الطاقة(مرحلة متوسطة)

الطاقة الكامنة

 مفهوم الطاقة: كيف نعرف أن أحد الأشخاص يملك طاقة؟  الجواب بسيط  :عندما يستطيع الشخص رفع ثقل معين لارتفاع معين
أي يبذل الشخص عملا للتغلب على عمل الثقل, نقول:
ا ن الشخص يملك طاقة أي أن الطاقة مرتبطة بامكانية القيام بعمل
 ترى اذا كان بإمكان جسم انتاج عمل هل يملك الجسم  طاقة كامنة؟
عندما نضرب مسمارا بالمطرقة نبذل عملا ,وينتج هذا العمل من الطاقة المختزنة في طعامنا وبالتالي يعتبر جسم الإنسان آلة  تحول الطاقة الى عمل 

أمثلة على الطاقة الكامنة

 مثال أول: الطاقة الكامنة الثقالية
عندما نرفع جسما للأعلى نصف عليه عملا (للتغلب على قوة ثقله),ويختزن الجسم بعد رفعه طاقة كامنة ويتخذ وضعا خاصا.
كيف نعرف أن الجسم على الإرتفاع السابق يملك طاقة ؟ نترك الجسم يسقط فوق وتد على الرمل , نلاحظ أن الوتد ينغرز في الرمل , أي أن الجسم قادر على انجاز عمل عنما نترك له حرية التأثير (تركناه يهبط)
أي أن الجسم قبل سقوطه كان يملك طاقة كامنة ( مختزنة في الجسم ولاتظهر الا إذا تركنا له حرية التأثير) ونسمي هذه الطاقة طاقة كامنة ثقالية.
علل مايلي : ماسبب تسميتنا للطاقة الكامنة السابقة بالطاقة الكامنة الثقالية ؟ 
الجواب : لأنها طاقة ناتجة عن عمل القوة التي قامت برفع الجسم للتغلب على قوة ثقل الجسم

العوامل التي تتوقف عليها الطاقة الكامنة الثقالية

تتوقف الطاقة الكامنة الثقالية على عاملين:
شدة ثقل الجسم ت
ارتفاع الجسم عن سوية معينة ع (عن سطح الأرض مثلا) 
مثال ثاني
نضغط نابض   أمامه جسم فنصرف على الجسم عملا ,ويختزن الجسم طاقة كامنة لأنه لو تركنا للجسم والنابض حرية التأثير يتحرك الجسم وينجز الجسم عملا 

الطاقة الحركية

راقب هذه المطرقة :واستنتج متى يمكن للمطرقة ادخال المسمار هل في حالة سكونها أم بحالة حركتها
المطرقة الساكنة لاتستطيع إدخال المسمار (لاتنتج عملا).
أما المطرقة المتحركة بسرعة فتستطسع إدخال المسمار(تنتج عملا).
النتيجة : المطرقة المتحركة قادرة على إنجاز عمل فهي تملك طاقة حركية
الهواء المتحرك (الرياح) قادر على تحريك السفينة ,أي أنه قادر على انجاز عمل أي أنه يملك طاقة حركية
العوامل التي تتوقف عليها الطاقة الحركية:
تتوقف الطاقة الحركية على عاملين اثنين وتزداد بازديادهما
اولا: سرعة الجسم المتحرك  (سر)
ثانيا:كتلة الجسم المتحرك  (ك)
تحول الطاقة الكامنة الى حركية
مثال عددي على تحول الطاقة الكامنة الثقالية الى حركية 
النتيجة : تحولت الطاقة الكامنة الثقالية تدريجيا الى طاقة حركية

الطاقة الميكانيكية ومصونيتها

لاحظنا سبقا :أنه عند هبوط جسم للأسفل تنقص الطاقة الكامنة الثقالية وتزيد الطاقة الحركية , وأن مقدار نقصان طك يساوي مقدار زيادة طح . وبالعكس عندما نقذف جسما بشكل شاقولي للأعلى تنقص طح وتزيد طك.
النتيجة :يمكن أن تتحول الطاقة الكامنة الى طاقة حركية وبالعكس يمكن أن تتحول الطاقة الحركية الى طاقة كامنة

مبدأمصونية الطاقة

الطاقة لا تفنى ولا تخلق من العدم بل تتحول من شكل الى آخر دون زيادة أو نقصان

أشكال أخرى من الطاقة

الطاقة الحرارية وتحولاتها

راقب التجارب التالية:
ترى من أين نستمد الطاقة الحرارية اللازمة للتحولات السابقة؟
في الصورة التالية تظهر بعض مصادر الطاقة الحرارية المألوفة لديك

تذكرة بأهم مصادر الطاقة الحرارية في الطبيعة

أهم مصادر الطاقة الحرارية في الطبيعة هي:الشمس, الفحم , النفط ,الغاز الطبيعي ,الكهرباء ,بعض التفاعلات الكيميائية , الإحتكاك أثناء الحركة 

تحولات الطاقة الحرارية

يمكن أن تتحول الطاقة الحرارية الى طاقة حركية ثم طاقة كهربائية كما في المحطات الحرارية.
كما يمكن أن تتحول الطاقة الحرارية الى طاقة حركية كما في الآلات البخارية . ونرى في الصورة التالية نموذج مبسط لالة بخارية

الطاقة الكهربائية وتحولاتها

لاحظ الأجهزة التالية التي تعمل على الكهرباء,ولاحظ تحول الطاقة الكهربائية فيها الى أشكال أخرى من الطاقة
وبالعكس يمكن أن يتحول أحد أشكال الطاقة السابقة الى طاقة كهربائية, كما في الأجهزة التالية:

الطاقة الكيميائية وتحولاتها

تتحول الطاقة الكامنة الكيميائية في بيل لوكلانشيه الرطب الى طاقة كهربائية عند استعمال البيل

سؤال: ماهي تحولات الطاقة التي تتم في جسم كلب متحرك