العلوم الفيزيائية — الطاقة: الطاقة الحركية والطاقة الكامنة — السنة الرابعة متوسط

الطاقة: الطاقة الحركية والطاقة الكامنة — السنة الرابعة متوسط

مقدمة

الطاقة الميكانيكية هي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة. الطاقة الحركية طاقة الحركة، والطاقة الكامنة طاقة الوضع. هذان المفهومان أساسيان في فهم الظواهر الميكانيكية. هذا الدرس للسنة الرابعة متوسط.

الطاقة الحركية

الطاقة الحركية = (1/2) × m × v² حيث m الكتلة (kg) و v السرعة (m/s). وحدة الطاقة: الجول (J). كلما زادت الكتلة أو السرعة، زادت الطاقة الحركية.

مثال

سيارة كتلتها 1000 kg تسير بسرعة 20 m/s: E_c = 0.5 × 1000 × 400 = 200,000 J.

الطاقة الكامنة الثقالية

الطاقة الكامنة = m × g × h (الكتلة × الجاذبية × الارتفاع). مثال: حجر كتلته 2 kg على ارتفاع 10 m: E_p = 2×10×10 = 200 J.

انحفاظ الطاقة الميكانيكية

في غياب الاحتكاك: الطاقة الميكانيكية الكلية تبقى ثابتة. الطاقة الحركية تتحول إلى طاقة كامنة والعكس. مثال: أرجوحة، كرة تقفز، نواس بسيط.

تمارين

1. كرة كتلتها 0.5 kg تتحرك بسرعة 10 m/s. احسب طاقتها الحركية.
2. جسم كتلته 3 kg على ارتفاع 5 m. احسب طاقته الكامنة (g=10 N/kg).
3. وضح تحول الطاقة في قفز الكرة.

خلاصة

E_c = ½mv². E_p = mgh. في غياب الاحتكاك، الطاقة الميكانيكية محفوظة.