52 [ mustapha erreghyouy ]

الرغيوي مصطفى
إنجاز 2020-05-29 أنصح به 1

الشغل وقدرة قوة تصحيح تمرين

نقترح في هذا الجزء تمرين مصحح لدراسة شغل وقدرة قوة مطبقة على جسم صلب في حالة إزاحة على مستوى أفقي، في التمرين الثاني سنهتم بدراسة شغل وقدرة قوة في حالة حركة على مستوى مائل، في الحالتين لا نهمل الاحتكاكات المطبقة من طرف السطح.

من أجل تقوية المعارف في جزء الميكانيك للأولى باك علوم تجريبية نقترح تمرين متوسط الصعوبة يخص الشغل والطاقة الحركية طاقة الوضع الثقالية و الطاقة الميكانيكية :

تمرين 1: شغل وقدرة قوة حالة جسم على مستوى مائل.

نعتبر جسما صلبا يتحرك بسرعة ثابتة v=2m/s على مستوى أفقي، بحيث ينتقل الجسم تحت تأثير قوة ثابتة شدتها F=5N من موضع بدئي A إلى موضع نهائي B، المسافة المقطوعة بين الموضعين هي: AB=3m. يمكن للقوة  شغل وقدرة قوة تمرين 1   أن تأخد وضعا موازيا لمنحى الحركة على المستوى الأفقي الشكل (1) أو وضعا وفق زاوية α الشكل (2).

شغل وقدرة قوة تمرين 1

1-    أكتب تعبير شغل القوة ( شغل وقدرة قوة تمرين 1)W خلال الحركة من الموضع    A نحو الموضع  B، ثم أحسب قيمته في الحالتين معا (1) و (2).

2-    أحسب شغل وزن الجسم ( شغل وقدرة قوة تمرين 1)W في الحالتين (1) و (2).

3-    أحسب قدرة القوة شغل وقدرة قوة تمرين 1خلال هذا الانتقال.

  الاحتكاكات غير مهملة بحيث يطبق السطع قوة احتكاك نعتبرها ثابته خلال الحركة، نهتم في هذه الدراسة بالشكل 2 فقط.

4-      مثل مختلف القوى المطبقة على الجسم أثناء الحركة.

5-      أكتب تعبير شغل قوى الاحتكاك خلال هذا الانتقال.

6-      علما أن الجسم يتحرك وفق حركة مستقيمة منتظمة، أحسب شغل وقدرة قوة الاحتكاك ثم استنتج قيمة شدتها f.

تمرين 2: حالة حركة مستقيميه منتظمة على مستوى مائل.

نعتبر جسما صلبا في حركة صعود على مستوا مائل بزاوية ° 10 = β. بحيث كون الحركة مستقيميه منتظمة v=2m/s يخضع الجسم لقوة  شغل وقدرة قوة تمرين 1  شدتها تبقى ثابتة خلال الحركة F=10N   وتشكل زاوية α مع مستوى الحركة المائل، نحتفظ بنفس المسافة السابقة AB=3m أنظر الشكل:

شغل وقدرة قوة تمرين 1

1-   أوجد تعبير شغل وزن الجسم   W( شغل وقدرة قوة تمرين 1 )A→B خلال الحركة على الجزء AB واحسب قيمته.

2-    أكتب تعبير شغل القوة شغل وقدرة قوة تمرين 1 المطبقة على الجسم خلال الانتقال، ثم احسب عدديا قيمة قدرتها.

3-      بين أن الحركة الجسم الصلب تتم باحتكاك على المستوى الأفقي، أحسب شدة قوة الاحتكاك في هذه الحالة.

تصحيح التمرين الأول: شغل وقدرة قوة.

التمرين تطبيق مباشر للدرس ولا يشكل أي صعوبة كبرى بالنسبة المستوى السنة الأولى من سلك البكالوريا علوم تجريبية وعلوم رياضية.

1-   نعبر عن شغل قوة خلال انتقال AB بالعلاقة التالية  

شغل وقدرة قوة تمرين 1

في الحالة 1 لدينا:

شغل وقدرة قوة تمرين 1 

              في الحالة 2 لدينا: 

شغل وقدرة قوة تمرين 1

 الشغل محرك في الحالتين لأن الشغل المنجز موجب قطعا : 0 <  W( شغل وقدرة قوة تمرين 1 )A→B

    2- نعبر عن قدرة قوة بالعلاقة التالية:

  شغل وقدرة قوة تمرين 1

في الحالة الأولى 1 لدينا: 

 شغل وقدرة قوة تمرين 1

في الحالة الثانية 2: 

شغل وقدرة قوة تمرين 1

3-   في الحالتين معا شغل وزن الجسم منعدم لأن حامل متجهة القوة شغل وقدرة قوة تمرين 1 متعامد مع اتجاه الحركة أي أن:

شغل وقدرة قوة تمرين 1

4-    يخضع الجسم لوزنة   شغل وقدرة قوة تمرين 1 ،تأثير السطح شغل وقدرة قوة تمرين 1وتأثير القوة شغل وقدرة قوة تمرين 1 . انظر الشكل: 

شغل وقدرة قوة تمرين 1

5- تتكون القوة المقرونة بتأثير السطح من مركبتين، المركبة   الرأسية شغل وقدرة قوة تمرين 1و مركبة مماسيه شغل وقدرة قوة تمرين 1 نرمز لها كذلك بالرمزشغل وقدرة قوة تمرين 1.بحيث يكون لدينا :شغل وقدرة قوة تمرين 1 +شغل وقدرة قوة تمرين 1  =شغل وقدرة قوة تمرين 1     وبالتالي يكون تعبير الشغل هو:

شغل وقدرة قوة تمرين 1

وبما أن: 

شغل وقدرة قوة تمرين 1

فإن: شغل وقدرة قوة تمرين 1

ملاحظة: هذه العلاقة يمكن اعتبارها أساسية في حالة وجود الاحتكاكات، ثم إن التوصل لهذه العلاقة أحيانا يكون إلزامي بالنسبة للسنة الأولى من سلك الباكالوريا سواء العلوم التجريبية أو الرياضية.

6-   بما أن حركة الجسم مستقيميه منتظمة فيمكن اعتبار الجسم شبه معزول ميكانيكا. حسب مبدأ القصور فإن:

شغل وقدرة قوة تمرين 1

بضرب طرفي المتساوية في متجه الانتقال  شغل وقدرة قوة تمرين 1 نجد : شغل وقدرة قوة تمرين 1

وحسب ما سبق: شغل وقدرة قوة تمرين 1 وبالتالي  شغل وقدرة قوة تمرين 1

نجد بالتالي شغل قوى الاحتكاك مقاوم.

من أجل تحديد قيمة شدة قوة الاحتكاك يكفي التعويض بالتعبير الحرفي لشغل قوة الاحتكاك:  

شغل وقدرة قوة تمرين 1

في النهاية نتوصل للعلاقة التالية: شغل وقدرة قوة تمرين 1 

تحديد قدرة قوة، لقدرة قوة  شغل وقدرة قوة تمرين 1  تعبيرين أساسيين هما:شغل وقدرة قوة تمرين 1وتعبير ثاني: سبق التطرق إليه في الجزء الأول من التمرين.من أجل الاستئناس بعلاقات الدرس نقترح استعمال العلاقة الأولى. المدة الزمنية التي يستغرقها الجسم خلال الحركة: هي شغل وقدرة قوة تمرين 1و التعبير الحرفي يكون: شغل وقدرة قوة تمرين 1 .

تطبيق عددي: شغل وقدرة قوة تمرين 1 .

تصحيح التمرين 1 :الشغل وقدرة قوة حالة حركةعلى مستوى مائل.

 1-نعبر عن شغل وزن جسم كالتالي: شغل وقدرة قوة تمرين 1   

نضع ZB-ZA=h   وحيث (h=AB.sin(β      نجد : شغل وقدرة قوة تمرين 1

تطبيق عددي: شغل وقدرة قوة تمرين 1 

الشغل وقدرة قوة تصحيح تمرين

          2- نطبق نفس العلاقة السابقة في التمرين الأول السؤال الثالث:

شغل وقدرة قوة تمرين 1

و بالتالي:شغل وقدرة قوة تمرين 1 

نفس المسألة بالنسبة لقدرة القوة .نجد عدديا:شغل وقدرة قوة تمرين 1

 3- الحركة مستقيمة منتظمة، حسب مبدأ القصور وباتباع نفس طريقة التمرين الأول السؤال السادس نجد:

شغل وقدرة قوة تمرين 1

 نقوم بتعويض القيم العددية لكل شغل فنحصل على قيمة سالبة قطعا للقوة المطبقة من طرف السطح. وهو ما يعني أن السطح يطبق قوة مقاومة للحركة.

 بنفس الطريقة نجد: شغل وقدرة قوة تمرين 1

***