الدرس الاول... مصادر الطاقه و صورها

الدرس مصادر الطاقة وصورها الأول
مقدمة :-
يحتاج الإنسان إلى الطاقة فى حياتة اليومية لتشغيل الأجهزة والآلات
أولا الوقود والطاقة
-لا تستطيع السيارة أن تسير بدون طاقة لان الطاقة الناتجة من احتراق الوقود داخلها تجعلها قادرة على الحركة
لا يستطيع الإنسان القيام بالأنشطة المختلفة بدون غذاء لان الطاقة المستمدة من الغذاء تمكن الإنسان من القيم بالأنشطة المختلفة
الدرس مصادر الطاقة وصورها الأول
مقدمة :-
يحتاج الإنسان إلى الطاقة فى حياتة اليومية لتشغيل الأجهزة والآلات
أولا الوقود والطاقة
-لا تستطيع السيارة أن تسير بدون طاقة لان الطاقة الناتجة من احتراق الوقود داخلها تجعلها قادرة على الحركة
لا يستطيع الإنسان القيام بالأنشطة المختلفة بدون غذاء لان الطاقة المستمدة من الغذاء تمكن الإنسان من القيم بالأنشطة المختلفة
خطوات العمل
ارفع كرة من كرات التنس الارضى إلى مستوى راسك ثم اتركها تسقط ولاحظها وهى تسقط وتصعد وهكذا
الملاحظة :-
عندما ترتفع الكرة إلى أعلى تسقط على سطح الأرض ثم تصعد لأعلى ولكن لارتفاع اقل من التى سقطت منة وهكذا إلى أن تثبت على سطح الأرض
التفسير :-
عند رفع الكرة لأعلى تكتسب طاقة وضع وهى الشغل المبذول لرفع الكرة وعندما تترك لتسقط على سطح الأرض تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركة وعندما تصعد لأعلى تتحول طاقة الحركة إلى طاقة وضع وهكذا
الاستنتاج :-
يمكن تحويل طاقة الوضع على حركة والعكس
طاقة الوضع
 تعريف طاقة الوضع :-
هي الطاقة المخزونة بالجسم نتيجة بذل شغل مبذول علية
العوامل المؤثرة فى طاقة الوضع
1- وزن الجسم
2- الارتفاع عن سطح الأرض
طاقة الوضع = الوزن × الكتلة
الوزن = الكتلة فى عجلة الجاذبية
ملاحظات
1- تتضاعف طاقة الوضع بتضاعف الكتلة
2- تتضاعف قيمة طاقة الوضع بتضاعف الوزن
3- تزداد طاقة الوضع أربع مرات بتضاعف الكتلة والوزن
علل : تختلف قيمة وزن الجسم عن كتلتة
لان الوزن = الكتلة × عجلة الجاذبية
أولا وزن الجسم

تجربة
خطوات العمل
1-احضر كرة وارفعها لأعلى ولاحظ الشغل الذى تبذلة
2-كرر الخطوة السابقة مع كرتين ولاحظ الشغل المبذول
3-أزد عدد الكرات وكرر ما سبق وفى كل مرة لاحظ الشغل الذي تبذلة
الملاحظة :-
يزداد الشغل المبذول بزيادة عدد الكرات
الاستنتاج :-
تزداد طاقة وضع الجسم بزيادة وزنة
اى ن طاقة الوضع تتناسب طرديا مع وزن الجسم
ثانيا الارتفاع :-
تجربة
خطوات العمل
1-احضر كرة ثقيلة نسبيا وارفعها لارتفاع نصف متر ثم اتركها تسقط ولاحظ مقدار الشغل المبذول
2- ارفع نفس الكرة لارتفاع واحد متر واتركها تسقط ولاحظ مقدار الشغل المبذول
3- ارفع الكرة لأعلى عدة مرات بأرتفاعات تزداد تدريجا وفى كل مرة لاحظ الشغل المبذول
الملاحظة :-
يزداد الشغل المبذول بزيادة الارتفاع
طاقة الوضع تتناسب طرديا مع الارتفاع عن سطح الأرض
الاستنتاج :-
طاقة الوضع = وزن الجسم × الارتفاع
ما معنى أن طاقة وضع جسم تساوى 50 جول
معنى ذلك أن حاصل ضرب وزن الجسم فى ارتفاعة = 50 جول
ما معنى أن طاقة وضع جسم ارتفاعة 2 متر تساوى 20 جول
معنى ذلك أن وزن الجسم يساوى 10 نيوتن
أمثلة محلول :-
1. احسب مقدار الشغل الذى يبذلة عامل بناء لرفع جسم وزنة 50 نيوتن مسافة رأسية
الشغل = الوزن × الارتفاع = 50 ×10 = 500 جول
=====================================================
2. احسب ارتفاع جسم وزنة 10 نويتن إذا كانت طاقة وضعة 100 جول
الارتفاع = طاقة الوضع / الوزن = 100 /10 = 10 متر
=====================================================
3. احسب وزن جسم على ارتفاع 5 متر من سطح الأرض إذا كانت طاقة وضعة 200 جول
الوزن = طاقة الوضع / المسافة = 200 / 5 = 40 نيوتن
=====================================================
4. احسب طاقة وضع مروحة ساكنة وزنها 70 نيوتن معلقة فى سقف غرفة ارتفاعها 4 متر .
طاقة الوضع = الوزن × الارتفاع
= 4 × 70 = 0 28 جول
=====================================================
5. احسب ارتفاع جسم عن سطح الأرض , علما بأن وزنة 15 نيوتن وطاقة وضعة 75 جول .

الارتفاع = طاقة الوضع = 75 = 5 أمتار
الوزن 15
=====================================================
6. يرفع رجل دلوا وزنة 200 نيوتن من بئر , فكان الشغل المبذول فى رفع الدلو 10 كيلو جول فما عمق البئر ؟
الشغل = 10 كيلو جول = 10 × 1000 = 10000 جول
عمق البئر = الشغل = 10000 = 50 جول
الوزن 200
=====================================================
7. احسب كتلة الجسم الذي تصبح طاقة وضعة 1000 جول عند رفعة 10 متر لأعلى . ( عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث2)
الوزن = طاقة الوضع = 1000 = 100 نيوتن
الارتفاع 10
الكتلة = الــــوزن = 100 = 10 كجم
عجلة الجاذبية 10
=====================================================
8. احسب طاقة وضع جسم كتلتة 6 كجم يسقط من ارتفاع 4 متر , وعند اى ارتفاع تكون طاقة وضعة 360 جول ؟ ( عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث2)
الوزن = الكتلة × عجلة الجاذبية = 6 × 10 = 60 نيوتن
طاقة الوضع = الوزن × الارتفاع = 60 × 4 = 240 متر
=====================================================
9. احسب كثافة جسم حجمة 2.5 سم 3طاقة وضعة 500 جول عندما يكون على ارتفاع 10 متر علما بأن
( عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث2)
الوزن = طاقة الوضع = 500 = 50 نيوتن
الارتفاع 10
الكتلة = الــــوزن = 50 = 5 كجم
عجلة الجاذبية 10
الكثافة = الكتلة = 5 = 2 جم /سم3
الحجم 2.5
=====================================================
10. الشكل المقابل يوضح العلاقة بين ارتفاع جسم عن سطح الأرض وطاقة وضعة
1- ما قيمة طاقة وضع الجسم عندما يكون على ارتفاع 5 متر
2-ما مقدار النقص فى طاقة وضع الجسم عند هبوطة من ارتفاع 7 متر إلى 3 متر
الإجابة :-
1- طاقة الوضع على ارتفاع 5 متر = 50 جول
2-مقدار النقص فى طاقة وضع الجسم عند هبوطة من ارتفاع 7 متر إلى 3 متر
= 70 -30 = 40 جول
=====================================================
11. قطعة من الحديد كثافتها 7.8 جم /سم3 وضعت فى مخبار مدرج بة 80 سم3 ماء فأرتفع سطح الماء إلى 90 سم3 إذا قذفت لأعلى مسافة 10 متر أوجد طاقة وضعها علما بأن عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م /ث2
الحجم = 90 – 80 = 10 سم3
الكتلة = الكثافة × الحجم = 7.8 ×10 = 78 جم
الوزن = الكتلة × عجلة الجاذبية الأرضية = 78 × 10 = 780 نيوتن
طاقة الوضع = الوزن × الارتفاع = 780 × 10 = 7800 جول
=====================================================
12. احسب مقدار الشغل الذي يبذلة عامل بناء لرفع جسم وزنة 50 نيوتن مسافة رأسية لأعلى 10 متر
14. احسب وزن جسم على ارتفاع 5 متر من سطح الأرض إذا كانت طاقة وضعة 200 جول
الوزن = طاقة الوضع / المسافة = 200 / 5 = 40 نيوتن

طاقة الحركة
 تعريف طاقة الحركة :-
الشغل المبذول أثناء حركة الجسم
العوامل التى تتوقف عليها طاقة الحركة
1- الكتلة 2- السرعة
طاقة الحركة = ½الكتلة × مربع السرعة
الطاقة الميكانيكية = طاقة الوضع + طاقة الحركة
= الوزن × الارتفاع + ½ الكتلة × (السرعة )2
ملاحظات
1-عندما يصل الجسم لأقصى ارتفاع تكون الطاقة المختزنة بة طاقة وضع والطاقة الميكانيكية تساوى طاقة الوضع فقط لان طاقة الحركة تساوى صفر
2-عندما يكون الجسم على سطح الأرض تكون الطاقة المختزنة بة عبارة عن طاقة حركة والطاقة الميكانيكية تساوى طاقة حركة فقط لان طاقة الوضع تساوى صفر
3- عندما يصعد جسم لأعلى تقل طاقة حركتة وتزداد طاقة وضعة بنفس المقدار
4- عندما يهبط جسم لأسفل تزداد طاقة حركتة وتقل طاقة وضعة بنفس المقدار
تتضاعف طاقة الحركة بتضاعف الكتلة
تزداد طاقة الحركة أربع مرات بتضاعف السرعة
تزداد طاقة الحركة ثمانية مرات بتضاعف السرعة و الكتلة
ما معنى أن طاقة حركة جسم = 100 جول
معنى ذلك أن حاصل ضرب نصف كتلة الجسم فى سرعتة = 100 جول
ما معنى أن طاقة حركة جسم كتلة 4 كجم تساوى 200 جول
معنى ذلك أن سرعة الجسم تساوى 100 م / ث
علل : عند ترك كرة على ارتفاع من سطح الأرض تسقط تجاة الأرض
بسبب الجاذبية الأرضية
علل : عند وصول جسم إلى سطح الأرض تكون الطاقة الميكانيكية مساوية لطاقة حركتة فقط
لأنة عند سطح الأرض تكون طاقة الوضع تساوى صفر لان الارتفاع = صفر
علل : عند وصول جسم لأعلى ارتفاع تكون طاقتة الميكانيكية عبارة عن طاقة وضع فقط
لأنة عند أقصى ارتفاع تكون طاقة الحركة = صفر لان السرعة تساوى صفر
علل : عند سقوط كرتين مختلفين فى الكتلة تحدث الكرة الأكبر حفرة اكبر فى سطح الأرض
لان طاقة الوضع تتناسب طرديا مع الوزن والكتلة
علل : عند سقوط جسمين متساوين فى الكتلة من ارتفاعين مختلفين يحدث الجسم الذي سقط من ارتفاع أعلى حفرة اكبر من الآخر
لان طاقة الوضع تتناسب طرديا مع الارتفاع الراسي
علل : تزداد طاقة الوضع للجسم كلما بعد عن سطح الأرض
لان طاقة الوضع تتناسب طرديا مع الارتفاع الراسي
علل : تقل طاقة وضع جسم تدريجيا أثناء سقوطة
لان الارتفاع يقل تدريجيا أثناء سقوط الجسم وذلك لآن طاقة الوضع تتناسب طرديا مع طاقة الوضع
علل : طاقة وضع جسم ساقط تساوى صفر لحظة وصولة إلى سطح الأرض
لان الارتفاع على سطح الأرض يساوى صفر وذلك لآن طاقة الوضع تتناسب طرديا مع طاقة الوضع
علل : طاقة حركة جسم عند أقصى ارتفاع = صفر
لان سرعة الجسم تساوى صفر وطاقة الحركة تتوقف على السرعة
علل : اثر التصادم الناتج عن سيارة نقل اكبر من الناتج عن سيارة صغيرة
لان طاقة الحركة تتناسب طرديا مع كتلة الجسم
علل : اثر التصادم الناتج عن سيارة نقل كبيرة السرعة اكبر من التصادم الناتج عن نفس السيارة بسرعة صغيرة
لان طاقة الحركة تتناسب طرديا مع سرعة الجسم
علل :بالرغم من انخفاض طاقة وضع جسم أثناء سقوطة إلا أن الطاقة الميكانيكية تظل ثابتة
لان مقدار النقص فى طاقة الوضع يساوى الزيادة فى طاقة الحركة
علل: عندما يصل الجسم لأقصى ارتفاع تكون الطاقة الميكانيكية تساوى طاقة الوضع فقط
لان طاقة الحركة تساوى صفر
علل : عندما يكون الجسم على سطح الأرض تكون الطاقة الميكانيكية تساوى طاقة حركة فقط
لان طاقة الوضع تساوى صفر
علل :الطاقة الميكانيكية لاى جسم عند اى نقطة فى مسار حركتة تساوى مقدار ثابت
لآن مقدار النقص فى إحدى طاقتي الوضع والحركة يقابلها زيادة فى الأخرى بنفس المقدار
علل : عند إدارة زنبرك الساعة لملء الساعة فإنه يكون بة طاقة 0
لأنها تبذل شغل يظهر فى تحويل طاقة الوضع إلى طاقة حركة فتتحرك العقارب
علل : ثمار الأشجار العالقة بالأشجار لديها طاقة وضع 0
لأنها تبذل شغل يظهر فى تحويل طاقة الوضع إلى طاقة حركة فتسقط من أعلى لأسفل

 مسائل محلولة
1- احسب طاقة الحركة لسم كتلتة 20 كجم عندما يتحرك بسرعة مقدارها 10 م/ث
طاقة الحركة = ½الكتلة × مربع السرعة =½ × 20 ×10 = 100 جول
2- احسب سرعة لجسم كتلتة 5كجم عندما تكون طاقة حركتة 40 جول
السرعة = 2× طاقة الحركة / الكتلة = 2 × 40 /5= 16 م /ث
=====================================================
3- جسم يهبط من أعلى لأسفل إذا علمت أن الطاقة الميكانيكية عند نقطة ما فى مسار حركتة تساوى 500 جول احسب طاقة وضعة0إذا كانت طاقة الحركة =350 جول 0 وإذا زادت طاقة الحركة بمقدار 50 جول احسب النقص فى طاقة الوضع
الطاقة الميكانيكية = طاقة الوضع + طاقة الحركة
طاقة الوضع =الطاقة الميكانيكية – طاقة الحركة =500 -350 = 150 جول
النقص فى طاقة الوضع =الزيادة فى طاقة الحركة = 50 جول
=====================================================
4- جسم يسقط سقوط حر إذا كانت طاقة وضعة عند نقطة ما فى مسار حركتة تساوى 200 جول وطاقة حركتة =100 جول أوجد الطاقة الميكانيكية
الطاقة الميكانيكية لجسم = طاقة الوضع + طاقة الحركة =200 +100 = 300 جول
=====================================================
5- قذف ايمن جسم فارتفع لأعلى مسافة قدرها 2 متر واكتسب فى نفس الوقت سرعة مقدارها 1 م/ث احسب لشغل المبذول إذا علمت أن وزنة 5 نيوتن وكتلتة0.5 جم
الطاقة الميكانيكية = طاقة الوضع + طاقة الحركة
= الوزن × الارتفاع + ½ الكتلة × (السرعة )2
=0.5×2 + ½ × 0.5 × 1 = 0.25 جول
=====================================================
6- سقط جسم وزنة 500 نيوتن من قمة برج إيفل الذي يبلغ ارتفاعة 300 متر
احسب : (أ) طاقة وضع الجسم عند قمة البرج .
(ب) طاقة حركة الجسم عند لحظة وصولة إلى سطح الأرض .
(ج) سرعة الجسم عند وصولة إلى سطح الأرض .
(د) طاقة حركة الجسم عند منتصف البرج .
(هـ) الطاقة الميكانيكية للجسم ( عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث2 )
طاقة وضع الجسم عند قمة البرج = الوزن × الارتفاع
= 500 × 300 = 150000 جول
طاقة حركة الجسم عند لحظة وصولة إلى سطح الأرض = طاقة الوضع عند قمة البرج
= 150000 جول
الكتلة = الــــوزن = 500 = 50 كجم
عجلة الجاذبية 10
السرعة 2 = طاقة الحركة = 150000 = 6000
0.5 × الكتلة 0.5 × 50
السرعة = 77.45 م /ث
طاقة حركة الجسم عند منتصف البرج = 150000 / 2 = 75000 جول
الطاقة الميكانيكية للجسم = 150000 جول
=====================================================
7- احسب الطاقة الميكانيكية لجسم متحرك إذا علمت أن طاقة حركتة 1000 جول وطاقة وضعة 500 جول الطاقة
الميكانيكية = طاقة الوضع + طاقة الحركة
الطاقة الميكانيكية = 1000 + 500 = 1500 جول
=====================================================
8- قذف شخص كرة كتلتها 0.1 لأعلى , وأثناء مرورها بالنقطة x التى ترتفع عن سطح الأرض بمقدار 5 متر كانت سرعتها 2م/ث احسب الشغل المبذول على الكرة عند النقطة x ( عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث2 )
الوزن = ك × ج = 0.1 × 10 = 1
الشغل = الوزن × الارتفاع + ½ ك ع2 = 1 × 5 + ½ × 0.1 × 4 = 5.2 جول
=====================================================
9- احسب طاقة الحركة لسم كتلتة 20 كجم عندما يتحرك بسرعة مقدارها 10 م/ث
طاقة الحركة = ½الكتلة × مربع السرعة =½ × 20 ×10 = 100 جول
=====================================================
10- احسب سرعة لجسم كتلتة 5كجم عندما تكون طاقة حركتة 40 جول
السرعة = 2× طاقة الحركة / الكتلة = 2 × 40 /5= 16 م /ث
السرعة 2 = طاقة الحركة = 40 = 16
0.5 × الكتلة 0.5 × 5
السرعة = 4 م / ث
=====================================================
11- جسم يهبط من أعلى لأسفل إذا علمت أن الطاقة الميكانيكية عند نقطة ما فى مسار حركتة تساوى 500 جول احسب طاقة وضعة0إذا كانت طاقة الحركة =350 جول 0 وإذا زادت طاقة الحركة بمقدار 50 جول احسب النقص فى طاقة الوضع
الطاقة الميكانيكية = طاقة الوضع + طاقة الحركة
طاقة الوضع =الطاقة الميكانيكية – طاقة الحركة =500 -350 = 150 جول
النقص فى طاقة الوضع =الزيادة فى طاقة الحركة = 50 جول
=====================================================
12- جسم يسقط سقوط حر إذا كانت طاقة وضعة عند نقطة ما فى مسار حركتة تساوى 200 جول وطاقة حركتة =100 جول أوجد الطاقة الميكانيكية
الطاقة الميكانيكية لجسم = طاقة الوضع + طاقة الحركة =200 +100 = 300 جول
= الوزن × الارتفاع + ½ الكتلة × (السرعة )2
=0.5×2 + ½ × 0.5 × 1 = 0.25 جول

» الدرس الاول ... الطاقه الحراريه
» الدرس الاول ... الطاقه الكيميائيه
» الدرس الاول ... قوانين بقاء الطاقه
» الدرس الثالث ... الطاقه الحراريه
» الدرس الاول ... التغير الكميائى و المول و قانون بقاء الطاقه و الماده