العلوم الفيزيائية — الطاقة الميكانيكية (Énergie Mécanique): الطاقة الحركية والطاقة الكامنة وحفظ الطاقة مع تمارين بكالوريا محلولة — الثانية ثانوي — المنهاج الجزائري

درس: الطاقة الميكانيكية — الطاقة الحركية والطاقة الكامنة وحفظ الطاقة

المستوى: الثانية ثانوي — المادة: العلوم الفيزيائية — المنهاج: الجزائري

اهداف الدرس

• تعريف الطاقة الحركية والطاقة الكامنة الثقالية
• حساب الطاقة الميكانيكية لجسم
• تطبيق مبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية
• حل مسائل بكالوريا حول الطاقة

1. الطاقة الحركية (Énergie Cinétique Ec)

هي الطاقة المرتبطة بحركة الجسم. يحسب مقدارها بالعلاقة:

Ec = (1/2) × m × v²

حيث: m كتلة الجسم (kg)، v سرعته (m/s). وحدة الطاقة هي الجول (J).

خاصية: الطاقة الحركية تتناسب طرداً مع الكتلة ومربع السرعة.

2. الطاقة الكامنة الثقالية (Énergie Potentielle de Pesanteur Epp)

هي الطاقة المخزنة في الجسم بسبب ارتفاعه عن سطح الأرض:

Epp = m × g × h

حيث: m الكتلة (kg)، g تسارع الجاذبية (≈ 9.81 N/kg)، h الارتفاع (m).

عند اختيار سطح الأرض كمرجع (h = 0) فإن Epp = 0.

3. الطاقة الميكانيكية (Énergie Mécanique Em)

هي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة الثقالية:

Em = Ec + Epp

4. مبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية

نص المبدأ: عندما يتحرك جسم في مجال الجاذبية تحت تأثير قوته الوزنية فقط (دون احتكاك)، تبقى طاقته الميكانيكية ثابتة.

Em = Ec + Epp = ثابت

نتيجة: كل نقص في Epp يؤدي إلى زيادة في Ec بنفس المقدار، والعكس صحيح.

5. مثال تطبيقي: السقوط الحر

عند سقوط جسم من ارتفاع h:

• في الأعلى (h): v = 0 → Ec = 0, Epp = mgh, Em = mgh
• في الأسفل (h = 0): v = √(2gh) → Ec = mgh, Epp = 0, Em = mgh

نلاحظ أن Em محفوظة (mgh) بينما تحولت الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية.

تمرين بكالوريا محلول

خلاصة

• Ec = (1/2)mv² — تعتمد على الكتلة ومربع السرعة
• Epp = mgh — تعتمد على الكتلة والارتفاع
• Em = Ec + Epp — محفوظة في غياب الاحتكاك
• الطاقة تتحول من شكل إلى آخر دون أن تفنى

---

دروس مشابهة: الفيزياء – الثانية ثانوي | جميع دروس العلوم الفيزيائية