الاشكال المتعدده للطاقه
(نموذج النظرية الشغل – الطاقة : (الطاقة إما أن يبذلها النظام أو تبذل عليه)
1- إذا بذل شغل على النظام تزداد الطاقة شغل موجب
2- إذا بذل النظام شغلاً على المحيط نقل الطاقة شغل سالب.
*التقاط وقذف الكرة
W + الطاقة الحركية الابتدائية = الطاقة الحركية النهائية
طريقة اكتساب أو فقدان الطاقة من خلال :
1- فذف الكرة , تؤثر على الكرة بقوة فتحرك بإزاحة باتجاه -القوة فيكون قد بذلت شغلاً على الكرة يساوي
W = F dالشغل موجب وتزداد الطاقة حيث الطاقة النهائية أعلى قيمة _ الطاقة الابتدائية = صفر
2- التقاط الكرة : الطاقة الحركية الابتدائية أعلى ما يمكن قبل الالتقاط ,بعد الالتقاط أثرت عليها قوة في الاتجاه المعاكس فبذلت شغلاً سالباً على الكرة حيث الطاقة النهائية = صفر
قانون التقاط وقذف الكرة : KE f = KEi + WW = -f d
1- إذا بذل شغل على النظام تزداد الطاقة شغل موجب
2- إذا بذل النظام شغلاً على المحيط نقل الطاقة شغل سالب.
*التقاط وقذف الكرة
W + الطاقة الحركية الابتدائية = الطاقة الحركية النهائية
طريقة اكتساب أو فقدان الطاقة من خلال :
1- فذف الكرة , تؤثر على الكرة بقوة فتحرك بإزاحة باتجاه -القوة فيكون قد بذلت شغلاً على الكرة يساوي
W = F dالشغل موجب وتزداد الطاقة حيث الطاقة النهائية أعلى قيمة _ الطاقة الابتدائية = صفر
2- التقاط الكرة : الطاقة الحركية الابتدائية أعلى ما يمكن قبل الالتقاط ,بعد الالتقاط أثرت عليها قوة في الاتجاه المعاكس فبذلت شغلاً سالباً على الكرة حيث الطاقة النهائية = صفر
قانون التقاط وقذف الكرة : KE f = KEi + WW = -f d
سيشاهد الطلاب سباق بين سيارتين ، و يتسائل المعلم عن الكميّات الفيزيائية التي يمكن أنّ يقارن بها بين السيارتين ( علما بأن لهما نفس الكتلة ) ، سيذكر الطلاب السرعة ، التسارع ، كمية الحركة .. يُوجّه المعلم النقاش حتى يتوصل الطلاب إلى أنه يمكن المقارنة بين السيارتين بمفهوم الطاقة الحركية ، حيث أنّ الطاقة الحركية للسيارة الحمراء أكبر من الطاقة الحركية للسيارة السوداء ، فالطاقة الحركية تساوي نصف كتلتها في مربع سرعتها .
توضيح إشكال :
ربما يُشكل على الطلاب التداخل بين مفهومي كمية الزخم والطاقة الحركية حيث أنّ : الزخم p = mv و الطاقة الحركية KE = 0.5 mv2 ، لذلك يذكر المعلم أنّ لكل منهما خصائص مختلفة على الآخر ، فالطاقة الحركية كميّة قياسية ، والزخم كميّة متجهة ، والطاقة الحركيّة تعني أنها كانت قبل ذلك في هيئة طاقة أخرى فتحوّلت إلى طاقة حركيّة ، ففي مثال السيّارة : تحوّلت الطاقة الكيميائية في وقود السيّارة إلى طاقة حركيّة ، بينما الزخم يعني أنّ الجسم له تأثير على غيره ويمكن من خلال ذلك أنّ نصف القوة اللازمة لإيقاف الجسم ، ثم يُوضح الفارق بينهما بمثال عددي ، فيقول : كم تبلغ الطاقة الحركيّة والزخم الخطي لكل من : شاحنة كتلتها 1000 kg وسرعتها 1 m/s ، وقذيفة كتلتها 1 kg وسرعتها 1000 m/s ، سيجد الطلاب أنّ لهما نفس الزخم ولكنهما يختلفان في الطاقة الحركيّة ، وهذا يعني كذلك أنّهما سيتوقفان عندما يصطدمان بصخرة كتلتها 1030 kg ( موضوعة على سطح معامل احتكاكه 0.1 ) خلال ثانية واحدة ، ولكن سينتج عن اصطدام القذيفة بالصخرة طاقة حرارية وطاقة صوتية أكبر ( كما هو موضح في الحسابات التالية ) .
K.E Truck = ½ m v2 = ½ × 1000 × 1 = 500
K.E cannonball = ½ m v2 = ½ × 1000 × 1 = 500
p Truck = p cannonball = m v = 1000 kg.m/s
p = F t
القوة اللازمة لإيقاف أي منهما خلال ثانية واحدة
F = p / t = 1000 / 1 = 1000 N
بينما القوة اللازمة لتحريك الصخرة تحتاج إلى :
F = μs × mg = 0.1 × 1030 × 9.8 = 1009.4 N
هل لهذا البلبل طاقة حركيّة ؟ ربما يظنّ الطلاب بأنه لا طاقة حركيّة للبلبل لأنهم لم يلاحظوا تحركه من موضعه ، ولكن يوجه المعلم النقاش ليتضح لهم أن البلبل سيحتاج إلى شغل لتدويره ، ليتوصل الطلاب إلى وجود طاقة حركيّة للبلبل ولكنها طاقة حركيّة دورانيّة تعتمد على السرعة الدورانيّة مع التوضيح بأن الطاقة الحركية الدورانية لا تعتمد على كتلة الجسم فحسب بل على توزيع هذه الكتلة
ماهي نوع الطاقه الحركيه للسباح عندما يقفز من لوح الغطس؟
أنّ الشغل الذي بذله السبّاح عندما قفز على لوح الغطس سيولد طاقة حركيّة خطيّة ثم طاقة حركيّة دورانيّة