חקר-גלגולי-אנרגיה-עקב
Download
Report
Transcript חקר-גלגולי-אנרגיה-עקב
חקר גלגולי אנרגיה עקב עבודה
גלגולי אנרגיה מתרחשים כמעט בכל תהליך
יום יומי -מצחצוח שיניים בבוקר ועד ריצה
טיפוס לקומה העליונה בערב בכדי לצפות
הכוכבים.
דוגמאות לגלגולי אנרגיה
טיפוס על גג הבית גורם לגלגול אנרגיית כימית
לאנרגיית תנועה ,אנרגיית גובה ואנרגיית חום
שמשתחרר מהגוף.
בזמן צחצוח שיניים אנרגייה כימית של
הגוף מתגלגלת לאנרגיית תנועה וגם
לאנרגיית חום עקב חיכוך בין השיניים
למברשת.
מה גורם לגלגולי האנרגיה ?
הפעלת כוח על גוף מסויים לאורך מרחק מסויים
תגרום לגלגולי האנרגיה.
למשל בכדי שהאנרגיה הכימית תהפוך לאנרגיית
תנועה של מברשת השיניים ,יש להפעיל כוח על
המברשת לאורך השיניים וכך נוצרת אנרגיית תנועה.
או למשל הפעלת כוח על איש הרומנטי בזמן העלייה
לגג – לאורכן של המדרגות,מגלגלת אנרגיית כימית
לאנרגיית גובה ותנועה.
העבודה הפיזיקאלית מהי?
הפעולה של הפעלת כוח על גוף לאורך מרחק מסויים
נקראת עבודה פיזיקאלית.
עבודה זו כפי שראינו גורמת לגלגולי אנרגיה שונים.
סוגם של גלגולי האנרגיה ,שמתרחשים עקב עבודה,
תלויים בכוח שמופעל על הגוף בזמן העבודה .למשל
אם על הגוף פועל כוח חיכוך הרי תהיה התחממות-
כלומר תיווצר אנרגיית חום.
או למשל אם מותחים קפיץ הרי בזמן המתיחה פועל
כוח אלסטי .כוח זה עושה עבודה שמתגלגלת לאנרגיה
אלסטית.
כיצד מודדים את גודלה של העבודה
ראינו שהעבודה מוגדרת ככוח שפועל על גוף לאורך מרחק מסויים .ולכן המסקנה היא
שהעבודה תלוייה בעוצמת הכוח ובמרחק התנועה.
ככל שהכוח ומרחק התנועה יותר גדולים כך העבודה שתתבצע תהיה יותר גדולה ,וכך
גם גלגול האנרגיה שיתרחש יהיה יותר גדול.
וכעת לנוסחת חישוב העבודה הפיזיקאלית:
מרחק תנועה במטריםXכוח שמופעל בניוטון= ג'ול
(ג'ול הינו יחידת אנרגייה שמשותפת לכל סוגי האנרגיה)
דוגמא לחישוב :אדם מפעיל כוח של 5ניוטון על עגלה למרחק של שני מטר.
נעשתה עבודה של 5ניוטון2Xמטר= 10ג'ול
כלומר על העגלה נעשתה עבודה של 10ג'ול שגרמה לגלגול אנרגיה כימית
לאנרגיית תנועה וגם לאנרגיית חום עקב חיכוך של הגלגלים.
חקר גלגולי אנרגיה עקב עבודה
בעזרת תרשים כוחות.
כוח
החיכוך
N 20
הכוח
הדחיפה
עגלה
N100
ראינו שסוגם של גלגולי
האנרגיה שמתרחשים עקב
עבודה ,תלויים בכוחות
שעושים את העבודה.
ולכן עלינו לערוך תרשים
כוחות שבעזרתו נוכל לחשב
את גלגולי האנרגיה
שהתרחשו.
לפנינו תרשים כוחות מתאים
לארוע(.מסומנים רק כוחות
שעושים עבודה)
נתוח העבודה וגלגולי האנרגיה
שנוצרים ע"י איש שדוחף ארון
בתרשים הכוחות שצמוד לציור יש להתייחס רק
לכוחות שעושים עבודה -לכוח החיכוך שפועל
בניגוד לכיוון התנועה ,ולכוח שהאדם דוחף
בכיוון התנועה.
מרחק תנועה של 20מטר
שלבי חישוב העבודה וגלגולי האנרגיה
שמתרחשים עקב דחיפת הארון.
נתון :האיש מפעיל כוח של N 3000בכיוון
התנועה( .חץ חום בתרשים הקודם)
החיכוך עם הרצפה מפעיל כוח של N 500
בניגוד לכיוון התנועה( .חץ אדום)
שלבי החישוב:
א .חישוב הכוח השקול
( N2500=N3000-N 500מסומן בחץ ירוק)
ב .עבודת הכוח השקול גורמת לשינוי באנרגיית התנועה:
20 X N2500מטר = 50000ג'ול.
ג .העבודה של כוחות שפועלים בניגוד לכיוון התנועה יוצרים גלגולי אנרגיה נוספים .במקרה שלנו עבודת כוח החיכוך יוצרת א' חום:
X N 500מטר10000=20ג'ול.
ד .חישוב העבודה שנעשתה בכיוון התנועה:
20 XN3000מטר= 60000ג'ול.
מסקנה מהחישוב :העבודה שנעשתה בכיוון התנועה גרמה ליצירת גלגולי אנרגיה כך
שסך גלגולי האנרגייה שנוצרו שוות לעבודה שנעשתה בכיוון התנועה.
(60000=50000+10000ג'ול)
תאור גלגולי האנרגיה :אנרגיית כימית שבגוף האדם התגלגלה לאנרגיית חום ותנועה.
תאור גרפי של העבודה ושל גלגולי האנרגיה
שנוצרו
מהגרף ניתן לראות ש:
.1עבודת הכוח השקול
) (Netשווה לאנרגייה
קינטית( .א' תנועה)
.2עבודת כוח החיכוך
) )frictionשווה
לאנרגיית החום.
.3עבודת הכוח שפועל
בכיוון התנועה שווה
לסכום של שתי
האנרגיות שנוצרו-
אנרגיית חום ואנרגיה
וקינטית.
סכום הכללים לחקר גלגולי
האנרגיה.
א .עורכים תרשים כוחות שעושים עבודה.
מחשבים את הכוח השקול.
מחשבים את השינוי באנרגיית התנועה
עבודת הכוח השקול Xמרחק התנועה במטרים.
מחשבים את האנרגיה שנוצרת עקב עבודת כוחות שפועלים
בניגוד לכיוון התנועה.
למשל עבודת כוח החיכוךXהמרחק= א' חום
מחשבים את עבודת הכוח שפועל עם כיוון התנועה.
משווים בין סך האנרגיות שנוצרו לבין עבודת הכוח שפועל עם
כיוון התנועה.
מסקנה:העבודה שנעשתה בכיוון התנועה גרמה לגלגולי
אנרגיה.סך סוגי האנרגיות שנוצרו שווים לעבודה בכיוון התנועה