الرئيسية
أحدث الصور
دخول
التسجيل
تحولات الطاقة
إثبات قانون بقاء الطاقة الميكانيكية :-
تعلمنا في الدرس السابق أنه أثناء سقوط جسم باتجاه الأرض تظل طاقته الميكانيكية ثابتة ؛ وذلك بسبب أن النقص في طاقة الوضع يساوى الزيادة في طاقة الحركة والعكس صحيح
نشاط 1 :-
الخطوات :-
1- احضر كرة معلقة في خيط ( بندول بسيط )
2- اجذب كرة البندول من موضع السكون إلى أعلى ثم اتركها
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :-
1- تتحرك كرة البندول يمنياً ويساراً حول موضع السكون .
2- تقل سرعة كرة البندول كلما ابتعدت عن موضع السكون .
3- تكون سرعة كرة البندول أكبر ما يمكن أثناء مرورها بنقطة السكون .
التفسير :-
1- الشغل المبذول عند جذب كرة البندول لأعلى يختزن في صورة طاقة وضع .
2- عند ترك كرة البندول تتحول طاقة الوضع المختزنة تدريجياً إلى طاقة حركة .
3- تكون سرعة كرة البندول أكبر ما يمكن أثناء مرورها بموضع السكون وبالتالى تكون : * طاقة الحركة ( ط . ح ) أكبر ما يمكن . * طاقة الوضع ( ط . و ) أقل ما يمكن .
4- تكون سرعة كرة البندول صفراً عند وصولها لأعلى نقطة وبالتالى تكون : * طاقة الحركة ( ط . ح ) = صفر * طاقة الوضع ( ط . و ) أكبر ما يمكن ( تساوى الطاقة الميكانيكية )
::::: يحتفظ البندول بطاقته الميكانيكية أثناء حركته " بفرض إهمال مقاومة الهواء
الاستنتاج :-
يظل الجسم محتفظاً بطاقته الميكانيكية ، وهذا يعرف بقانون بقاء الطاقة الميكانيكية.
………………………
قانون بقاء الطاقة الميكانيكية :
مجموع طاقتي الوضع والحركة لأى جسم عند أي نقطة في مسار حركته في مجال الجاذبية الأرضية يساوى مقدار ثابت .
..........................................
علل : تتشابه حركة أرجوحة الملاهي مع حركة البندول
لتبادل طاقتي الوضع والحركة في كل منهما أثناء الحركة ، بحيث يظل مجموعهما عند أى لحظة مقداراً ثابتاً ( الطاقة الميكانيكية = مقداراً ثابتاً )
مثال 1 :-
الشكل المقابل يوضح حركة بندول، طاقة وضعه عند أعلى
نقطة 72 جول وعند أدنى نقطة 10 جول
احسب : 1- طاقة حركة البندول عند نقطة السكون ( أدنى نقطة )
2- كتلة كرة البندول .
( علماً بان عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث )
الحل :- 1- الطاقة الميكانيكية للبندول عند أعلى نقطة = طاقة الوضع + طاقة الحركة
= 72 + صفر = 72 جول
طاقة حركة البندول عند نقطة السكون = الطاقة الميكانيكية – طاقة الوضع
= 72 – 10 = 62 جول
2- طاقة الوضع عند أعلى نقطة = الكتلة × عجلة الجاذبية الأرضية × الارتفاع
طاقة الوضع عند أعلى نقطة
كتلة كرة البندول = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
عجلة الجاذبية × الارتفاع
72 72
كتلة كرة البندول = ـــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــ = 6 كجم
10 × 1.2 12
…………………………….
تحولات الطاقة :-
علمنا من قبل أن المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من حالة إلى أخرى فيما يعرف بقانون بقاء المادة
كذلك الطاقة أيضاً لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة إلى أخرى فيما يعرف بقانون بقاء الطاقة
* قانون بقاء الطاقة :
الطاقة لاتفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة إلى أخرى
نشاط 2 :-
الخطوات :
1- علق بندولين متماثلين
2- اجذب أحدهما لأعلى ، ثم اتركه
ماذا تلاحظ عند اصطدام البندولين ؟
الملاحظة :
عند اصطدام كرة البندول المتحرك بكرة البندول الساكن يتحرك البندول الساكن بينما يتوقف البندول المتحرك
التفسير :
عند الاصطدام يتم تبادل طاقتي الوضع والحركة بين كرتى البندولين
الاستنتاج :
الطاقة لاتفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة إلى أخرى " قانون بقاء الطاقة "
……………………..
أمثلة على تحولات الطاقة :
1- تحولات الطاقة في العمود البسيط .
2- تحولات الطاقة في المصباح الكهربى .
3- تحولات الطاقة داخل السيارة .
4- التطبيقات التكنولوجية لتحولات الطاقة .
1- تحولات الطاقة في العمود البسيط :
نشاط 3 :- عمل نموذج للعمود البسيط
الأدوات المستخدمة :
1- ليمونة كبيرة 2- بوصلة صغيرة
3- سلك نحاسى معزول 4- قطعة خارصين
الخطوات :
1- اضغط على الليمونة بأصبعك حتى تصبح لينة من الداخل .
2- اغرس قطعة الخارصين في الليمونة .
3- اكشف طرفى السلك النحاسى المعزول ثم لف السلك عدة مرات حول البوصلة .
4- اغرس أحد طرفى السلك النحاسى في الليمونة واربط الطرف الأخر حول قطعة الخارصين .
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
انحراف إبرة البوصلة حول محورها
التفسير :
يحدث داخل الليمونة مثلما يحدث في العمود البسيط ( الذي درسناه في الصف السادس ) من تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية يستدل عليها من انحراف إبرة البوصلة .
الاستنتاج :
1- يتكون العمود البسيط من محلول حمضى مغموس فيه معدنان مختلفان .
2- في العمود البسيط تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
.............................
2- تحولات الطاقة في المصباح الكهربى
نشاط 4 :-
الأدوات المستخدمة :
1- بطارية 2- مصباح كهربي
3- أسلاك توصيل 4- مفتاح كهربي
الخطوات :
1- كون دائرة كهربية بسيطة
2- أغلق مفتاح الدائرة الكهربية لمدة دقيقة واحدة ثم افتحه.
3- المس زجاج المصباح باليد
الملاحظة :
إضاءة وسخونة المصباح الكهربى
التفسير :
عند مرور التيار الكهربى في فتيل الصباح فانه يسخن إلى درجة التوهج .
الاستنتاج :
1- يسرى التيار الكهربى في الدائرة الكهربية المغلقة .
2- في المصباح الكهربى تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وطاقة حرارية .
............
لاحظ أن :
1- عدم لمس المصابيح الكهربية في المنزل أثناء التشغيل لان درجة حرارتها تكون عالية جداً .
2- يصنع فتيل المصباح الكهربى من عنصر التنجستين .
3- من أمثلة تحولات الطاقة الكهربية أيضاً : الجرس الكهربى والسخان الكهربى والمكواة
.........................................
3- تحولات الطاقة داخل السيارة
نشاط 5 :-
بعض مكونات السيارة
تطبيقات تكنولوجية تحولات الطاقة بها
آلة الاحتراق الداخلي ( محرك السيارة ) * تتحول الطاقة الكيميائية المختزنة في الوقود بالاحتراق إلى حرارية .
* تتحول الطاقة الحرارية الناتجة إلى طاقة ميكانيكية تتسبب في حركة السيارة .
الدينامو * يتحول جزء من الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربية .
المصابيح * يتحول جزء من الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية .
الراديو كاسيت * يتحول جزء من الطاقة الكهربية إلى طاقة صوتية .
سخان التكييف * يتحول جزء من الطاقة الكهربية إلى طاقة حرارية .
........................................
التطبيقات التكنولوجية لتحولات الطاقة :
نعلم جيداً أن العلم يصبح ليس له قيمة إذا لم يستخدم لإسعاد البشرية وتحقيق الرفاهية أو بمعنى أخر يكون له تطبيق تكنولوجي
فإذا كان العلم مجموعة من الحقائق التي يتم اكتشافها ، فان التكنولوجيا هي التطبيق العلمي لهذه الحقائق في صورة اختراعات بسيطة مثل إبرة الخياطة وقد تكون عظيمة مثل صاروخ الفضاء .
لاحظ الجدول التالي :
التطبيق التكنولوجي تحولات الطاقة به
ماكينة الخياطة تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة حركية .
المفاعل النووي تتحول الطاقة النووية إلى طاقة كهربية .
التليفزيون تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وطاقة صوتية .
الخلايا الشمسية تتحول الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربية .
التليفون المحمول تتحول الطاقة الإشعاعية إلى طاقة صوتية .
.................................
الآثار السلبية للتكنولوجيا :
1- عند اختراع السيارة لم يتوقع أن ما تنتجه من عوادم يسبب تلوث كيميائي للبيئة ، وما تصدره من أصوات يسبب تلوث ضوضائي .
2- عند اختراع الديناميت لم يتوقع استخدامه في الحروب والقتل والدمار الشامل .
☻ لاحظ الجدول التالي :
التطبيق التكنولوجي الآثار السلبية
المبيدات الكيميائية تسبب التلوث الكيميائي للتربة والهواء والماء كما تسبب التسمم الغذائي .
آلات الحفر تسبب التلوث الضوضائى
المتفجرات تسبب التشوهات والعاهات المستديمة والكثير من الأمراض و الموت .
الأسلحة الذرية تسبب الدمار الشامل .
شبكات التليفون المحمول تسبب التلوث الكهرومغناطيسي .
إثبات قانون بقاء الطاقة الميكانيكية :-
تعلمنا في الدرس السابق أنه أثناء سقوط جسم باتجاه الأرض تظل طاقته الميكانيكية ثابتة ؛ وذلك بسبب أن النقص في طاقة الوضع يساوى الزيادة في طاقة الحركة والعكس صحيح
نشاط 1 :-
الخطوات :-
1- احضر كرة معلقة في خيط ( بندول بسيط )
2- اجذب كرة البندول من موضع السكون إلى أعلى ثم اتركها
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :-
1- تتحرك كرة البندول يمنياً ويساراً حول موضع السكون .
2- تقل سرعة كرة البندول كلما ابتعدت عن موضع السكون .
3- تكون سرعة كرة البندول أكبر ما يمكن أثناء مرورها بنقطة السكون .
التفسير :-
1- الشغل المبذول عند جذب كرة البندول لأعلى يختزن في صورة طاقة وضع .
2- عند ترك كرة البندول تتحول طاقة الوضع المختزنة تدريجياً إلى طاقة حركة .
3- تكون سرعة كرة البندول أكبر ما يمكن أثناء مرورها بموضع السكون وبالتالى تكون : * طاقة الحركة ( ط . ح ) أكبر ما يمكن . * طاقة الوضع ( ط . و ) أقل ما يمكن .
4- تكون سرعة كرة البندول صفراً عند وصولها لأعلى نقطة وبالتالى تكون : * طاقة الحركة ( ط . ح ) = صفر * طاقة الوضع ( ط . و ) أكبر ما يمكن ( تساوى الطاقة الميكانيكية )
::::: يحتفظ البندول بطاقته الميكانيكية أثناء حركته " بفرض إهمال مقاومة الهواء
الاستنتاج :-
يظل الجسم محتفظاً بطاقته الميكانيكية ، وهذا يعرف بقانون بقاء الطاقة الميكانيكية.
………………………
قانون بقاء الطاقة الميكانيكية :
مجموع طاقتي الوضع والحركة لأى جسم عند أي نقطة في مسار حركته في مجال الجاذبية الأرضية يساوى مقدار ثابت .
..........................................
علل : تتشابه حركة أرجوحة الملاهي مع حركة البندول
لتبادل طاقتي الوضع والحركة في كل منهما أثناء الحركة ، بحيث يظل مجموعهما عند أى لحظة مقداراً ثابتاً ( الطاقة الميكانيكية = مقداراً ثابتاً )
مثال 1 :-
الشكل المقابل يوضح حركة بندول، طاقة وضعه عند أعلى
نقطة 72 جول وعند أدنى نقطة 10 جول
احسب : 1- طاقة حركة البندول عند نقطة السكون ( أدنى نقطة )
2- كتلة كرة البندول .
( علماً بان عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث )
الحل :- 1- الطاقة الميكانيكية للبندول عند أعلى نقطة = طاقة الوضع + طاقة الحركة
= 72 + صفر = 72 جول
طاقة حركة البندول عند نقطة السكون = الطاقة الميكانيكية – طاقة الوضع
= 72 – 10 = 62 جول
2- طاقة الوضع عند أعلى نقطة = الكتلة × عجلة الجاذبية الأرضية × الارتفاع
طاقة الوضع عند أعلى نقطة
كتلة كرة البندول = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
عجلة الجاذبية × الارتفاع
72 72
كتلة كرة البندول = ـــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــ = 6 كجم
10 × 1.2 12
…………………………….
تحولات الطاقة :-
علمنا من قبل أن المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من حالة إلى أخرى فيما يعرف بقانون بقاء المادة
كذلك الطاقة أيضاً لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة إلى أخرى فيما يعرف بقانون بقاء الطاقة
* قانون بقاء الطاقة :
الطاقة لاتفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة إلى أخرى
نشاط 2 :-
الخطوات :
1- علق بندولين متماثلين
2- اجذب أحدهما لأعلى ، ثم اتركه
ماذا تلاحظ عند اصطدام البندولين ؟
الملاحظة :
عند اصطدام كرة البندول المتحرك بكرة البندول الساكن يتحرك البندول الساكن بينما يتوقف البندول المتحرك
التفسير :
عند الاصطدام يتم تبادل طاقتي الوضع والحركة بين كرتى البندولين
الاستنتاج :
الطاقة لاتفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة إلى أخرى " قانون بقاء الطاقة "
……………………..
أمثلة على تحولات الطاقة :
1- تحولات الطاقة في العمود البسيط .
2- تحولات الطاقة في المصباح الكهربى .
3- تحولات الطاقة داخل السيارة .
4- التطبيقات التكنولوجية لتحولات الطاقة .
1- تحولات الطاقة في العمود البسيط :
نشاط 3 :- عمل نموذج للعمود البسيط
الأدوات المستخدمة :
1- ليمونة كبيرة 2- بوصلة صغيرة
3- سلك نحاسى معزول 4- قطعة خارصين
الخطوات :
1- اضغط على الليمونة بأصبعك حتى تصبح لينة من الداخل .
2- اغرس قطعة الخارصين في الليمونة .
3- اكشف طرفى السلك النحاسى المعزول ثم لف السلك عدة مرات حول البوصلة .
4- اغرس أحد طرفى السلك النحاسى في الليمونة واربط الطرف الأخر حول قطعة الخارصين .
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
انحراف إبرة البوصلة حول محورها
التفسير :
يحدث داخل الليمونة مثلما يحدث في العمود البسيط ( الذي درسناه في الصف السادس ) من تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية يستدل عليها من انحراف إبرة البوصلة .
الاستنتاج :
1- يتكون العمود البسيط من محلول حمضى مغموس فيه معدنان مختلفان .
2- في العمود البسيط تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
.............................
2- تحولات الطاقة في المصباح الكهربى
نشاط 4 :-
الأدوات المستخدمة :
1- بطارية 2- مصباح كهربي
3- أسلاك توصيل 4- مفتاح كهربي
الخطوات :
1- كون دائرة كهربية بسيطة
2- أغلق مفتاح الدائرة الكهربية لمدة دقيقة واحدة ثم افتحه.
3- المس زجاج المصباح باليد
الملاحظة :
إضاءة وسخونة المصباح الكهربى
التفسير :
عند مرور التيار الكهربى في فتيل الصباح فانه يسخن إلى درجة التوهج .
الاستنتاج :
1- يسرى التيار الكهربى في الدائرة الكهربية المغلقة .
2- في المصباح الكهربى تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وطاقة حرارية .
............
لاحظ أن :
1- عدم لمس المصابيح الكهربية في المنزل أثناء التشغيل لان درجة حرارتها تكون عالية جداً .
2- يصنع فتيل المصباح الكهربى من عنصر التنجستين .
3- من أمثلة تحولات الطاقة الكهربية أيضاً : الجرس الكهربى والسخان الكهربى والمكواة
.........................................
3- تحولات الطاقة داخل السيارة
نشاط 5 :-
بعض مكونات السيارة
تطبيقات تكنولوجية تحولات الطاقة بها
آلة الاحتراق الداخلي ( محرك السيارة ) * تتحول الطاقة الكيميائية المختزنة في الوقود بالاحتراق إلى حرارية .
* تتحول الطاقة الحرارية الناتجة إلى طاقة ميكانيكية تتسبب في حركة السيارة .
الدينامو * يتحول جزء من الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربية .
المصابيح * يتحول جزء من الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية .
الراديو كاسيت * يتحول جزء من الطاقة الكهربية إلى طاقة صوتية .
سخان التكييف * يتحول جزء من الطاقة الكهربية إلى طاقة حرارية .
........................................
التطبيقات التكنولوجية لتحولات الطاقة :
نعلم جيداً أن العلم يصبح ليس له قيمة إذا لم يستخدم لإسعاد البشرية وتحقيق الرفاهية أو بمعنى أخر يكون له تطبيق تكنولوجي
فإذا كان العلم مجموعة من الحقائق التي يتم اكتشافها ، فان التكنولوجيا هي التطبيق العلمي لهذه الحقائق في صورة اختراعات بسيطة مثل إبرة الخياطة وقد تكون عظيمة مثل صاروخ الفضاء .
لاحظ الجدول التالي :
التطبيق التكنولوجي تحولات الطاقة به
ماكينة الخياطة تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة حركية .
المفاعل النووي تتحول الطاقة النووية إلى طاقة كهربية .
التليفزيون تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وطاقة صوتية .
الخلايا الشمسية تتحول الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربية .
التليفون المحمول تتحول الطاقة الإشعاعية إلى طاقة صوتية .
.................................
الآثار السلبية للتكنولوجيا :
1- عند اختراع السيارة لم يتوقع أن ما تنتجه من عوادم يسبب تلوث كيميائي للبيئة ، وما تصدره من أصوات يسبب تلوث ضوضائي .
2- عند اختراع الديناميت لم يتوقع استخدامه في الحروب والقتل والدمار الشامل .
☻ لاحظ الجدول التالي :
التطبيق التكنولوجي الآثار السلبية
المبيدات الكيميائية تسبب التلوث الكيميائي للتربة والهواء والماء كما تسبب التسمم الغذائي .
آلات الحفر تسبب التلوث الضوضائى
المتفجرات تسبب التشوهات والعاهات المستديمة والكثير من الأمراض و الموت .
الأسلحة الذرية تسبب الدمار الشامل .
شبكات التليفون المحمول تسبب التلوث الكهرومغناطيسي .
