بطاقة الدرس:
- عنوانه: الطاقة الميكانيكية.
- ترتيبه: الأول من الوحدة الثالثة «الشغل والطاقة».
- مادة: العلوم.
- الصف: السادس الابتدائي.
- الفصل الدراسي: الأول.
- المدارس: الأردنية.
- الهدف: تلخيص/مراجعة وحل أسئلة.
- الدرس السابق «والأخير من الوحدة الثانية»: الفلزات واللافلزات
تتحول الطاقة الميكانيكية من شكل إلى آخر وتكوم محفوظة عندما لا يتغير مقدارها.
أولا: الشغل والطاقة:
اذا رأيت كرة ساكنة على الأرض فإنها لا تتحرك الا اذا قمت بالتأثير عليها وكذلك لو كانت متحركة لن تسكن حتى تؤثر عليها شيء تكون انت أو تصطدم بحائط بسبب الاحتكاك بالأرض (إن المؤثر الذي يحرك الجسم أو يسكنها يسمى القوة).
سؤال: ما المقصود بالقوة؟
ج: المؤثر الذي يعمل تغير الحالة الحركية لأي جسم.
سؤال: ما هي أنواع القوة؟
الإجابة:
- قوة الدفع.
- قوة السحب.
سؤال: ما هو رمز القوة و ما هي وحدتها؟
الإجابة:
- وحدة قياس القوة: نيوتن (N).
- رمز القوة: (F).
لرفع جسم للأعلى نحتاج لقوة تساوي وزن الجسم أي جسم وزنه 10 N نحتاج قوة مقدارها N 10.
اذا أثرت قوة على جسم (يعني تغير حالته ومكانه) نقول حينها أنه أحدثت شغلا عليه.
سؤال: ما المقصود بالشغل؟
ج: القوة المبذولة لتحريك جسم ما ويرمز لها بالرمز (W) ووحدة قياسها جول (J).
سؤال: ما المقصود بالطاقة؟
ج: المقدرة على بذل الشغل ووحدة قياسها جول (J).
عند تحريك الجسم وانتقاله من نقطة لأخرى تسمى إزاحة الجسم وهي مقدار المسافة المقطوعة رمز المسافة S ووحدة قياس المسافة المتر(m).
سؤال: احسب الشغل الناتج عند تحريك جسم مسافة 2m بقوة مقدارها 5N؟
الإجابة:
- W =؟؟
- 2m=s
- 5N=F
المجهول هو الشغل اذا المعطى القوة والمسافة ( نضرب النقطة تعني ضرب)
W=F.S= 2.5 = 10 J
عند الحل ارسم الهرم وحدد المجهول (سهل، شوية تركيز).
سؤال: ما هي أشكال الطاقة؟
الإجابة:
- الطاقة الكيميائية.
- الطاقة الكهربائية.
- الطاقة الضوئية.
- الطاقة الحرارية.
- الطاقة الحركية.
ثانيا: الطاقة الميكانيكية وتحولاتها
سؤال: الأنواع الرئيسية لأشكال الطاقة هي:
الإجابة:
- الطاقة الحركية.
- طاقة الوضع (الطاقة الكامنة).
سؤال: ما المقصود بتحولات الطاقة، وما المقصود بالطاقة الميكانيكية؟
الإجابة:
- تحولات الطاقة: هي تحول الطاقة من شكل إلى شكل آخر.
- الطاقة الميكانيكية: مجموع طاقة الجسم الحركية وطاقة وضعه ويرمز لها بالرمز (ME).
سؤال: ما المقصود بالطاقة الحركية؟ وأذكر مثالا عليها؟ وما هي العوامل التي تعتمد عليها الطاقة الحركية؟
الإجابة:
- الطاقة الحركية: هي الطاقة التي يمتلكها الجسم نتيجة حركته وتمكنه من إنجاز الأعمال وإحداث تغيير في الأجسام الأخرى ويرمز لها بالرمز (KE).
مثلا: الهواء المتحرك يمتلك طاقة حركية ناتجة عن حركته تمكنه من تحريك طائرة ورقية.
العوامل التي تعتمد عليها الطاقة الحركية:
- كتلة الجسم: كلما زادت كتلة الجسم زادت طاقته الحركية (علاقة طردية).
- سرعة الجسم: كلما زادت سرعة الجسم زادت طاقته الحركية (علاقة طردية).
سؤال: ما المقصود بالطاقة الوضع (الكامنة)؟
طاقة الوضع (الكامنة): هي الطاقة المختزنة في الأجسام أو المواد والتي تعطيها القدرة على إحداث التغيير ويرمز لها بالرمز (PE).
سؤال: ما هي أشكال طاقة الوضع؟
الإجابة:
- طاقة الوضع الناشئة عن الجاذبية الأرضية.
- طاقة الوضع المرونية.
سؤال: ما المقصود بطاقة الوضع الناشئة عن الجاذبية؟
ج: الطاقة المختزنة في الجسم المرتفع عن سطح الأرض.
سؤال: علل: تسمى طاقة الوضع الناشئة عن الجاذبية بهذا الاسم؟
ج: لان الجسم اكتسبها نتيجة وضعه في مكان معين نسبة إلى سطح الأرض. تختزن الاجسام المرتفعة عن سطح الأرض طاقة وضع ناشئة عن الجاذبية الأرضية (مثل الرافعة).
سؤال: ما المقصود بطاقة الوضع المرونية؟
الإجابة:
الطاقة المختزنة في الجسم عند ضغطه أو شده
- يختزن النابض طاقة وضع عند شده أو ضغطه.
- تختزن الأرضية المطاطية عند ضغطها طاقة كامنة تسمى طاقة وضع مرونية.
سؤال: ما هي العوامل التي تعتمد عليها الطاقة الوضع الجاذبية؟
الإجابة:
- تعتمد على ارتفاع الجسم عن سطح الأرض: (كلما زاد ارتفاع الجسم عن سطح الأرض زادت طاقة وضع الجاذبية)
- كتلة الجسم: (كلما زادت كتلة الجسم زادت طاقة وضع الجاذبية).
سؤال: ما هي العوامل التي تعتمد عليها طاقة الوضع المرونية؟
الإجابة:
- شد الجسم المرن.
- ضغط الجسم المرن.
- شكل الجسم وخصائصه.
يمكن ان تتحول الطاقة الميكانيكية من شكل إلى آخر:
أمثلة على تحولات الطاقة الميكانيكية
أ) سقوط كره من ارتفاع تتحول فيها طاقة الوضع إلى طاقة حركية
عند أقصى ارتفاع تكون طاقة الوضع أعلى ما يمكن وعند بداية سقوط الكره تتحول طاقة الوضع تدريجيا إلى طاقة حركية.
ب) القفز على سطح الترامبولين (مبدأ عمل النابض)
عند الضغط بالقدم على سطح الترامبولين فيخزن طاقة الوضع مرونية مع بداية القفز تتحول طاقة الوضع المرونية إلى طاقة حركية تسبب بقفز الجسم للأعلى.
أخيرا: حفظ الطاقة الميكانيكية
نحسب الطاقة الميكانيكية للجسم بإيجاد مجموع طاقته الحركية وطاقة وضعه حيث:
PE + KE =ME
الطاقة الميكانيكية = الطاقة الحركية + طاقة الوضع.
سؤال: أحسب الطاقة الميكانيكية لجسم يمتلك طاقة وضع مقدارها ( J5 وطاقة حركية) مقدارها J6
ج: ME = PE+KE = 5+6 = 11 J
ME=KE+PE
قاعدة: عند تناقص طاقة الوضع يزداد مقدار الطاقة الحركية تدريجيا عندما تكون طاقة الوضع أعلى ما يمكن تكون الطاقة الحركية صفرو العكس صحيح.
سؤال: ما المقصود بـ حفظ الطاقة الميكانيكية؟
ج: الحالة التي تتحول فيها الطاقة الميكانيكية من أحد شكليها إلى الاخر مع بقاء المجموع الكلي للطاقة الحركية وطاقة الوضع الناشئة عن الجاذبية ثابتا.
حلول أسئلة الدرس
الْفِكْرَةُ الرَّئيسَةُ: سؤال: مَا الْمَقصودُ بِحِفْظِ الطَّاقَةِ الْميكانيكِيَّةِ؟
ج: الحالة التي تتحول فيها الطاقة الميكانيكية من أحد شكليها إلى الآخر مع بقاء المجموع الكلي للطاقة الحركية وطاقة الوضع الناشئة عن الجاذبية ثابتا.
الْمَفاهِيمُ وَالْمُصْطَلَحاتُ: سؤال: أَكْتُبُ الْمَفهومَ الْمُنَاسِبَ فِي الْفَرَاغِ:
- (الطاقة): الْمَقدِرَةُ عَلَى بَذْلِ الشَّغْلِ.
- (الطاقة المرونية): الطَّاقَةُ الْمُخْتَزَنَةُ فِي الْجِسْمِ الْمَرِنِ عِنْدَ شَدِّهِ أَوْ ضَعْطِهِ.
التفكيرُ النّاقِدُ
يُعَدُّ الشُّغْلُ وَسيلَةٌ لِنَقْلِ الطَّاقَةِ إِلَى الْجِسْمِ.
سؤال: وَضْحُ الْعَلَاقَةَ بَيْنَ الشُّغْلِ وَالطَّاقَةِ فِي الْمِثالِ الْآتي: رَفْعُ صُندوقِ مِنْ سَطحِ الْأَرْضِ وَوَضْعُهُ عَلَى الطَّاوِلَةِ.
ج: عند رفع الصندوق عن سطح الأرض فإنني ابذل عليه شغل يختزل هذا الشغل في الجسم على شكل طاقة.
سؤال: أَخْتارُ الْإِجَابَةَ الصَّحِيحَةَ:
الْكَمِّيَّتَانِ اللَّتانِ لَهُما وِحدَةُ الْقِياسِ نَفْسُها، هُما:
- أ– الشُّغْلُ وَالْكُتْلَةُ.
- ب– الطَّاقَةُ وَالْكُتْلَةُ.
- ج– السُّرعَةُ وَالطَّاقَةُ.
- د– الشُّغْلُ وَالطَّاقَةُ.
⇐ لا يفوتك أيضًا: حل مراجعة الوحدة 2 «المادة» علوم 6 ابتدائي «أردني» الفصل الأول