חוק שימור האנרגיה יחידת לימוד סמדר שרביט

סוגי אנרגיה בשיעורים קודמים למדנו כי בטבע קיימים סוגי אנרגיה שונים: אנרגיה קינטית/תנועה אנרגיה פוטנציאלית כובדית/אנרגיית גובה אנרגיה פוטנציאלית של קפיץ אנרגיה כימית אנרגיה חשמלית אנרגית חום ועוד... ינואר 2009

גלגולי אנרגיה למעבר אנרגיה מצורה אחת לצורה שנייה אנו קוראים גלגולי אנרגיה. האנרגיה יכולה להפוך מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת אבל סך כל האנרגיה נשאר קבוע. ינואר 2009

כמות האנרגיה איננה משתנה בגלגוליה. חוק שימור האנרגיה כמות האנרגיה איננה משתנה בגלגוליה. אנרגיה איננה נוצרת מעצמה ואיננה נעלמת. ינואר 2009

יישום חוק שימור האנרגיה בדפים הבאים תמצאו משימות שונות שיעזרו לכם לתרגל וליישם את חוק שימור האנרגיה. לשם ביצוע החישובים השונים בתרגילים שלפניכם, העזרו בנוסחאות הבאות: Eh=Wh W=mg בכדור הארץ: ינואר 2009

חוק שימור האנרגיה ברכבת הרים צפו באנימציה שלפניכם המתארת את גלגולי האנרגיה ברכבת הרים (בהנחה שאין אובדן אנרגיה עקב חיכוך). KE - אנרגיה קינטית, PE - אנרגיה פוטנציאלית כובדית (אנרגיית גובה) ו- TME - האנרגיה הכוללת. http://www.physicsclassroom.com/mmedia/energy/ce.cfm ינואר 2009

תרגיל 1 השלם את ערכי האנרגיה המתאימים בציור הבא עבור ילד שמסתו 40 ק"ג שיש לו אנרגיית תנועה של 600 ג'אול בנקודה A (הזנח אנרגיית חום). Eh=_____________ [J] Ek=_____________ [J] A C 3 m 2 m B D Eh=__________ [J] Ek=__________ [J] 1 m ינואר 2009 פתרון

בניית רכבת הרים כעת אתם יכולים לבנות רכבת הרים משלכם, בהתבסס על חוק שימור האנרגיה. היכנסו לאתר: http://www.learner.org/interactives/parkphysics/coaster/ תכננו לכם רכבת הרים שתיתן לכם הן הנאה והן בטיחות. ינואר 2009

תרגיל 2 הסתכלו על האיור הבא ובחרו את התשובה המתאימה ביותר. כאשר הכדור נע מנקודה A לנקודה D, סכום אנרגיית הגובה ואנרגיית התנועה של הכדור: נשאר קבוע קטן תחילה ואחר כך גדל גדל תחילה ואחר כך קטן קטן ינואר 2009

תרגיל 2 - המשך אנרגיית הגובה של הכדור תהיה הנמוכה ביותר בנקודה: C C A A D D B B E E אנרגיית התנועה של הכדור בנקודה C קטנה מאנרגיית התנועה שלו בנקודה: B בלבד A בלבד D ו- E A, D ו- E ינואר 2009

תרגיל זה מבוסס על דף שערכה תמי דסה , 2002 תרגיל 3 לפניכם ניסוי וירטואלי של משחק ליצנים על נדנדה. בהנחה שאין אובדן אנרגיה בשל חיכוך, השלימו את הערכים המתאימים בטבלה בעמוד הבא. משקלו של הליצן הירוק מימין הינו 800 ניוטון. הוא נופל מגובה 4 מטרים. לאיזה גובה יגיעו הליצנים בצידה השני של הנדנדה? תרגיל זה מבוסס על דף שערכה תמי דסה , 2002 ינואר 2009

נדנדת הליצנים ליצן ירוק ינואר 2009

הגובה המחושב אליו יגיע הליצן (מטר) תרגיל 3 - המשך משקל ליצן (ניוטון) הגובה המחושב אליו יגיע הליצן (מטר) 500 640 800 1000 1280 1600 פתרון ינואר 2009

תרגיל 3 - שאלות נוספות מהם גלגולי האנרגיה במשחק הליצנים מהרגע שבו הליצן במכנסיים הירוקים (על השולחן) קופץ אל הנדנדה ועד הרגע שבו אחד הליצנים במכנסיים הורודים (על המדף) מגיע לנקודה הגבוהה ביותר? נניח שכאשר הליצן הירוק ירד מגובה של 10 מטרים, עלה ליצן ורוד לגובה של 16 מטרים. האם פירוש הדבר שניתן להרוויח אנרגיה? הסבירו. נניח שכאשר הליצן הירוק ירד מגובה של 10 מטרים, עלה ליצן ורוד רק לגובה של 8 מטרים. מהם ההסברים האפשריים למקרה זה? מה קורה במציאות לליצנים בנדנדה? (רמז: האם אנרגיה יכולה "להתבזבז"? ( ינואר 2009

פתרונות ינואר 2009

תרגיל 1 - פתרון נתון: m=40 [Kg] EK=600 [J] – A בנקודה נמצא תחילה את משקלו של הילד: W=mg W=40x10=400 [N] אנרגיית הגובה של הילד בנקודה A היא: Eh=Wh Eh=400x3=1200 [J] האנרגיה הכוללת של הילד בנקודה A תהיה סכום האנרגיות: E=Eh+Ek=1200+600=1800 [J] בנקודה B: Eh=400x1=400 [J] Ek=E-Eh Ek=1800-400=1400 [J] בנקודה C: Eh=400x2=800 [J] Ek=1800-800=1000 [J] בנקודה D כל אנרגיית הגובה הפכה לאנרגיית תנועה ולכן: Eh=0 [J] Ek=1800 [J] ינואר 2009

תרגיל 1 - פתרון (המשך) 3 m 2 m A D 1 m Eh=__1200_______ [J] Ek=__600________ [J] A C 3 m 2 m B D Eh=__400_____ [J] Ek=__1400____ [J] Eh=___800_______ [J] Ek=__1000_______ [J] Eh=____0________ [J] Ek=___1800______ [J] 1 m ינואר 2009

הגובה המחושב אליו יגיע הליצן (מטר) תרגיל 3 - פתרון משקל ליצן (ניוטון) הגובה המחושב אליו יגיע הליצן (מטר) 500 640 800 1000 1280 1600 6.4 5.0 4.0 3.2 2.5 2.0 חזרה ינואר 2009

תשובתך נכונה - יפה מאוד ! ינואר 2009

טעית - לא נורא, נסה שנית ינואר 2009