت استادلینک، اقدام به رزرو معلم خصوصی فیزیک خود نمایید. کافی است علاوه بر نام و نام خانوادگی، مقطع و رشتۀ تحصیلی، نام درس مورد نظرتان را به همراه واژۀ ” استاد لینک” در پیام واتساپ ارسال نمایید.

فرمول انرژی جنبشی و نکات آن

به انرژی وابسته به حرکت یک جسم، انرژی جنبشی می گویند و فرمول آن بصورت زیر است:

$K=\frac{1}{2}m\times v^2$

انرژی جنبشی: k=Kinetic energy
جرم: m=mass
تندی یا سرعت: v=velocity

برای محاسبۀ نسبت انرژی جنبشی دو جسم، از رابطۀ زیر می رویم. ( توجه شود نسبت به معنای چند برابر شدن است. )

$\frac{K_2}{K_1}=\frac{m_2}{m_1}\times {\left(\frac{v_2}{v_1}\right)}^2$

همچنین برای محاسبۀ تغییرات انرژی جنبشی، از دو فرمول زیر می رویم. توجه شود که تغییرات یک کمست را در فیزیک، با نماد دلتا نمایش می دهند. ( تغییرات به معنای افزایش یا کاهش است. )

$\Delta K=K_2-K_1$

$\Delta K=\frac{1}{2}m\times (v^2_2-v^2_1)$

تمام فرمول های انرژی جنبشی - تبدیل واحدهای انرژی، سرعت و جرم — شکل2 – تمام فرمولهای مربوط به انرژی جنبشی

چند نکتۀ کنکوری:

تمامی انرژی ها از نوع کمیت نرده ای (اسکالر، عددی) هستند و به جهت بستگی ندارند.
هرگاه جرم جسمی p برابر و تندی آن q برابر شود، انرژی جچنبشی آن p*q² برابر می شود.
هرگاه نسبت دو متغییر را محاسبه کردید، با مقایسۀ جوا بدشت آمده با عدد 1، درصد تغییرات آن نیز سریعاً محاسبه می شود.

نمودارهای انرژی جنبشی — شکل2 – نمودارهای مربوط به انرژی جنبشی

تمرین در خانه 1 ( Home Work )

دو تمرین زیر را حل کرده و پاسخ خود را در بخش نظرات در پایین همین صفحه تایپ نمایید. اگر احتیاج به معلم خصوصی فیزیک دارید می توانید از طریق پشتیبانی سایت استادلینک، جهت رزرو معلم خصوصی فیزیک خود اقدام نمایید.

سوالات کنکوری انرژی جنبشی — شکل3 – نمونه سوالات امتحانی فیزیک1 (انرژی جنبشی)

انرژی پتانسیل و فرمول های آن

دانلود نمونه سوالات امتحانی فیزیک دهم

برخی از اجسام به خاطر موقعیت قرار گرفتنشان، می توانند کار انجام دهند. مانند سنگی که در ارتفاع h از سطح زمین قرار دارد یا فنری که فشرده شده است. در سنگ، وجود نیروی وزن (gravity) و در فنر، وجود نیروی کشسانی فنر (Elasticity)، توانایی کار ایجاد می کند. به این توانایی انجام کار، انرژی پتانسیل می گویند.

توجه: علاوه بر نیزوی جاذبه (gravity) و نیروی کشسانی فنر (Elasticity)، نیروی الکتریکی (Electric force) هم توانایی ایجاد پتانسیل الکتریکی دارد که در فیزیک 2 سال یازدهم آنرا می خوانید.

فرمول انواع انرژی پتانسیل — شکل4 – روابط مربوط به انواع پتانسیل

روابط مربوط به پتانسیل گرانشی که در کتاب فیزیک 1سال دهم آمده است، به صورت زیر می باشد.

$U_{gravity}=mgh\ \ \ ,\ \ \ \Delta U_{gravity}=mg\Delta h$

در این فرمول، h ارتفاع (Height) از سطح زمین یا سطح پتانسیل بوده و واحد آن متر می باشد و همچنین g، شتاب جاذبه سیاره (gravity) بوده که در روی زمین عدد 9/8 است که اغلب یا عدذ 10 آنرا تقریب می زنند و واحد آن متر بر مجذور ثانیه یا نیوتن بر کیلوگرم می باشد.

روابط مربوط به پتانسیل کشسانی فنر و نیروی فنر که در فیزیک 3 سال دوازدهم آمده است، به صورت زیر می باشد.

$U_{elastic}=\frac{1}{2}k\times \Delta x^2\ \ \ ,\ \ \ F_{elastic}=-k.\Delta x$

روابط مربوط به تغییرات پتانسیل الکتریکی و نیروی الکتریکی که در فیزیک 2 سال یازدهم آمده شده است، به صورت زیر می باشد.

${\Delta U}_{electric}=-\left|q\right|.E.d.{\mathrm{cos} \left(\alpha \right)\ }\ \ \ ,\ \ \ F_{electric}=\left|q\right|.E$

چند نکتۀ کنکوری:

دانلود جزوه بی نظیر فیزیک یازدهم سایت تدریس خصوصی استادلینک

هر نوع انرژی از نوع اسکالر ( عددی یا نرده ای ) بوده و به جهت حرکت شکل بستگی ندارد.
برای محاسبۀ پتانسل نیاز به مرجع پتانسیال است که اغلب موارد زمین به عنوان مرجع پتانسیل پرانشی در نظر گرفته می شود.
طبق قانون سوم نیوتن، پتانسیل مربوط به یک جسم به تنهایی نیست بلکه مربوط به سامانه است. به عنوان مثال اگر توپی را تا ارتفاعی بالا بریم هم در توپ پتانسیل گرانشی ذخیره می شود و هم در زمین!!!

تمرین در خانه2: ( Home Work )

حاصل عبارت زیر را محاسبه کنید و پاسخ آنرا در بخش دیدگاهها در پایین همین صفحه تایپ نمایید.

سوال کنکوری فیزیک دهم انرژی پتانسیل گرانشی — شکل5 – مثالی مهم از مفهوم انرژی پتانسیل گرانشی فیزیک دهم

اگر احتیاج به معلم خصوصی فیزیک دهم جهت امتحانات ورودی و مدارس و تقویت پایۀ خود دارید، کافی است درخواست رزرو معلم خصوصی فیزیک دهم خود را از طریق پشتیبانی واتساپ سایت استادلینک ارسال نمایید.