مقدمهای بر قضیه كار و انرژی
سال پیش با انرژی جنبشی و رابطه آن آشنا شدید. انرژی كه جسم به خاطر حركت و به عبارتی سرعت خود دارا میباشد را انرژی جنبشی مینامند. از طرفی، به خاطر دارید كه از رابطهی زیر محاسبه میگردد.
در رابطه بالا k انرژی جنبشی بوده و واحد آن ژول میباشد، m جرم جسم برحسب كیلوگرم و V تندی جسم برحسب متر بر ثانیه است.
به این كارتون كوتاه! توجّه كنید زوری كه ورزشكار میزند (به عبارت دقیقتر كاری كه انجام میدهد) به چه چیزی تبدیل میشود؟ این سؤال، پرسش بسیار مهمی است.
همان طور كه پیداست، كار انجام شده باعث بالا رفتن تندی توپ میگردد و به عبارت دیگر انرژی جنبشی توپ را زیاد میكند.
واضح است كه هرچه كار بیشتر باشد، میزان افزایش انرژی جنبشی توپ نیز بیشتر است.
در فیلم زیر پدیدهای را مشاهده میكنید كه كار نیروی عامل باعث تغییر انرژی جنبشی میشود.
به شكل زیر توجّه كنید:
نیروی وزن فیل در حال سقوط دائماً در حال انجام كار است، از طرفی چون فیل رو به پایین در حركت است، كار نیروی وزن مثبت است، باز پرسش قبلی، كار نیروی وزن به چه چیزی تبدیل شده است؟
دقیقاً درست است، كار نیروی وزن موجب افزایش تندی فیل و به عبارت دیگر افزایش انرژی جنبشی فیل شده است. اصلاً به همین خاطر است كه دایماً تندی فیل زیاد میشود.
پاسخ این پرسش را با نگاهی دقیق به شكل زیر پیدا كنید.
به همین ترتیب چنان چه خود كاری را كه هم اكنون دردست دارید، به بالا بیاندازید كار نیروی وزن منفی بوده و میبینیم كه تندی آن كاهش مییابد. یعنی انرژی جنبشی به مرور كم میشود.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا