Week 14 · Axis 2, Unit 2 Motion, Concept 2.3 Energy and Collisions (B) and Unit Project “Vehicle Safety” · 3 lessons
2
أين تذهب الطاقة؟
Discovery Education Science P4: Term 1, Unit 2, pp. 172–188
الهدفأشرح أن الطاقة تنتقل من جسم إلى آخر في التصادم ولا تفنى، مستعينًا بصف من الكرات المعلقة.
كلمات جديدة
حفظ الطاقة · الطاقة لا تُخلق ولا تفنى؛ إنها فقط تغيّر صورتها أو تنتقلبندول نيوتن · صف من الكرات المعلقة تنقل الطاقة على طول الصفالاحتكاك · قوة تبطئ الأجسام المتحركة حيث تحتك الأسطح
الشرح
بندول نيوتن صف من الكرات المتماثلة المعلقة جنبًا إلى جنب. ارفع كرة من الطرف ثم اتركها. تتأرجح إلى أسفل وتصطدم بالصف. الكرات في الوسط تكاد لا تتحرك، لكن الكرة عند الطرف الآخر تتأرجح إلى أعلى تقريبًا بالارتفاع نفسه. فقد انتقلت طاقة الحركة من كرة إلى كرة على طول الصف. وإذا رفعت كرتين تتأرجح كرتان من الجانب الآخر. وتسمع أيضًا طقطقة: فجزء من الطاقة يخرج على شكل صوت. وجزء يخرج على شكل قدر ضئيل من الحرارة، وجزء يُستخدم ضد الاحتكاك حيث تتحرك الخيوط. ولهذا يهدأ التأرجح تدريجيًّا. الطاقة لم تفنَ. لقد انتقلت إلى الهواء وإلى الأجزاء الأخرى. الطاقة محفوظة: المجموع قبل التصادم يساوي المجموع بعده.
أمثلة محلولة
كرة واحدة مرفوعة ومتروكة→طقطقة: تنتقل الطاقة على الصف→كرة واحدة تتأرجح للخارج
ترفع مريم كرة واحدة من بندول نيوتن وتتركها. بعد الطقطقة تتأرجح كرة واحدة عند الطرف الآخر. انتقلت طاقة الكرة الأولى على طول الصف.
البند
الطاقة
الكرة المتحركة (قبل)
١٠ وحدات
الكرة البعيدة (بعد)
٨ وحدات
الصوت
وحدة
الحرارة
وحدة
يعدّ عمر الطاقة بوحدات من اختراعه. قبل التصادم تملك الكرة المتحركة ١٠ وحدات. بعد التصادم: الكرة البعيدة ٨ وحدات، ويأخذ الصوت وحدة واحدة وتأخذ الحرارة وحدة واحدة. ٨ + ١ + ١ = ١٠. المجموع نفسه، فلا تضيع طاقة.
تنزلق قطعة نقود على طاولة وتصطدم بصف من القطع. تنزلق القطعة الأخيرة بعيدًا وتبقى الأخرى. تسمع طقطقة. انتقلت طاقة حركة القطعة، وتحول جزء منها إلى صوت.
نشاط الفصل
صف النقود. ضع أربع قطع نقود في صف مستقيم متلاصقة على طاولة ملساء. يدفع شخص كبير قطعة خامسة برفق على امتداد الخط لتصطدم بالصف. راقب أي قطعة تتحرك. جرّب بقطعتين تنزلقان معًا. استمع إلى الطقطقة. اكتب ما رأيته وما حدث للطاقة. أبعد النقود عن الفم.
تدرّب
1
في بندول نيوتن تُرفع كرة واحدة وتُترك. كم كرة تتأرجح عند الطرف الآخر؟
كرة واحدة.
2
لماذا نسمع طقطقة عندما تتصادم الكرات؟
يتحول جزء من طاقة الحركة إلى طاقة صوت.
3
قبل التصادم لدى كرة ١٢ وحدة من الطاقة. بعده: الكرة الأخرى ٩ وحدات والصوت وحدتان. كم وحدة ذهبت إلى الحرارة؟
١٢ − ٩ − ٢ = وحدة واحدة.
4
هل تفنى الطاقة عندما تتوقف الكرات المتأرجحة تدريجيًّا؟
لا. لقد انتقلت إلى الهواء وإلى الأجزاء الأخرى على شكل حرارة وصوت.