برای دانلود 470 تست جامع از مبحث کارو انرژی فیزیک اینجا کلیک کنید

  كار وقتی انجام مي‏شود که :

1 –  به اجسام نیرو وارد شود.

2 – آنها جابه جا شوند.

 كار يک كميت نرده اي مي‎باشد كه به دو عامل نیرو و جابجايي بستگی دارد و به صورت زیر تعریف می شود:

 در رابطه فوق   Wكار نیرو بوده و واحد آن در سيستم SI ژول يا نیوتن بر متر است .

 هرگاه نيروي يک نیوتن جسمی را به اندازه يك متر جابجا كند كار انجام شده برابر يك ژول خواهد بود.

 کاربرایند:

الف – کار برآیند نیروها جمع جبری کار تک تک نیروها در همان جابه جایی است .

 ب – کار برآیند نیروها ، کار نیروی برآیند در جابه جایی به اندازه d  است.

 قضیه کار و انرژی در فیزیک : كار برآیند نیروهای وارد بر يک جسم در یک جابه جایی برابر است با تغييرات انرژي جنبشی جسم در آن جابه جایی

 انرژي كه يک جسم به دليل موقعیت خاص در خود ذخيره دارد، انرژي پتانسيل مي نامند. مثل انرژي پتانسيل گرمايي، الكتريكي، کشسانی و گرانشي و آنرا با نماد نشان مي دهند.

 انرژي را كه يک جسم به دليل داشتن ارتفاع از سطح زمین در خود ذخيره دارد، انرژي پتانسيل گرانشي آن مي نامند.  

 انرژي پتانسيل گرانشي يك جسم در يك نقطه نسبت به زمین برابر است با كاري كه انجام مي دهيم تا

جسم را با سرعت ثابت از سطح زمين تا نقطه یاد شده ( ارتفاع    ) منتقل كنيم.

 كار نيروي وزن در جا به جايی فوق برابر است با:

يعني كار نيروي وزن در يك جا به جايی قائم، برابر منفی اختلاف انرژي پتانسيل گرانشي دو نقطه است. اين بدان معنی است كه نيروي وزن به نوع و شکل مسير بستگي ندارد و فقط به جا به جايی جسم در راستای قائم بستگي دارد.

 اگر مبدأ سنجش ارتفاع( كه معمولاً سطح زمين است) را عوض كنيم، مقدار انرژي پتانسيل هر نقطه تغيير مي كند اما اختلاف انرژي هاي پتانسيل بين نقاط مختلف همواره ثابت مي ماند .در صورتی که جسم پایین تر از مبدا قرار گیرد انرژی پتانسيل منفی و اگر بالاتر از مبدا قرار گیرد مثبت است . اگر جسم روی سطح مبدا قرار گیرد ، انرژی پتانسیل آن صفر است .

انرژی پتانسيل کشسانی  از دید بهترین دبیر فیزیک نهایی در یک وضعیت کشیده یا فشرده فنر نسبت به حالت عادی برابر است با کاری که انجام می دهیم تا آن را از حالت عادی با سرعت ثابت فشرده یا کشیده کنیم .

  هر چه فنر کشیده تر یا فشرده تر شود کار انجام شده بیشتر است و انرژی پتانسیل کشسانی فنر بیشتر است .

اگر بخواهيم دو بار الكتريكي همنام ( + و + ) يا (- و – ) را به هم نزديک كنيم و يا دو بار الكتريكي نا همنام را ( + و – ) از هم دور نماييم ، باید انرژي مصرف كنيم . اين انرژي بصورت انرژي پتانسيل در بارها ذخيره مي شود .

 هر چقدر فاصله دو بار نا همنام از هم بيشتر باشد ( از هم دورتر باشند) باید کار بیشتری انجام گیرد و  انرژي پتانسيل الكتريكي بيشتري خواهند داشت .

 هر چقدر فاصله دو بار همنام از هم کمتر شود (به هم نزدیکتر شوند ) باید کار بیشتری انجام گیرد و  انرژي پتانسيل الكتريكي بيشتري خواهند داشت .

 بنا به تعریف، به مجموع انرژي پتانسيل و انرژي جنبشی  يک جسم، انرژي مكانيكي مي گویند:   

  اگر تمام نیروهای وارد بر یک جسم پایستار باشند (نیروی وزن – کشسانی فنر – الکتریکی و…) انرژی مکانیکی پایسته می ماند.

انرژی مکانیکی در سقوط آزاد یک جسم پایسته می ماند .

 هرگاه به جسم در حال حرکت نیروهای ناپایستار مثل مقاومت هوا و اصطکاک وارد شود ،جسم انرژی مکانیکی خود را از دست می دهد . انرژی از دست رفته به صورت انرژی درونی جسم و سطح تماس و یا محیط در می آید. دراین گونه موارد  انرژی مکانیکی پایسته نمی ماند

کار نیروی ناپایستار است . 
كار انجام شده در واحد زمان را توان می گويند . واحد توان در سيستم SI وات (w) يا ژول بر ثانيه است .

 یک وات توان دستگاهی است که در مدت یک ثانیه به اندازه یک ژول کار را انجام دهد.

هر چه کار معینی در زمان کمتری انجام شود و یا در زمان معینی کار بیشتری انجام گیرد ، توان مقدار بیشتری دارد.

 به دلیل اصطکاک و نیروهای اتلاف کننده انرژی مفید کمتر از انرژی ورودی است .

بازده بیان می کند چه درصدی از انرژی ورودی به انرژی مفید تبدیل شده است .