الطاقة — مصادرها وأنواعها وتحولاتها مع أمثلة وتمارين محلولة — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط — المنهاج الجزائري

مفهوم الطاقة

الطاقة هي القدرة على إحداث تغيير أو إنجاز عمل. لا يمكن خلق الطاقة أو إفناؤها، بل تتحول من شكل إلى آخر (مبدأ حفظ الطاقة).

مصادر الطاقة

النوع	المصادر	خصائصها
الطاقات المتجددة	الشمس، الرياح، الماء، الكتلة الحيوية، الحرارة الأرضية	لا تنضب، صديقة للبيئة
الطاقات غير المتجددة	النفط، الغاز الطبيعي، الفحم، اليورانيوم	قابلة للنضوب، تسبب تلوثاً

أشكال الطاقة

• الطاقة الحركية: طاقة الحركة، وتعتمد على كتلة الجسم وسرعته. العلاقة: Ec = ½ × m × v²
• الطاقة الكامنة: طاقة مخزنة في الجسم بسبب موقعه (طاقة الوضع الثقالية: Ep = m × g × h)
• الطاقة الحرارية: تنتج عن حركة جزيئات المادة
• الطاقة الكهربائية: تنتج عن حركة الشحنات الكهربائية
• الطاقة الضوئية: تنتقل بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية
• الطاقة الكيميائية: مخزنة في الروابط الكيميائية (مثل الغذاء والوقود)
• الطاقة النووية: تنتج عن التفاعلات النووية (الانشطار والاندماج)

تحولات الطاقة

الطاقة تتحول من شكل إلى آخر. إليك بعض الأمثلة:

الجهاز	الطاقة الداخلة	الطاقة الخارجة
المصباح الكهربائي	كهربائية	ضوئية + حرارية
المحرك الكهربائي	كهربائية	حركية + حرارية
الخلية الشمسية	ضوئية	كهربائية
المدفأة	كهربائية	حرارية + ضوئية
المرجل (البوي ler)	كيميائية (وقود)	حرارية
البطارية	كيميائية	كهربائية

وحدة قياس الطاقة

الوحدة الأساسية لقياس الطاقة في النظام الدولي هي الجول (Joule)، ويرمز لها بالرمز J.

هناك وحدات أخرى مثل: الكيلوجول (1 kJ = 1000 J)، والكالوري (cal)، والواط ساعة (Wh).

أمثلة محلولة

مثال 1:

سيارة كتلتها 1000 kg تسير بسرعة 20 m/s. أحسب طاقتها الحركية.
الحل:
Ec = ½ × m × v²
Ec = ½ × 1000 × (20)²
Ec = ½ × 1000 × 400
Ec = 200,000 J

مثال 2:

مصباح كهربائي استطاعته 100 W يُضاء لمدة ساعتين. أحسب الطاقة الكهربائية المستهلكة.
الحل:
الطاقة = الاستطاعة × الزمن
E = P × t = 100 × 2 = 200 Wh
E = 200 × 3600 = 720,000 J

تمارين محلولة

التمرين 1:

رفع رجل صندوقاً كتلته 20 kg إلى ارتفاع 2 m. أحسب الطاقة الكامنة الثقالية للصندوق (g = 10 N/kg).
الحل:
Ep = m × g × h = 20 × 10 × 2 = 400 J

التمرين 2:

أذكر تحولات الطاقة التي تحدث عند:
(أ) إشعال عود ثقاب
(ب) تشغيل مروحة
(ج) تسخين ماء في غلاية كهربائية
الحل:
(أ) كيميائية → حرارية + ضوئية
(ب) كهربائية → حركية
(ج) كهربائية → حرارية

التمرين 3:

يدفع تلميذ صندوقاً على سطح أفقي بقوة 50 N مسافة 5 m. أحسب الشغل المبذول (الشغل = القوة × المسافة).
الحل:
الشغل W = F × d = 50 × 5 = 250 J

خلاصة الدرس

• الطاقة هي القدرة على إحداث تغيير، ولا تفنى ولا تستحدث (مبدأ حفظ الطاقة)
• مصادر الطاقة: متجددة (شمس، رياح، ماء) وغير متجددة (نفط، غاز، فحم)
• أشكال الطاقة: حركية، كامنة، حرارية، كهربائية، ضوئية، كيميائية، نووية
• الطاقة تتحول من شكل إلى آخر في الأجهزة المختلفة
• الوحدة الأساسية للطاقة هي الجول (J)

📍 دروس مشابهة

• القوى في الفيزياء — مفهوم القوة وتمثيلها وتأثيراتها (حركي وتشوه) مع أمثلة وتماري
• العدسات — أنواعها وخصائصها وتكوين الصور مع أمثلة وتمارين محلولة — العلوم الفيزيا
• التيار الكهربائي وقياس شدته — مفهوم الأمبير والأمبيرومتر وطريقة توصيله — العلوم