جزوه فیزیک، مبحث کمیت و نیرو

به نام خدا

 

خلاصه هفته دوم ترم اول

نویسنده : بهراد گودرزی

جمع اوری اطلاعات: محمد عرب , میلاد غنی ابادی

کمیت ها به 2 دسته برداری(فشاری) و اسکالر(مقداری) تقسیم میشوند

کمیت برداری: کمیتی که علاوه بر مقدار جهت هم دارد

کمیت اسکالر: کمیتی که فقط مقدار(اندازه) دارد

کار یک کمیت اسکالر است.

تعریف کار: به فرایندی که نیرو در ان باعث جابه جایی شود کار گفته میشود.

فرمول کار: FD, force * distance و نیرو * جابه‌جایی

واحد کار: N*m

یا همان newton * meter

وقتی کار مال یک نیروی مشخصی است که جابه‌جایی همراستا جهت نیرو باشد

در غیر اینصورت کار نیرو منفی میشود

یعنی وقتی که من نیرو ای (مثلا 5N) به جسم به جهت شمال وارد میکنم و جسم (مثلا 25m)به جنوب میرود

کار نیرو به این شکل محاسبه میشود.

Nm = Joule

مثال:
یک کوله را جرم 40kg  از پله‌ها(10m)  بالا میبریم
چه مقدار نیرو به کوله وارد میشود؟

40kg(in earth) = 400N

W = 10 * 400 = 4,000 Joule

اگر نیروی وارد شده زاویه ای داشته باشه و حرکت به سمت زاویه نباشه

مثلا یک محور 90 درجه و یک نیرو از زاویه 25 درجه بهش وارد شده

وقتی جسم به سمت بالا حرکت میکند

ما باید کار مولفه‌ی عمودی را حساب کنیم

نکته: کار مولفه‌ی دیگر منفی است

وقتی مولفه ای منفی است(همیشه) برای اینکه بفهمیم چه مقدار نیرو باید صرف جا به جا شدن به اندازه جابه جا شده بدون تاثیر مولفه منفی بشود باید برایند کار نیرو ها یا کار برایند نیروهارو حساب کنیم

مثال: من به سنگی به جهت شمال نیرو وارد میکنم(مثلا 25N)

و دوست من به همان سنگ به جهت جنوب وارد میکند(مثلا 15N)

سنگ5m  به شمال میرود

یعنی کار من: 25 * 5 = 125J

و کار دوستم: 15*-5 = -75J

برای اینکه حساب کنیم بدون وجود نیروی متقابل دوستم من چه مقدار نیرو باید وارد میکردم یا اینکه چه کاری را باید میکردم:

برا چه مقدار نیرو: (25-15)N = 10N
و برای چه مقدار کار: (125-75)J = 50J

معنی کار برایند نیرو ها و برایند کار نیرو ها که همیشه با هم برابرن

کار برایند نیرو ها: برایند نیرو ها را حساب کرده
و کاری که این برایند انجاام میدهد را حساب کنیم

برایند کار نیرو ها: کار نیرو هارا حساب کرده و برای انها را بدست بیاوریم

 

نیرو ها به 2  دسته پایستار و ناپایستار تقسیم میشود.
مسیر بسته: مسیری با شروع پایان یکسان

نیروی پایستار(conservative): نیرو هایی که به مسیر وابسته نیستن و به جابه جایی
ربط دارند. این نیرو ها در مسیر بسته مقداری ندارند.

نیروی ناپایستار(Non-conservative): نیروی هایی که به مسیر وابسته هستند. این نیرو ها در مسیر بسته مقداری دارند.

چند نیروی پایستار: وزن، نیروی الکتریکی

چند نیروی ناپایستار: اصطکاک، مقاومت هوا

 

انرژی: توانایی انجام کار

انرژی ها به 2 دسته کلی جنبشی و ذخیره‌ای(potential )

و انرژی ذخیره نیز چند زیر مجموعه دارد{گرانشی،کشسانی، الکتریکی، گرمایی،شیمیایی و مغناطیسی}