الطاقة الحركية والطاقة الكامنة الثقالية – العلوم الفيزيائية — السنة الرابعة متوسط — المنهاج الجزائري

مقدمة

مرحباً بكم في درس جديد من مادة العلوم الفيزيائية للمرحلة المتوسطة حسب المنهاج الجزائري. في هذا الدرس، سنتناول موضوع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة الثقالية.

الأهداف التعليمية

• فهم مفهوم الطاقة الحركية.
• فهم مفهوم الطاقة الكامنة الثقالية.
• حساب الطاقة الحركية والكامنة.
• تطبيق مبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية.

الطاقة الحركية (Ec)

الطاقة الحركية هي الطاقة المرتبطة بحركة الجسم. تحسب بالعلاقة: Ec = (1/2) × m × v²، حيث m الكتلة (kg) و v السرعة (m/s). تقاس بالجول (J).

الطاقة الكامنة الثقالية (Ep)

الطاقة الكامنة الثقالية هي الطاقة المرتبطة بارتفاع الجسم عن سطح الأرض. تحسب بالعلاقة: Ep = m × g × h، حيث m الكتلة (kg)، g = 9.81 N/kg، و h الارتفاع (m).

حفظ الطاقة الميكانيكية

الطاقة الميكانيكية = Ec + Ep. في غياب قوى الاحتكاك، تبقى الطاقة الميكانيكية محفوظة (ثابتة). تتحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية والعكس.

مثال توضيحي

كرة كتلتها 2 kg على ارتفاع 10 m. طاقتها الكامنة: Ep = 2 × 10 × 10 = 200 J. إذا سقطت الكرة، تتحول الطاقة الكامنة تدريجياً إلى طاقة حركية.

تمارين تطبيقية

1. التمرين الأول: سيارة كتلتها 1000 kg تتحرك بسرعة 20 m/s. احسب طاقتها الحركية.
2. التمرين الثاني: جسم كتلته 5 kg على ارتفاع 15 m. احسب طاقته الكامنة (g = 10 N/kg).
3. التمرين الثالث: اشرح تحولات الطاقة في أفعوانية الملاهي.

ملخص الدرس

Ec = ½ mv²، Ep = mgh. الطاقة الميكانيكية محفوظة في غياب الاحتكاك. راجع درس الأعداد الطبيعية والعشرية ودرس نظرية فيثاغورس.