العلوم الفيزيائية — الطاقة الميكانيكية: انحفاظها وتحولاتها — الأولى ثانوي — المنهاج الجزائري

الطاقة الميكانيكية: انحفاظها وتحولاتها

الطاقة الميكانيكية هي مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع لجسم ما. مبدأ انحفاظ الطاقة الميكانيكية هو أحد أهم مبادئ الفيزياء. في هذا الدرس سنتعرف على الطاقة الميكانيكية وانحفاظها.

أنواع الطاقة الميكانيكية

الطاقة الحركية Ec: طاقة مرتبطة بحركة الجسم، تحسب بالعلاقة Ec = 1/2 m v2. طاقة الوضع الثقالية Epp: طاقة مرتبطة بارتفاع الجسم عن سطح الأرض، تحسب بالعلاقة Epp = m g h. الطاقة الميكانيكية Em = Ec + Epp.

مبدأ انحفاظ الطاقة الميكانيكية

في غياب قوى الاحتكاك والمقاومة، تبقى الطاقة الميكانيكية لجسم محفوظة (ثابتة). أي أن مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع يبقى ثابتا: Em(ابتدائية) = Em(نهائية). عندما يسقط جسم من ارتفاع، تتحول طاقة وضعه إلى طاقة حركية والعكس صحيح.

مثال على التحول

كرة كتلتها 1 kg تسقط من ارتفاع 10 m. لحظة الإطلاق: Ec=0 J, Epp=100 J, Em=100 J. عند منتصف الطريق (5 m): Ec=50 J, Epp=50 J, Em=100 J. قبل الاصطدام بالأرض مباشرة: Ec=100 J, Epp=0 J, Em=100 J.

تمارين

تمرين 1: جسم كتلته 2 kg يسقط من ارتفاع 20 m. احسب طاقة وضعه وسرعته قبل الاصطدام بالأرض (g=10 N/kg).

تمرين 2: قفز عال من ارتفاع 5 m. بأي سرعة يصل إلى الأرض؟

للمزيد: الطاقة وأشكالها و القوى والحركة.