آموزش فيزيك 1 ـ انرژي پتانسيل كشساني

من در كلاسهايم فصل اول را تمام كرده‌ام، امتحان هم گرفته‌ام. بعد مدت‌ها فرصت كرده‌ام تا اين بحث درسي را بنويسم. در مطالب آموزشي كه مي‌نويسم، پرهيز كردن از نوشتن مطالب اضافي و غير ضروري را لازم مي‌دانم. مخصوصاً همين بحث انرژي پتانسيل كشساني جزء مطالب خيلي كوتاه و مختصر سال اول است.

photo: blogs.reuters.com

شما در اطراف خود روزانه با وسايلي سر و كار داريد كه انرژي پتانسيل از نوع كشساني را در خودشان ذخيره و به موقع آزاد مي‌كنند تا كارهاي ما راحت شود. اين وسايل در خود تكه‌اي فنر يا كِش دارند. اسباب بازي‌هاي كوكي، مداد نوكي‌ها، ترازوهاي فنري، تيركمان، ماشين‌ها، تله موش و … از جمله وسايلي هستند كه در آنها فنر يا كش بكار رفته است.

انرژي‌اي كه ما صرف فشرده كردن يا كش آوردن فنر مي‌كنيم، به صورت انرژي پتانسيل كشساني در آن ذخيره مي‌شود. اين جمله را مي‌توانيد تعريفي براي انرژي پتانسيل كشساني در نظر بگيريد.

مثال

1. مطابق شكل زير، جسمي به جرم 2ikg را در مقابل يك فنر فشرده نگه داشته‌ايم. در اين حالت، 10 ژول انرژي در فنر ذخيره شده است. اگر جسم را رها كنيم، اين جسم تا چه ارتفاعي بر روي سطح شيبدار بالا مي‌رود؟ سطوح بدون اصطكاك است.

جواب: در شكل الف جسم داراي 10 ژول انرژي پتانسيل كشساني است. بر طبق پايستگي انرژي جسم همين مقدار انرژي را در شكل ب به صورت انرژي پتانسيل گرانشي دارد

Uانرژي پتانسيل كشساني = Uانرژي پتانسيل گرانشي

10 = mgh → 10 = 2 × 10 × h → h = ½ متر

تمرين

1. مطابق شكل يك ورزشكار در حال پرش با نيزه است. چه تبديلات انرژي در اين فرايند صورت مي‌پذيرد؟

photo: wikipedia

2. حالتي را مثال بزنيد كه جسم هم داراي انرژي پتانسيل گرانشي، هم داراي انرژي پتانسيل كشساني و هم داراي انرژي جنبشي باشد؟

ملاحظات
انرژي پتانسيل كشساني داراي فرمول براي محاسبه است كه آن را دانش‌آموزان تجربي و رياضي در سال چهارم خواهند خواند.

منبع
ــ كتاب معلم (راهنماي تدريس فيزيك1)