طاقة الوضع

تعريف طاقة الوضع

طاقة الوضع المرونية

طاقة الحركة

تعريف طاقة الوضع المرونية

طاقة الوضع الجاذبية

قانون الطاقة الكامنة

قانون الطاقة الكامنة الثقالية

طاقة الحركة وطاقة الوضع

طاقة الوضع

تعريف : الطاقة الكامنة ، أو الطاقة المختزنة ، هي قدرة النظام على القيام بشغل نظرا لموقعها أو الهيكل الداخلي.  على سبيل المثال الطاقة الجاذبية الكامنة هي الطاقة المخزنة التي يحددها موقع الجسم في حقل الجاذبية بينما الطاقة المرونية الكامنة هي الطاقة المخزنة في النابض

 طاقة الوضع التجاذبية : هي الطاقة المكتسبة نتيجة موضع الجسم بالنسبة لسطح الأرض                                                     

)طاقة الوضع وتسمي أيضا طاقة الارتفاع) هي أحدي صور الطاقة في الفيزياء .وهي الطاقة الكامنة التي يكتسبها جسم بسبب وقوعه تحت تأثير جاذبية مثل الجاذبية الأرضية  عندما يكون مرتفع عن سطح الأرض

Give 2 examples on potential energy:اذكر مثالين على طاقة الوضع الجاذبية

1-

2-     

(Gravitational) Potential Energy   طاقة الوضع التجاذبية

If an object of mass m is lifted from ground level to a height h above the ground, then the potential energy it has gained is equal to the work done in lifting it to this height. This work is

         إذا ارتفع جسم كتلته m  فوق سطح الأرض لارتفاع h فأن طاقة الوضع التجاذبية المكتسبة تساوي عددياً الشغل حيث

W = F × h

The force F on the body is its weight, which is equal to mg. Therefore, the work done is

   W = m×g×h   وحيث ان القوة في هذه الحالة هي قوة الوزن لذلك  F = mg   إذا الشغل المبذول يصبح

Since this is the work done, it is also the energy that the body had before it fell, therefore

  طاقة الوضع التجاذبية  EP = mg h   

Question 1: A ball of mass 1 kg is thrown up to a height of 12 meters. Calculate the increase in its potential energy

ا حسب الزيادة في طاقة الوضع لكرة كتلتها  1 kgقذفت للأعلى بارتفاع 12 م

Question 2: How far above the surface of the earth would the same ball (1 kg) have to be thrown for its potential energy to increase to 1 MJ?

كم سوف ترتفع كرة كتلتها  1 كجم   فوق سطح الأرض لتزداد طاقة الوضع إلى   مليون جول      

Question 3: How much gravitational potential energy is gained when a 10N weight is lifted from 10m to 35m?

كم مقدار الزيادة في طاقة الوضع التجاذبية عندما يرتفع جسم وزنه 10 نيوتن من ارتفاع 10 م الى ارتفاع 35 م

a)      100J                         b) 200J                           c)         250 J                                    d) 350J

Consider the above diagram of the trajectory of a thrown stone :

تأمل الشكل الذي يبين مسار حجر مقذوف

 

1.      what point is the potential energy greatest? عند أي نقطة طاقة الوضع اكبر ما يمكن 

        

2.      At what point is the kinetic energy the least? عند أي نقطة طاقة الحركة اقل ما يمكن

        

3.      At what point is the kinetic energy greatest? عند أي نقطة طاقة الحركة اكبر ما يمكن

        

4.      At what point is the kinetic energy decreasing and the potential energy increasing?

         عند أي نقطة طاقة الحركة تقل و طاقة الوضع تزداد   

If  a  ball  is  dropped  from  a  tall  building  explain  where  the  maximum  and  minimum  kinetic 

         and  potential  energy  are  found  as  the  ball  drops

إذا سقطت كرة من أعلى بناية وضّح مكان اكبر مقدار و اقل مقدار لطاقة الحركة و طاقة الوضع خلال مسار الكرة

Question 4:  If you wanted to increase the GPE of an object, name 2 things that you could do?

إذا أردت زيادة طاقة الوضع التجاذبية للجسم اذكر  طريقتين لعمل ذلك

1-                                                                                         2-

Question 5:  Which has more gravitational potential energy: a 300 N cat at a height of 6 meters or a         50 N bird at a height of 50 meters?

 أيهما له اكبر  طاقة الوضع التجاذبية قطة وزنها 300 نيوتن على ارتفاع 6 م أم طائر وزنه 50 نيوتن على ارتفاع 50 متر

Question 6: Calculate the gravitational potential energy of a 20,000 kg plane at a height of 3,000 meters

احسب طاقة الوضع التجاذبية لطائرة كتلتها 20000 كجم تطير على ارتفاع 3000 متر

Question 7: As shown in the diagram below, a student exerts an average force of 600 Newton on a rope to lift a 50.0-kg crate a vertical distance of 3.00 meters. Compared to the work done by the student, the gravitational potential energy gained by the crate is

سحب طالب صندوق بقوه على 600 نيوتن لرفع قفص كتلته 50 كجم رأسيا مسافة 3 متر قارن بين الشغل المبذول و طاقة الوضع التجاذبية

                           

A)      300J more                    B) exactly the same                         C) 150J less                D) 330J less

Home work

1)      The acceleration due to gravity on the Moon is about 1/6 that of Earth’s.   How high above the lunar surface does a 55 kg astronaut have to be to have 450 J of gravitational potential energy?   How far above the Earth’s surface would he have to be?  

عجلة الجاذبية على القمر هي 1/6 الجاذبية على الأرض كم سيكون ارتفاع رائد فضاء كتلته 55 كجم  عن سطح القمر ليمتلك طاقة وضع تجاذبية مقدارها 450 جول  ثم احسب ارتفاعه عن سطح الأرض ليمتلك نفس هذه الطاقة

2)      A car coasts 62.2 meters along a hill that makes a 28.3° angle with the ground. If the car's mass is 1234 kg, then what is the change in potential energy?