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 כימיתלאנרגיית 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 מסוייםתגרום לגלגולי האנרגיה.

למשל בכדי שהאנרגיה הכימית תהפוך לאנרגייתתנועה של מברשת השיניים, יש להפעיל כוח על

המברשת לאורך השיניים וכך נוצרת אנרגיית .תנועה

או למשל הפעלת כוח על איש הרומנטי בזמןהעלייה 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 המסקנההיא 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:כוח שמופעל בניוטון= ג'ולXמרחק תנועה במטרים

)ג'ול הינו יחידת אנרגייה שמשותפת לכל סוגי האנרגיה(

ניוטון על עגלה למרחק של שני מטר.5דוגמא לחישוב: אדם מפעיל כוח של ג'ול 10מטר=X2 ניוטון5נעשתה עבודה של

ג'ול שגרמה לגלגול אנרגיה כימית 10כלומר על העגלה נעשתה עבודה של לאנרגיית תנועה וגם לאנרגיית חום עקב חיכוך של הגלגלים.

חקר גלגולי אנרגיה עקב עבודה בעזרת תרשים כוחות.

ראינו שסוגם של גלגוליהאנרגיה שמתרחשים עקב

עבודה, תלויים בכוחות שעושים את העבודה.

ולכן עלינו לערוך תרשיםכוחות שבעזרתו נוכל

לחשב את גלגולי האנרגיה שהתרחשו.

לפנינו תרשים כוחותמתאים לארוע.)מסומנים

רק כוחות שעושים עבודה(

עגלה

כוח החיכוך

הכוח הדחיפה

20 N100N

נתוח העבודה וגלגולי האנרגיה שנוצרים ע"י איש שדוחף ארון

בתרשים הכוחות שצמוד לציור יש להתייחסרק לכוחות שעושים עבודה- לכוח החיכוך

שפועל בניגוד לכיוון התנועה, ולכוח שהאדם .דוחף בכיוון התנועה

20מרחק תנועה של מטר

שלבי חישוב העבודה וגלגולי האנרגיה שמתרחשים עקב דחיפת הארון.

3000נתון: האיש מפעיל כוח של N בכיוון בתרשים הקודם( חום התנועה. )חץ

N 500 החיכוך עם הרצפה מפעיל כוח של ( אדום בניגוד לכיוון התנועה. )חץ

שלבי החישוב:א. חישוב הכוח השקול

500 N-3000N=2500N)מסומן בחץ ירוק( ב. עבודת הכוח השקול גורמת לשינוי באנרגיית התנועה:

2500N X 20 = ג'ול.50000 מטר ג. העבודה של כוחות שפועלים בניגוד לכיוון התנועה יוצרים גלגולי אנרגיה נוספים. במקרה שלנו עבודת כוח החיכוך יוצרת א'

חום: 500N Xג'ול.10000=20 מטר

ד. חישוב העבודה שנעשתה בכיוון התנועה:300020 XN =ג'ול.60000 מטר

מסקנה מהחישוב: העבודה שנעשתה בכיוון התנועה גרמה ליצירת גלגולי אנרגיה כך

שסך גלגולי האנרגייה שנוצרו שוות לעבודה שנעשתה בכיוון התנועה.

ג'ול(60000=50000+10000 )תאור גלגולי האנרגיה: אנרגיית כימית שבגוף האדם התגלגלה לאנרגיית חום

ותנועה.

תאור גרפי של העבודה ושל גלגולי האנרגיה שנוצרו

מהגרף ניתן לראות ש: .עבודת הכוח השקול 1(Net שווה לאנרגייה )

קינטית. )א' תנועה(

. עבודת כוח החיכוך 2friction שווה ))

לאנרגיית החום.. עבודת הכוח שפועל 3

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 השקולמחשבים את השינוי באנרגיית התנועה

מרחק התנועה במטרים.Xעבודת הכוח השקול מחשבים את האנרגיה שנוצרת עקב עבודת כוחות

שפועלים בניגוד לכיוון התנועה. המרחק= א' חוםXלמשל עבודת כוח החיכוך

.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