المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
التركيب الاقتصادي لسكان الوطن العربي
2024-11-05
الامطار في الوطن العربي
2024-11-05
ماشية اللحم في استراليا
2024-11-05
اقليم حشائش السافانا
2024-11-05
اقليم الغابات المعتدلة الدافئة
2024-11-05
ماشية اللحم في كازاخستان (النوع كازاك ذو الرأس البيضاء)
2024-11-05

محمد حسين بن محمد محسن المدرّس(...ـ حياً قبل 1158هـ)
29-6-2016
انتاج الإيثانول
4-6-2018
binding (adj./n.)
2023-06-14
سلطة المحكمة الجزائية في الفصل في المسائل المدنية
1-2-2016
تعدد العضويات في الشركات المساهمة
26-6-2016
{ايشركون ما لا يخلق شيئا وهم يخلقون}
2024-05-29

Gravitational Potential Energy  
  
2446   07:00 مساءاً   date: 29-12-2016
Author : Professor John W. Norbury
Book or Source : ELEMENTARY MECHANICS & THERMODYNAMICS
Page and Part : p 163


Read More
Date: 18-5-2016 4004
Date: 7-12-2016 1972
Date: 30-12-2016 2273

Gravitational Potential Energy

Let's briefly recall our ideas about work and energy. The total work was defined as . By substituting  we found the work was always equal to the change in kinetic energy, i.e.

The total work consisted of two parts namely, conservative WC and non-conservative WNC. We defined potential energy U via

giving

or

which we called the work-energy theorem. Now K is always given by  (which came from ) but U is different for different forces (because ). For a spring force  we found . For gravity near the surface of Earth,  we found U = mgy. For universal gravitation  we will find that the gravitational potential energy is

Example For gravity near the surface of Earth, prove that U = mgy.

Solution  Let's do it again.

Now . Thus

giving

giving

or just

Example For universal gravitation, prove that .

Solution

giving

    

giving

or just

Recall that we also had an alternative way of finding U without having to work out the integral . We had . Ignoring the vectors we write

meaning that we must have

This occurs because

Example For universal gravitation , derive U without doing an integral.

Solution For universal gravitation, the question is what U will give

The answer is . Let's check:

which is the F we started with!

Escape Speed

If you throw a ball up in the air it always comes back down. If you throw it faster it goes higher before returning. There is a speed, called the escape speed, such that the ball will not return at all. Let's find out what this is.

Example Calculate the speed with which a ball must be thrown, so that it never returns to the ground.

Solution The ball usually returns to the ground because of its gravitational potential energy  . However if we can throw the ball to an infinite distance, r = 1, then U will be zero and the ball will not return. We want to throw the ball so that it just barely escapes to infinity, that is its speed, when it gets to infinity, has dropped off to zero. Using conservation of energy we have

or

where M is the mass of Earth, m is the mass of the ball and R is the radius of Earth, because we throw the ball from the surface of Earth. vi is the escape speed that we are looking for. Thus

and m cancels out giving

for the escape speed. Now the mass and radius of Earth are M = 6× 1024 kg and R = 6370 km, giving

Now you can see that if M is very large or R is very small then the escape speed gets very big. The speed of light is c = 3 × 108 m/sec. You can imagine an object so massive or so small that the escape speed is bigger than the speed of light. Then light itself cannot escape. Such an object is called a Black Hole.

Example To what size would we need to squeeze Earth to turn it into a Black Hole ?

Solution Let's set the escape speed equal to the speed of light c = 3× 108 m/sec. Thus

giving

(where M = mass of Earth = 6 × 1024 kg). Thus if we could squeeze the Earth to only 4 mm it would be a black hole!

Example The size of the universe is about 10 billion light years and its total mass is about 1053 kg. Calculate the escape speed for the universe.

Solution A light year is the distance that light travels in one year. Thus

Thus

which is 1.2 times the speed of light. Thus is our universe really a black hole? Do we actually live inside a black hole?




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.