חוק שימור האנרגיה יחידת לימוד

מצגת בנושא: "חוק שימור האנרגיה יחידת לימוד"— תמליל מצגת:

1 חוק שימור האנרגיה יחידת לימוד
סמדר שרביט

2 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

3 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

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

5 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

6 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. ינואר 2009

7 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

8 בניית רכבת הרים כעת אתם יכולים לבנות רכבת הרים משלכם, בהתבסס על חוק שימור האנרגיה. היכנסו לאתר: תכננו לכם רכבת הרים שתיתן לכם הן הנאה והן בטיחות. ינואר 2009

9 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

10 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

11 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

12 נדנדת הליצנים ליצן ירוק ינואר 2009

13 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

14 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

15 פתרונות ינואר 2009

16 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= =1800 [J] בנקודה B: Eh=400x1=400 [J] Ek=E-Eh Ek= =1400 [J] בנקודה C: Eh=400x2=800 [J] Ek= =1000 [J] בנקודה D כל אנרגיית הגובה הפכה לאנרגיית תנועה ולכן: Eh=0 [J] Ek=1800 [J] ינואר 2009

17 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

18 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

19 תשובתך נכונה - יפה מאוד ! ינואר 2009

20 טעית - לא נורא, נסה שנית ינואר 2009