العلوم الفيزيائية — تمارين محلولة في الطاقة الحركية والطاقة الكامنة — الأولى ثانوي (شعب علمية) — المنهاج الجزائري

تمارين محلولة في الطاقة الحركية والطاقة الكامنة

الطاقة الميكانيكية هي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، وهي كمية فيزيائية مهمة في دراسة الحركة.

1. الطاقة الحركية

Ec = 1/2 × m × v^2 حيث m الكتلة (kg) و v السرعة (m/s). وحدة الطاقة الجول (J).

2. الطاقة الكامنة الثقالية

Epp = m × g × h حيث g تسارع الجاذبية (9.81 N/kg) و h الارتفاع (m).

3. نظرية الطاقة الحركية

ΔEc = Ec2 – Ec1 = W(ΣF) حيث W(ΣF) عمل محصلة القوى.

4. أمثلة محلولة

مثال 1: جسم 2kg يتحرك بسرعة 10 m/s. احسب طاقته الحركية. Ec=0.5x2x100=100J.

مثال 2: جسم 5kg مرفوع إلى ارتفاع 3m. احسب طاقته الكامنة. g=10 N/kg. Epp=5x10x3=150J.

مثال 3: كرة 0.2kg تسقط من ارتفاع 20m. ما سرعتها قبل الاصطدام بالأرض؟ باستخدام حفظ الطاقة: Ec=Epp. 0.5×0.2xv^2=0.2x10x20. 0.1v^2=40. v^2=400. v=20 m/s.

مثال 4: سيارة 800kg تزيد سرعتها من 10m/s إلى 25m/s. احسب التغير في الطاقة الحركية. ΔEc=0.5x800x(625-100)=400×525=210,000J.

5. تمارين

1. جسم 10kg يتحرك بسرعة 5 m/s. احسب طاقته الحركية.
2. جسم 100g على ارتفاع 10m. احسب طاقته الكامنة (g=10).
3. حجر 0.5kg يقذف عمودياً لأعلى بسرعة 15 m/s. أقصى ارتفاع يصل إليه؟