س: فيزيك چيست؟

انرژي:

 قابليت انجام كار را انرژي گويند. واحد انرژي در سيستم si ژول است.

انواع انرژي :

 انرژي الكتريكي ، انرژي شيميايي ، انرژي جنبشي ، انرژي دروني ، انرژي پتانسيل گرانشي ، انرژي پتانسيل الكتريكي ، انرژي پتانسيل كشساني ، انرژي نوراني ،.....

انرژي الكتريكي:

 انرژي اي است كه از طريق برق توليد مي شود . مانند : انرژي حاصل از يك لامپ روشن

انرژي شيميايي:

 انرژي اي است كه از طريق يك تغيير شيميايي در ماده توليد مي شود .مانند :انرژي شيميايي موجود در مواد غذايي مختلف

مثال :

 انرژي موجود در سيب 2.4 كيلو ژول بر گرم است . يعني چه ؟

جواب : يعني يك گرم سيب 2.4 كيلو ژول انرژي براي ما فراهم مي كند .

 مسئله :

 با خوردن نيم كيلو گوشت پخته چه مقدار انرژي شيميايي در بدن توليد مي شود ؟

جواب :

 توجه : چون واحد داده شددر جدول 1-6 بر حسب Kj/gr است لذا بايد Kg را به gr تبديل كنيم .

گوشت پخته شده =9.4 کيلو ژول بر گرم

نيم کيلو = 500 گرم

 در نتيجه داريم :

 9.4*500=4700 kj

آهنگ مصرف انرژي

 مقدار انرژي اي است كه در يك زمان معين مصرف مي شود. ( توان مصرفي )

سوال :

 آهنگ مصرفي انرژي در هنگام مسابقه دوچرخه سواري111.3  كيلو ژول بر دقيقه است يعني چه؟

 يعني در هر يك دقيقه دوچرخه سواري 111.3 كيلو ژول انرژي مصرف مي شود

 مسئله:

 در يك ساعت بازي تنيس چه مقدار انرژي مصرف مي شود؟

تنيس = 26.5 كيلو ژول بر دقيقه

 يك ساعت =60 دقيقه

 60*26.5=1590 kj

مسئله:

 نيم كيلو مرغ چه مقدار انرژي توليد مي كند و براي مصرف آن چند دقيقه بايد به آرامي راه برويم ؟

 با استفاده از جدول 1- 6  داريم :

 مرغ =6.7 کيلو ژول بر گرم

 به آرامي را ه رفتن = 16 کيلو ژول بر گرم

 با توجه به اينكه نيم كيلو مرغ=500گرم است ، لذا خواهيم داشت :

 500*6.7=3350 kj                              3350/16 =209.37 min

تمرين 1 : الف )در ده دقيقه دوچرخه سواري با سرعت      21 ، چه مقدار انرژي مصرف مي شود؟ ب)اگر بازده بدن شخصي 15 درصد باشد ، با خوردن چه مقدار شير اين مقدار انرژي براي او فراهم مي شود؟ جواب: الف) از جدول( 2-1) كتاب درسي معلوم مي شود آهنگ مصرف انرژي براي سرعت    21  برابر 42Kjبراي يك دقيقه است. لذا براي ده دقيقه نتيجه مي شود: ب) 420*0.15=63 63/2.7=23.3 gr

انرژي جنبشي :

انرژي اي است كه در ا جسام متحرك بوجود مي آيد و واحد آن در سيستم SI ژول (J) است .

هر گاه جسمي به جرم M با سرعت V حركت كند ، انرژي جنبشي آن از رابطه زير بدست مي آيد :

كه در آن : K= انرژي جنبشي بر حسب ژول

 m= جرم برحسب kg و v سرعت بر حسب متر بر ثانيه است

نكته: انرژي جنبشي k با مجذور سرعت v رابطه مستقيم دارد ، يعني اگر سرعت جسمي 4 برابر شود ، انرژي جنبشي آن 16 برابر مي شود.

نكته: هرچه سرعت جسم بيشتر با شد انرژي جنبشي آن بيشتر خواهد بود .

مدار الكتريكي:

مدار الكتريكي ساده:

 تشكيل شده از يك منبع تغذيه (مثل پيل يا باتري) يك مصرف كننده (مثل لامپ) كليد قطع و وصل و سيم رابط
 

علامت اختصاري لامپ	<--
علامت اختصاري كليد	<--
علامت اختصاري باتري	<--
علامت اختصاري سيم رابط	<--

مدار الكتريكي: مسير بسته‎‎ اي است كه الكترونها در آن حركت مي‎كنند.

جريان الكتريكي I :

تعريف : نسبت با ر الكتريكي شارش شده از يك مقطع به واحد زمان شارش بار گويند . واحد شدت جريان در سيستم SI آمپر ناميده مي شود و با A نشان مي دهند.

q = با ر الكتريكي . واحد آن در سيستم SI كولن C است.
t= زمان . واحد آن در سيستم SI ثانيه S است
I= جريان . واحد شدت جريان در سيستم SI آمپر ناميده مي شود.
 

مسئله 1: دريك سيم برق جريان الكتريكي 1.5امپر ي عبورميكند در مدت يك دقيقه كل بار الكتريكي عبوري از سيم را پيدا كرده وتعداد ان را بدست اوريد؟

I=q/t
1.5=q/60 ==> q=90 c          q=ne
90=n*1.6*10-¹⁹ ==> n=45*10²⁰

مسئله2:دريك سيم رسانا در هر دقيقه 36 كولن الكتريسيته عبور مي كند .شدت جريان الكتريكي رابدست آوريد .

مسئله 3 : در يك لامپ روشن در مدت زمان 16 ثانيه " شدت جريان 2 آمپري از آن عبور مي كند .

1. مقدار الكتريسيته اي كه از لامپ عبور مي كند چقدر است
2. تعداد بارهاي الكتريكي را بدست آوريد .
 

نكته 1: هر گاه به دو سر يك رسانا اختلاف پتانسيل اعمال نشود ، ( يعني به باطري وصل نباشد ) ، بار الكتريكي خالص شارش شده ، از يك مقطع فرضي صفر مي باشد . ولي به محض اينكه به دوسر رسانا اختلاف پتانسيل اعمال شود ، ديگر بار الكتريكي خالص شارش شده ، از يك مقطع فرضي صفر نمي باشد . يعني در مدار جريان الكتريكي بر قرار مي باشد . زيرا الكترونهاي آزاد در درون رسانا حر كت كاتوره اي دارند .ولي به محض اينكه در داخل  رسانا ميدان الكتريكي توسط باطري ايجاد شود ، اين الكترونهاي آزاد ، در خلاف جهت ميدان الكتريكي حركت مي كنند. مقايسه حركت الكترونها در رسانا مانند حركت ملكولهاي هوا در يك اتاق است . كه اين ملكولها بطور كاتوره اي حركت مي كنند . به محض اينكه در اتاق يك پنكه با جهت ثابت روشن كنيم ، ملكولهاي هوا در جهت مشخصي به حركت در مي آيند . يعني جريان ثابتي از هوا بر قرار شده است .

نكته 2: اگر اختلاف پتانسيلي كه به دو سر رسانا اعمال مي شود مقداري ثابت با شد ، جريان الكتريكي مقداري ثابت خواهد بود . كه به آن جريان مستقيم (DC) گويند .  اگر اختلاف پتانسيلي كه به دو سر رسانا اعمال مي شود مقداري ثابت نبا شد ، جريان الكتريكي مقداري ثابت نخواهد بود . كه به آن جريان متناوب (AC) گويند .

نكته 3: بنا به قانون پايستگي بار الكتريكي ، شدت جريان در هر مقطع دلخواه از رسانا مقداري ثابت است .

وسايل اندازه گيري اختلاف پتانسيل الكتريكي ، شدت جريان و مقاومت :

ولت سنج (V): دستگاهي است كه اختلاف پتانسيل دو سر مدار را نشا ن ميدهد و صورت موازي بسته ميشود.
امپرسنج (A) : دستگاهي است كه شدت جريان در مدار را نشان ميدهد و به صورت متوالي بسته مي شود .

اهم سنج (W):  دستگاهي است كه مقاومت الكتريكي را نشان مي دهد .