پاورپوینت فیزیک پایه 1 (مکانیک) (رشته های ریاضی و شیمی و کامپیوتر)

 دانلود پاورپوینت با موضوع فیزیک پایه 1 (مکانیک) (رشته های ریاضی و شیمی و کامپیوتر)،

در قالب ppt و در 46 اسلاید، قابل ویرایش.

مسائلی درباره  قضیه کارو انرژی جنبشی
 پرتاب با فنر
 سرعت فرار
 مسئله حلقه
 فنرهای قائم 
تعریف توان با مثال
مسئله : پرتاب با فنر
یک جفت فنر با ثابت  kمفروض است . طول اولیه هریک  x0 است  .  گلوله ای به جرم  m در نقطه اتصال دو فنر که تا طول  x1 مطابق شکل زیر کشیده اند قرار می دهیم . گلوله را رها می کنیم.  تندی  v بعداز رها کردن آن چقدر است ؟  طول در حالت آرامش هر فنر xr     است   .
مسئله : پرتاب با فنر
فقط نیروها پایستار حضور دارند لذا انرژی مکانیکی  K+U پایستار است
K = -Us                                                  EI = EF
مسئله : پرتاب با فنر
فقط نیروها پایستار حضور دارند لذا انرژی مکانیکی  K+U پایستار است
K = -Us                                                  EI = EF
مسئله : پرتاب با فنر
فقط نیروها پایستار حضور دارند لذا انرژی مکانیکی  K+U پایستار است
K = -Us                                                  EI = EF
مسئله : تاچه ارتفاعی ؟
پرتابه ای به جرم  m از سطح زمین با سرعت اولیه  v0   پرتاب می شود
.  بیشینه فاصله آن از سطح زمین  RMAX قبل از اینکه به پایین برگردد چقدراست؟
مسئله : تاچه ارتفاعی ؟
کلیه نیروها پایستار هستند:
WNC = 0
K = -U
ومی دانیم که:
مسئله : تاچه ارتفاعی ؟
سرعت فرار
اگر بخواهیم که جسم از جاذبه زمین فرار کند و به بینهایت برود مخرج کسر فوق را باید مساوی صفر قرار دهیم:
سرعت فرار
بادرنظر گرفتن رابطه                  سرعت فرار از سیاره ای به جرم  Mp وشعاع
 Rp برابر است با:(  G =  6.67 x 10-11 m3 kg-1 s-2)  
سرعت فرار
دو کشتی فضایی در انتظار فرود روی دو سیاره مشابه با جرم مساوی هستند. سیاره 1 درحال سکون است,درحالیکه  سیاره 2  باسرعت زاویه ای  درحال چرخش است .
کدام کشتی فضایی به انرژی بیشتری برای فرار به بینهایت نیاز دارد؟
پاسخ:
درضمن توجه کنید:
به همین دلیل کلیه ایستگاههای فضایی در سرتاسر کره زمین تا حد امکان در نزدیکی استوار بر پا شده اند.
راه حل ریاضی مسئله :
مسئله : فنر فضایی
در یک برنامه فضایی تصمصیم می گیرند که یک کشتی فضایی به جرم 10,000 kg با استفاده از یک فنر عظیم به فضا پرتاب کنند.  اگر بخواهیم که این کشتی فضایی به ارتفاع  RE بالای سطح زمین برسد, این فنر به سختی  108 N/m باید به اندازه   d   فشرده شود .
ادامه مسئله ...
چون نیروی جاذبه یک نیروی پایستار است واز طرفی   چون انرژی مکانیکی ابتدا و در بینهایت  K = 0 در است  (v = 0) لذا:
Ubefore = Uafter
(US + UG )before = (UG )after
ادامه مسئله فنر فضایی...
برای اعداد داده شده :, d = 79.1 m
ولی زیاد خوشحال نباشید...
مسئله حلقه ....
جرم m از حالت سکون از ارتفاع  H روی سطح شیبدار بدون اصطکاکی رها می شود.  این جرم سپس وارد یک سطح تخت شده و   یک حلقه به شعاع  R را می پیماید.  ارتفاع  H چقدر باشد تا این جرم حلقه را کاملا بدون اینکه سطح آنرا ترک کند طی نماید؟.
مسئله حلقه...
نمودار جسم آزاد را برای بالای حلقه رسم کنید:
FTOT = -(mg+N) j
ma = -mv2/R j
برای اینکه جسم حلقه را  ترک نکند حداقل باید:, N = 0.
mg = mv2/R
مسئله حلقه...
توجه کنید که انرژی K+U پایستار است : K = -U.
 U = -mg(h) = -mg(H-2R)
 K = 1/2 mv2 = 1/2 mRg
پایستاری انرژی...
جرم m از حالت سکون از ارتفاع  H روی سطح شیبدار بدون اصطکاکی رها می شود.  این جرم سپس وارد یک سطح تخت شده و   یک حلقه به شعاع  R را می پیماید..  ارتفاع H چقدر باشد تا نیروی قائم وارد بر این جسم در بالاترین نقطه حلقه برابر با وزن جسم باشد ؟
پاسخ مسئله ...
نمودار جسم آزاد را برای بالای حلقه بکشید:
FNET = -(mg+N) j
ma = -mv2/R j
دراین حالت       N = mg  و
2mg = mv2/R
ادامه...
از این حقیقت که ا نرژی مکانیکی  K+U پایستار است استفاده کنید
DK = - DU.
DU = -mg(h) = -mg(H - 2R),  DK = 1/2 mv2 = mRg       
mg(H - 2R) = mRg      
فنرهای قا ئم...
فنری را به طور قائم آویزان می کنیم  y = 0  وضعیت آرامش فنر است (الف ) وقتی جرم m را به آن آویزان می کنیم و ضعیت جدید آن  ye (ب) می شود.
فنرهای قا ئم...
انرژی پتانسیل فنر + جرم آویزان برابر است با::
فنرهای قا ئم...
لذا:
فنرهای قا ئم...
لذا اگرمختصات جدید   y   را طوری انتخاب کنیم که  y = 0 باشد یعنی ,  ( y = y - ye ) دراین صورت نتیجه ساده زیر بدست می آید:
فنرهای قا ئم...
اگر  y = 0 وضعیت تعادل جسم آویزان باشد دراینصورت انرژی پتانسیل را می توانیم به گونه ساده زیر تعریف کنیم:.
توجه کنیدکه g دراین عبارت ظاهر نمی شود!!
با انتخاب دستگاه مختصات و ثابتهای مناسب می توان آثار جاذبه را پنهان کرد..