مسألة للنقاش

[الاستاذسلام]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

لو اثرنا عل جسم كتلته 1كجم بقوة مقدارها 10 نيوتن فان هذا الجسم وطبقا لقانون نيونن الثاني يكتسب عجلة مقدارها 10 م\ث2
بعد الثانية الاولي تصبح سرعة الجسم 10 م\ث وطاقة حركته 50 جول
بعد الثانية التالية تصبح سرعة الجسم 20 م\ث وطاقة حركته 200 جول

اي ان الجسم قد اكتسب في الثانية الاولي طاقة قدرها 50 جول
وفي الثانية التالية اكتسب طاقة مقدارها 150 جول(مقدار الزيادة في طاقة الخركة خلال الثانية التالية)
والسؤال هو لماذا تضاعفت الطاقة التي اكتسبها الجسم الي ثلاثة اضعاف بتأثير قوة ثابتة وفي فترة زمنية ثابتة

[الأستاذ المحاضر]

العجلة ماذا تساوي ؟

[الاستاذسلام]

العجلة التي يكتسبها الجسم تساوي حاصل قسمة القوة المؤثرة علي كتلة الجسم
= 10 \1 = 10 م\ث2

[مهند الزهراني]

ربما لا أحسن الاجابة كثيرا لكن لنلاحظ شيئا ،

لناخذ كل قيمتين محسوبتين متتاليتين ولنعتبرها زوج واحد ، نلاحظ ان مقدار الزيادة بين حدي الزوج الواحد اذا فرضنا ان رتبة الزوج هي n ومقدار الزيادة x يعطي مقدار الزيادة بالعلاقة التالية :

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\200dpi x=10n+50

وهذه هي الصيغة العامة للزيادة بين حدي الزوج الواحد فالمفترض أن نفسر هذه النتيجة العامة ثم نصل للحالة الخاصة ،، أليس كذلك ؟

ربما يكون ما خطر ببالي بعيدا لكن هذا ما جال بفكري ولي عودة ،،،

[khaled1966]

الطاقة الحركية تتناسب طرداّ مع مربع السرعة
طح = 1\2 ك سر*2

[مهند الزهراني]

فعلا استاذ خالد فلو فرضنا جدلا ان الطاقة الحركية متناسبة مع السرعة بدون تربيع لاختلف الوضع كثيرا ، لكن التربيع يجعل الزيادة تزيد بحسب المعادلة التي كتبتها سابقا ولذلك احاول اكتشاف السبب ،،،

[زَينَب..~]

لأن السرعة لحركته حسب قانون الطاقة الحركية مربعة أي بالضعف
ولاحظ انه مضروب بالثابت نصف
عداك عن ذاك طاقة الوضع التي لايوجد بها تربيع
لكن بما اننا نحسب طاقة لجسم متحرك ,,,
ستكون سرعته مضاعفة اي بديهي ان ينتج عنها طاقة هائلة 3 أضعاف
مافي الثانية السابقة
بناءاً على القانون
طح= 1/2 ×ك×ع^2,,,:):)

[الاستاذسلام]

شكرا استاذ مهند علي هذه المعادلة التي تعطي مقدار الزيادة في الطاقة بدلالة السرعة
ولكن السؤال عن المعني الفيزيائي وراء زيادة الفارق المطردة في فترة زمنية ثابتة وبتاثير قوة ثابتة

[الاستاذسلام]

لأن السرعة لحركته حسب قانون الطاقة الحركية مربعة أي بالضعف
ولاحظ انه مضروب بالثابت نصف
عداك عن ذاك طاقة الوضع التي لايوجد بها تربيع
لكن بما اننا نحسب طاقة لجسم متحرك ,,,
ستكون سرعته مضاعفة اي بديهي ان ينتج عنها طاقة هائلة 3 أضعاف
مافي الثانية السابقة
بناءاً على القانون
طح= 1/2 ×ك×ع^2,,,:):)


انا افهم ان الطاقة تتناسب مع مربع السرعة وليس مع السرعة وبالتالي فعند زيادة السرعة الي الضعف تزيد طاقة الحركة اربعة اضعاف وهكذا
ولكن ما اريد ان استوضحه هو من اين تاتي الطاقة الزائدة مع ثبات القوة
كيف ان نفس القوة المؤثرة في نفس الفترة الزمنية تمنح الجسم طاقة ثلاثة اضعاف

[khaled1966]

آلية هذه الزيادة ربما تتعلق بالميكانيك الفيزيائي والدراسة ألية إرتباط مكونات المادة مع بعضها البعض

[الاستاذسلام]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

اعتقد انني توصلت الي الحل
لقد قمت بعكس طريقة التفكير في المسألة كالتالي
مالذي نتوقعه نحن وتخالفه النتائج
اننا نتوقع ان يكون تأثير القوة في الثانية الاولي مساويا لتأثيرها في الثانية التالية لها حيث ان القوة ثابتة
ولكن تأثير القوة المرتبط بفترة زمنية ليس هو الشفل او طاقة الحركة
ولكنه كمبة فيزيائية اخري وهي الدفع
ومعروف ان الدفع هو مقدار التغير في كمية الحركة للجسم وهو يتناسب مع الرعة وليس مع مربع السرعة
اذن فمضروب القوة في الزمن سيكون ثابتا من الثانية الاولي الي الثانية الاخيرة خلال فترة تاثيرة القوة وهو يساوي في المسألة 10 كجم م \ث
اما طاقة الحركة فهي مكافئة للشغل الذي تبذله القوة
ومن تعريف الشغل نجدها تعتمد علي مسافة تأثير القوة (وليس فترة تاثيرها)

اذن لنراجع المسألة مرة اخري
خلال الثانية الاولي يقطع الجسم مسافة تعطي من العلاقة س = 0.5 ج ز2 حيث ج هي العجلة و ز الزمن = 5 م
خلال الثانية التالية يقطع الجسم مسافة =20 م
الشغل الذي تبذله الفوة في الثانية الاولي = 10 *5 =50 جول
الشغل الذي تبذله القوة في الثانية التالية = 10 *20 = 200 جول
وهذا الشغل يتحول بالكامل الي طاقة حركة

اارجو ان يكون هذا الفهم صحيح فيزيائبا مثلما هو صحيح حسابيا