- المســـــــتوى : السنة الثانية رياضي و تقني رياضي - المجـــــال : الميكانيك و الطاقة
- المـــــــــــادة : فيزياء - الوحـــــدة : العمل و الطاقة الحركية
- المدة الزمنية :2ساعة - الموضوع : عمل قوة ثابتة
- نوع الحصـة :درس
مؤشرات الكفاءة :
- يعرف المفهوم العلمي للعمل
- يعبر و يحسب عمل قوة ثابتة لجسم صلب في حركة انسحابية.
الأدوات و المواد المستعملة :
- دراسة وثيقة
مراحل سير الدرس و نشاط الأستاذ
نشاط التلميذ و الاستنتاج
1- مفهوم عمل قوة:
في المفهوم العام تعبر كلمة عمل عن جهد متبوع بإحساس بتعب و هذا لا يعبر عن المفهوم العلمي للعمل.
عندما
يقوم شخص برفع جسم ثقيل بواسطة حبل ، فإنه يتعب نتيجة الجهد العضلي الذي
يبذله، نقول أن هذا الشخص بذل عملا، و نقصد به الجهد العضلي الذي يبذله و
هو عمل فيزيولوجي.
في الحقيقة، من الناحية الفيزيائية إن الذي بذل عملا
هنا هو القوة الساحبة التي تتمثل أيضا في قوة توتر الحبل حيث انتقلت نقطة
تأثيرها مسافة معينة
2- عمل قوة ثابتة:
نشاط:
أ- كيف تعمل القوة؟
E لاحظ الأشكال الثلاثة المقابلة.
في
الشكل – 1: يطبق شخص قوة دفع على سيارة متوقفة بغية نقلها من النقطة إلى
النقطة على مسار مستقيم ، بحيث يكون حامل القوة موازيا للطريق و جهتها من
إلى .
في الشكل – 2:يطبق الشخص نفس القوة على السيارة من أجل نفس الهدف بحيث يكون حامل القوة يصنع زاوية معينة () مع الطريق.
في الشكل – 3:يطبق نفس الشخص نفس القوة من أجل نفس الهدف، و لكن هذه المرة يكون حامل القوة عموديا على الطريق :
E هل يفلح هذه المرة في نقل السيارة؟
E ما هو تأثير القوة على السيارة في كل حالة و في أية حالة يحقق هذا الشخص مبتغاه بسهولة؟
E ما هي الشروط التي تجعل القوة التي يبذلها الشخص تقوم بعمل ما؟ ما هو تأثير الزاوية a ؟
ب- عمل قوة على مسار مستقيم:
اعتمادا
على النتائج السابقة، يمكننا تعريف عمل القوة الثابتة عندما تنتقل نقطة
تأثيرها من نحو انتقالا مستقيما بالجداء السلمي لشعاع القوة في شعاع
الانتقال:
يقاس العمل بوحدة الجول ().
جـ- متى يكون العمل محركا و متى يكون مقاوما؟:
لتحريك
سيارة من نقطة نحو نقطة على مسار مستقيم فإن محركها يبذل قوة أفقية دافعة
تكون في الاتجاه الموجب للحركة (من X' نحو X) (شكل - 1) و يكون عملها خلال
هذا الانتقال موجبا و قيمته:
و يدعى هذا العمل بالعمل المحرك.
و إذا
افترضنا أن هذه السيارة يتوقف محركها لحظة مرورها من النقطة A فإن حركتها
تتباطأ تحت تأثير قوة احتكاكƒ المعاكسة لها و تتوقف تماما عند النقطة B
(شكل - 2).
فإن عمل هذه القوة يكون سالبا و مقاوما:
و يدعى هذا العمل بالعمل المقاوم.
F
T
نتيجة:
العمل الميكانيكي يرتبط بمفهوم القوة و الانتقال معا.
A
B
F
شكل - 1
A
B
F
شكل - 3
A
B
F
شكل - 2
التعليل:
عندما
يبذل الشخص قوة عضلية لتحريك السيارة مسافة معينة فإن القوة المبذولة تقوم
بعمل ميكانيكي عندما تنتقل نقطة تأثيرها بانتقال السيارة المدفوعة:
في
الشكل – 1: لا يجد الشخص صعوبة كبيرة في دفع السيارة من النقطة إلى النقطة .
و تكون الزاوية بين حامل القوة و الطريق هي: و يكون العمل منجزا على أحسن
وجه ().
في الشكل – 2:يجد هنا الشخص صعوبة شديدة في القيام بنفس العمل
السابق و قد يزيد من شدة القوة الدافعة، لأن حامل القوة لا يكون موازيا
للطريق، حيث تكون الزاوية () و يكون العمل منجزا و لكن بفعالية أقل ().
في
الشكل – 3: يستحيل القيام بهذا العمل، لأن القوة المؤثرة على السيارة تكون
عمودية على الطريق و هذا مهما زاد من شدة القوة الدافعة و حتى لو استعان
بعشرات الأشخاص تكون الزاوية () و يكون العمل معدوما ().
نتيجة:
* يتعلق عمل قوة ثابتة بشدة هذه القوة و بطول المسار و بوضعية حامل القوة .
* لا تقوم القوة بأي عمل إذا كان حاملها عموديا على الانتقال.
* يتناسب عمل القوة الثابتة مع جيب تمام الزاوية () المحصورة بين حامل القوة و الطريق.
A
B
F
a
A
B
ƒ
شكل - 2
X'
X
A
B
F
شكل - 1
X'
X
نتيجة:
يكون العمل الموجب محركا في حين أن العمل السالب يكون مقاوما.
السبت سبتمبر 24, 2011 2:51 am