مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
الميكانيك — الطاقة الحركية والطاقة الكامنة — السنة الثانية ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — العلوم الفيزيائية — المنهاج الجزائري
تعتبر الطاقة مفهوماً محورياً في الفيزياء. يدرس هذا الدرس نوعين مهمين من الطاقة الميكانيكية: الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، بالإضافة إلى مبدأ حفظ الطاقة. وهذا الدرس ضمن مقرر العلوم الفيزيائية للسنة الثانية ثانوي شعب علمية.
أولاً: الطاقة الحركية (Énergie Cinétique)
الطاقة الحركية هي الطاقة التي يملكها الجسم بسبب حركته. تُعطى بالعلاقة: Ec = ½ × m × v² حيث:
- Ec: الطاقة الحركية بالجول (J)
- m: كتلة الجسم بالكيلوغرام (kg)
- v: سرعة الجسم بالمتر في الثانية (m/s)
خاصية: الطاقة الحركية كمية قياسية موجبة دائماً (أو معدومة)، وتتناسب مع مربع السرعة.
ثانياً: الطاقة الكامنة الثقالية (Énergie Potentielle de Pesanteur)
الطاقة الكامنة الثقالية هي الطاقة المخزنة في جسم بسبب موضعه في مجال الجاذبية. تُعطى بالعلاقة: Epp = m × g × z حيث z هو الارتفاع عن مستوى مرجعي.
ملاحظة: الطاقة الكامنة تعتمد على المستوى المرجعي الذي نختاره (عادة سطح الأرض).
ثالثاً: الطاقة الميكانيكية ومبدأ حفظها
الطاقة الميكانيكية هي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة: Em = Ec + Epp
مبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية: في غياب قوى الاحتكاك، تبقى الطاقة الميكانيكية لنظام معزول ثابتة. أي أن: ΔEm = 0 أو Ec + Epp = ثابت.
عند وجود احتكاك، تتحول جزء من الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية: ΔEm = Wf (شغل قوى الاحتكاك).
رابعاً: نظرية الطاقة الحركية
تنص نظرية الطاقة الحركية على أن: التغير في الطاقة الحركية لجسم يساوي مجموع أشغال القوى المؤثرة عليه.
ΔEc = Ec2 − Ec1 = ΣWF
خامساً: مثال بكالوريا
تمرين بكالوريا (دورة 2020 — شعبة علوم تجريبية): جسم كتلته m = 0.5kg ينزلق على مستوى مائل أملس يميل بزاوية α = 30° عن الأفقي. ينطلق الجسم من النقطة A على ارتفاع h = 5m بدون سرعة ابتدائية.
1. احسب الطاقة الكامنة الثقالية للجسم عند A (خذ g = 10 m/s²).
2. باستخدام مبدأ حفظ الطاقة، احسب سرعة الجسم عند النقطة B (أسفل المستوى المائل).
الحل:
1. Epp(A) = m × g × h = 0.5 × 10 × 5 = 25J
2. عند A: Ec(A) = 0 (v₀=0)، Epp(A) = 25J، Em(A) = 25J
عند B: Epp(B) = 0 (عند سطح الأرض)، Em(B) = Ec(B)
بما أن السطح أملس (لا احتكاك): Em(A) = Em(B)
25 = ½ × 0.5 × vB²
vB² = 100 ⇒ vB = 10 m/s
خلاصة
مبدأ حفظ الطاقة من أهم المبادئ في الفيزياء، وهو يُستخدم لحل مسائل البكالوريا المتعلقة بالحركة والسقوط الحر والانزلاق على المستويات المائلة.
دروس مشابهة
- الأكسدة والإرجاع: الثنائيات Redox والتفاعلات الكهروكيميائية – العلوم الفيزيائية
- العلوم الفيزيائية — الشغل (تطبيقات) — السنة الثانية متوسط
- العلوم الفيزيائية — الطاقة الحركية — السنة الرابعة متوسط
