אי אפשר ליצור או להרוס אנרגיה, ותפיסה זו ידועה כשמירה על אנרגיה. בגלל זה יש ביקום כמות סופית של אנרגיה המועברת מצורה אחת לאחרת. בתחילת המאה ה -20, איינשטיין העלה את הרעיון כי אנרגיה ומסה הניתנות להחלפה, מה שהוביל למשוואה המפורסמת ביותר במדע: E = mc 2 . הפעילויות בתכנית שיעור זו בוחנות צורות שונות של אנרגיה והעברות אנרגיה באמצעות יצירת עזרים חזותיים.
פעילויות סטודנטים עבור מבוא לאנרגיה
רקע המורה לאנרגיה
הפיזיקאי האנגלי ג'יימס פרסקוט ז'ול ביצע מספר ניסויים שבדקו את שוויון החום והאנרגיה המכנית (סכום הפוטנציאל והאנרגיה הקינטית). הוא מצא כי ניתן להעלות את טמפרטורת המים באמצעות אנרגיה מכנית. זה הוביל לגילוי חוק שימור האנרגיה, הקובע כי סך האנרגיה במערכת סגורה היא קבועה, כלומר לא ניתן ליצור או להשמיד אנרגיה .
לדוגמה, נורה מעבירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור. גם נורות מתחממות מאוד, כך שלא כל האנרגיה החשמלית מומרת לאנרגיית אור. חלקו מועבר לאנרגיית חום. אנו קוראים לזה אנרגיה מבוזבזת חום ואנרגיית האור אנרגיה מועילה . נורות מודרניות יעילות יותר מכפי שהנורות היו לפני 50 שנה. המשמעות היא שגם עם אותה כמות של אנרגיה חשמלית, יותר מועברים לאנרגיית אור ופחות לאנרגיית חום. מהנדסים עובדים קשה כדי להגביר את היעילות של רבים מהאובייקטים בבתים שלנו, ולכן אנו משתמשים בפחות אנרגיה חשמלית. חלק ממאמץ זה הוא לסייע בהפחתת העומס על משאבי האנרגיה. עם זאת, עלינו לחפש משאבי אנרגיה חדשים, שכן שיטות ישנות לשריפת דלקים מאובנים מגבירות את אפקט החממה והביאו להתחממות כדור הארץ.
סוגי אנרגיה
אנרגיה קינטית
אנרגיה קינטית ידועה גם בשם אנרגיית תנועה. צורה זו של אנרגיה ניתן למצוא בכל דבר שזז, כמו מכונית בכביש מהיר או חגב קופץ. המשוואה לאנרגיה קינטית היא KE = ½mv 2 . זה מסמל שכמות האנרגיה הקינטית תלויה בשני גורמים: מהירות ומסה. אם נגדיל את שני אלה, האנרגיה הקינטית תגדל.
אנרגיית הקול
אנרגיית הקול נמצאת בכל דבר שרוטט. אם הרטט נע בין 20 הרץ ל 20,000 הרץ, אז אומרים שהם נמצאים בטווח הקריא ובני האדם יכולים לשמוע אותם. לצלילים רמים יותר ( גלי קול עם אמפליטודות גדולות יותר) יש יותר אנרגיה.
אנרגיית תרמית
אנרגיה תרמית ידועה גם בשם אנרגיית חום. לספל קפה חם יש אנרגיה תרמית. עם הזמן אנרגיה תרמית זו מתפזרת לסביבה עם התקררות הקפה. כמות האנרגיה התרמית קשורה לטמפרטורה של חפץ.
אנרגיה כימית
אנרגיה כימית היא אנרגיה האגורה בקשרים הכימיים בין מולקולות לאטומים. אנרגיה זו ניתנת לשחרור במהלך תגובה כימית כאנרגיה של צליל, חום, אור או קינטית. דוגמה למשהו שיש בו אנרגיה כימית הוא מזון או סוללה.
אנרגיה חשמלית
אנרגיה חשמלית ניתן למצוא במטענים נעים או סטטיים. ניתן להעביר אנרגיה חשמלית לסוגים רבים של אנרגיה. באמצעות טלוויזיה, אנרגיה חשמלית מועברת לאנרגיית אור, צליל וחום.
אנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה
אנרגיה פוטנציאלית כבידתית היא אנרגיה מאוחסנת בכל דבר שיש לו גובה מעל הקרקע. לכדור בראש המגדל יש אנרגיה פוטנציאלית כבידתית. עם נפילתה, האנרגיה הפוטנציאלית הכבידה מועברת לאנרגיה קינטית. כמות האנרגיה הפוטנציאלית של הכבידה תלויה במסת העצם, בגובהו ובחוזק שדה הכבידה.
אנרגיית אור
אנרגיית האור ידועה גם כאנרגיה קורנת. הוא נמצא בכל חלקי הספקטרום האלקטרומגנטי.
אנרגיה אלסטית פוטנציאלית
אנרגיה פוטנציאלית אלסטית מאוחסנת בדברים מעוכים או מתוחים, כמו קפיצים וגומיות. כמות האנרגיה המאוחסנת תלויה עד כמה האובייקט דחוס או מתוח, וכמה החומר הנוקשה ממנו עשוי האובייקט.
אנרגיה גרעינית
אנרגיה גרעינית מאוחסנת בגרעיני האטומים. זה משתחרר במהלך תגובות גרעיניות כמו היתוך ו ביקוע. דוגמאות לכך ניתן למצוא בכורים גרעיניים ובפצצות אטום.
אנרגיה מגנטית
אנרגיה מגנטית היא אנרגיה הקשורה למגנטים או אלקטרומגנטים. רכבות מגלב משתמשות באנרגיה מגנטית בכדי להעלות רכבות מהקרקע.
איך לעשות על מבוא לאנרגיה
הפכו העברות אנרגיה לבלתי נשכחות עם ניסויים מעשיים בכיתה
העס את התלמידים עם ניסוי פשוט באמצעות פנדולום, כדור קופץ או משגר גומי כדי להראות העברות אנרגיה בעולם האמיתי. תן לתלמידים לתעד תצפיות ולחבר פעולות לסוגי האנרגיה.
הכן חומרים לקונפיגורציה וקילוף קל
אסוף חפצים יומיומיים כמו כדורים, גומיות, סרגלים ושעוני עצר. ארגן את החומרים בקופסאות מסומנות להפצה מהירה וכתוב הוראות ברורות לצמצום בלגן.
הנחות את התלמידים לזהות ולסמן העברות אנרגיה
הנחה את התלמידים לצפות בכל שלב של הניסוי ולכתוב איזה סוג של אנרגיה קיימת (תנועתית, פוטנציאלית, קול, וכו'). עודד שימוש בדיאגרמות או בסיפורי תצלומים ללומדים ויזואליים.
הנחות דיון קבוצתי לחיבור הממצאים לחיים היומיים
הוביל שיחה מהירה בכיתה על איך מתרחשות העברות אנרגיה באובייקטים שהם משתמשים בהם כל יום, כמו אופניים, טלפונים או מכשירי מטבח. שאל שאלות מנחות וחגוג את הרעיונות של התלמידים!
הרחב את הלמידה עם פעילות רפלקציה יצירתית
אתגר את התלמידים לצייר קומיק או סיפור באנימציה המראה העברת אנרגיה יומיומית בבית או בבית הספר. הציג את עבודתם לחיזוק מושגים ולבניית קהילת הכיתה.
שאלות נפוצות על מבוא לאנרגיה
מהי חוקי שימור האנרגיה במונחים פשוטים?
חוק שימור האנרגיה קובע שהאנרגיה לא יכולה להיווצר או להיהרס; היא יכולה רק להשתנות מצורה אחת לאחרת. משמעות הדבר היא שהאנרגיה הכוללת במערכת סגורה תמיד נשארת קבועה.
איך אני מלמד סוגים שונים של אנרגיה לתלמידי יסודי?
אתה יכול להשתמש בעזרי המחשה ויזואליים, בפעילויות מעשיות ובדוגמאות מהחיים—כגון כדורים קופצים, נורות או רצועות גומי—כדי לעזור לתלמידים להבין אנרגיה קינטית, חום, כימית וסוגים אחרים. ניסויים פשוטים וסיפורי סיפורים מבהירים ומשתלבים בלמידה.
מהן כמה פעילויות מהירות בכיתה להדגמת העברת אנרגיה?
נסה פעילויות כמו שחרור כדור מגובה (אנרגיה כבידתית לאנרגיה קינטית), שימוש בפנס (אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור) או מתיחת רצועת גומי (אנרגיה פוטנציאלית אלסטית לאנרגיה קינטית). שיעורים מעשיים אלה עוזרים לתלמידים להמחיש את העברת האנרגיה בפועל.
מדוע יעילות אנרגטית חשובה במוצרים יומיומיים?
יעילות אנרגטית מפחיתה בזבוז אנרגיה וחוסכת משאבים. מכשירים יעילים—כגון נורות מודרניות—הופכים יותר אנרגיה וקלט לצורה שימושית, כמו אור, עם פחות אובדן חום. זה מסייע להפחית עלויות ולהקטין את ההשפעה הסביבתית.
מה ההבדל בין אנרגיה שימושית לאנרגיה מבוזבזת?
אנרגיה שימושית היא האנרגיה שמבצעת את המשימה המיועדת (למשל, אור מנורה), בעוד שאנרגיה מבוזבזת היא אנרגיה שנאבדת לסביבה, לעיתים קרובות כחום או קול. שיפור היעילות של מכשיר מגדיל את הפלט של אנרגיה שימושית.
- 2006/08/12 • saotin • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- batteries • scalespeeder • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Boiling Water • Skakerman • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Broken shock absorber • sridgway • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Bungee • FtCarsonPAO • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Burn • Hellcanwait • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Cranes • fdecomite • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Dynamo de Gramme • zigazou76 • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Engine • rgallant_photography • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Fisheye Times Square • m01229 • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Food • Nite Dan - Enjoypixel • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Fridge Magnets • sarnil • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- gas • Milosz1 • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Gas. • ianmunroe • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Global NDC Conference 2017, Berlin • ledsgp • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Gravity • W Mustafeez • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- headphones • oliver.dodd • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Heater • Felipe Skroski • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Kurniawan Counterfeit--16.jpg • U.S. Marshals Service • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Lightning • snowpeak • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Lights • nghiemvo • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Maglev! • Jason Riedy • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Magnet • Sean MacEntee • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- mr heater • jasonwoodhead23 • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- music trio • limaoscarjuliet • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Nuclear Explosion Fantasy • Maxwell Hamilton • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Panasonic SL-M710 loudspeakers • robinsonsmay • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Pylon • zimpenfish • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- rocket • Palomidez • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- run • brettlohmeyer • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- singer • petercastleton • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Skydiving • flawedartist • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Skydiving! • Greg Palmer • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Solar system (MARTINA TROIANI) • Hubble Space Telescope / ESA • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Space Shuttle Program • San Diego Air & Space Museum Archives • רישיון No known copyright restrictions (http://flickr.com/commons/usage/)
- Speed • ottoshi • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Speed of light .. • Ү • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Speeding • siddhu2020 • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Stars • tonynetone • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Sun • Darren Foreman • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- symmetry • mikemcsharry • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- The Powerslide • changeable focus • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- train • Yuya Tamai • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- TVA nuclear plant • Tennessee Valley Authority • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
© 2025 - Clever Prototypes, LLC - כל הזכויות שמורות.
StoryboardThat הוא סימן מסחרי של Clever Prototypes , LLC , ורשום במשרד הפטנטים והסימנים המסחריים בארה"ב