Η Φυσική στη B΄ Γυμνασίου.

Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ 9.

Τι πρέπει να συμβαίνει για να λέμε ότι

ένα σώμα έχει

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ;

πρέπει

να

ΚΙΝΕΙΤΑΙ

Και πόση είναι

η κινητική του ενέργεια ;

η τιμή της εξαρτάται

από τη ΜΑΖΑ του σώματος

και από το

« ΠΟΣΟ ΓΡΗΓΟΡΑ » κινείται

Αν το κινούμενο σώμα είναι ΥΛΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ ή ΣΩΜΑ ΣΕ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ είναι

τι πρέπει

να συμβαίνει

για να λέμε ότι

ένα σώμα έχει ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ;

πρέπει

να ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑ

με τη Γη

Μα όλα τα σώματα από το μήλο του Νεύτωνα

μέχρι το σκουλαρίκι μου αλληλεπιδρούν με τη Γη .

Υπάρχει κανένα σώμα χωρίς βάρος ;

Αν μπορούσες να φανταστείς

ένα πολύ μακρινό ταξίδι στο διάστημα

ίσως δεν θα με ρωτούσες . . ωστόσο

Κάθε σώμα στο οποίο η Γη ασκεί δύναμη βάρος ,

ΕΧΕΙ βαρυτική δυναμική ενέργεια η οποία αυξάνεται όταν «ανεβαίνει»

και ελαττώνεται όταν « κατεβαίνει » .

και πόση είναι

η δυναμική ενέργεια

ενός σώματος ;

όση η ΕΝΕΡΓΕΙΑ

που χρειάζεται

να του ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΟΥΜΕ για να ανέβει

όσο το ΕΡΓΟ της δύναμης

την οποία πρέπει να του ασκήσουμε ώστε να ανέβει

Ακριβώς . . « δύναμη επί μετατόπιση »

Και επειδή - για να ανεβαίνει με σταθερή ταχύτητα -

η δύναμη που πρέπει να του ασκούμε είναι ίση με το βάρος του,

μπορούμε να πούμε ότι

Ένα σώμα που βρίσκεται σε ύψος h έχει περισσότερη δυναμική ενέργεια

από όση θα είχε στο έδαφος κατά το γινόμενο βάρος επί ύψος

Ένα υλικό σημείο μάζας m έχει δυναμική ενέργεια U

ως προς το έδαφος

Γιατί λετε

ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟ ΕΔΑΦΟΣ ;

Δεν θα μπορούσαμε

να θεωρήσουμε τη δυναμική ενέργεια

ως προς οποιαδήποτε επιφάνεια ;

θα μπορούσαμε αρκεί

η επιφάνεια αυτή

να είναι οριζόντια

Τελικά νομίζω ότι κατάλαβα . Κάθε κινούμενο σώμα

έχει κινητική ενέργεια

ενώ ένα ακίνητο σώμα έχει

δυναμική ενέργεια

ΟΧΙ . . ΟΧΙ . . ΟΧΙ

ενώ για την κινητική ενέργεια έχεις δίκιο,

για τη δυναμική δεν έχεις καταλάβει τίποτα

η δυναμική ενέργεια

ΔΕΝ έχει σχέση με την ΚΙΝΗΣΗ .

Είναι μορφή ενέργειας

που περιγράφει

την ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ του σώματος με τη Γη

το οποιοδήποτε σώμα στο πεδίο βαρύτητας

έχει δυναμική ενέργεια εφόσον βρίσκεται σε ορισμένη θέση

ΕΙΤΕ ΚΙΝΕΙΤΑΙ ΕΙΤΕ ΔΕΝ ΚΙΝΕΙΤΑΙ

Aν εκτοξεύσουμε μια πέτρα κατακόρυφα προς τα πάνω

η - ως προς το έδαφος – δυναμική της ενέργεια συνεχώς ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ

Τι συμβαίνει με το ΑΘΡΟΙΣΜΑ

κινητικής και δυναμικής ενέργειας ;

Τι συμβαίνει με το ΑΘΡΟΙΣΜΑ

κινητικής και δυναμικής ενέργειας ;

Aν αγνοήσουμε

την αντίσταση του αέρα και την τριβή

Κατά την εξέλιξη ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ όπως

η αιώρηση του εκκρεμούς,

η ελεύθερη πτώση,

η κίνηση που ακολουθεί μία βολή στο πεδίο βαρύτητας,

η κίνηση σε κεκλιμένο επίπεδο

Κι αν ΔΕΝ αγνοήσουμε

την τριβή

και την αντίσταση

του αέρα ;

το ΑΘΡΟΙΣΜΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ

και ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

θα μειώνεται

και συγχρόνως θα συμβαίνει κάτι

πολύ γνωστό από την εμπειρία

το σώμα θα ζεσταίνεται . . .

θα αυξάνεται η θερμοκρασία του

Οι φυσικοί του 19ου αιώνα ,

το ζέσταμα αυτό του σώματος

το είδαν ως ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ,

την οποία χαρακτηρίζουμε

ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.

Είναι αυτό

που λέμε

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ;

ΟΧΙ. Στη γλώσσα της Φυσικής άλλο

ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

( thermal energy, energie thermique, energia termica )

και άλλο ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

( heat, chaleur, calore )

ενώ η ( εσωτερική )ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ είναι

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ η οποία αυξάνεται

όταν το αυξάνεται η θερμοκρασία του

Το 1845 ο James Prescot Joule - Τζέημς Πρέσκοτ Τζάουλ -

απέδειξε πειραματικά ότι

κάθε φορά που «πεθαίνει» μια μονάδα μηχανικής ενέργειας

«γεννιέται» η ίδια πάντα ποσότητα θερμικής ενέργειας

και συνέβαλε στο να εδραιωθεί μια καινούρια ιδέα

σύμφωνα με την οποία

Κατά την κίνηση ενός σώματος

το άθροισμα κινητικής και δυναμικής ενέργειας του σώματος

συνηθίζεται να λέγεται και «μηχανική» ενέργεια

Εφόσον εμφανίζεται τριβή, ή αντίσταση του αέρα και

η μηχανική ενέργεια ελαττώνεται,

λόγου χάρη κατά 5 τζάουλ, προκαλείται

αύξηση της θερμικής ενέργειας

κατά 5 τζάουλ ακριβώς

Λέμε τότε ότι η μηχανική ενέργεια

ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΤΑΙ σε θερμική ενέργεια

και συγχρόνως Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΙΑΤΗΡΕΙΤΑΙ

Τον 19ο αιώνα η έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ αρχικά

ως ΚΙΝΗΤΙΚΗ ενέργεια

- που περιγράφει την Κίνηση –

και ΔΥΝΑΜΙΚΗ ενέργεια

-που περιγράφει την Αλληλεπίδραση –

κατάφερε να ενοποιήσει κάτω από το σκήπτρο της εκδηλώσεις της ύλης όπως

ο ηλεκτρισμός, το φως, ο ήχος,

η «δύναμη» που κρύβεται σε ένα ζεστό σώμα ,

η «δύναμη» που κρύβεται μέσα στις τροφές και στα καύσιμα

και - κατά τον 20ο αιώνα - η «δύναμη» που απελευθερώνεται

στις πυρηνικές αντιδράσεις

με συνέπεια να οικοδομηθούν και οι αντίστοιχες έννοιες

Το ΦΩΣ πέφτει στην επιφάνεια φωτοβολταϊκού στοιχείου

και δημιουργεί δυνατότητα για ηλεκτρικό ρεύμα .

Στη γλώσσα της ενέργειας λέμε:

Μεταβιβάζει ενέργεια η οποία μετατρέπεται σε ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ.

Ο ΗΛΙΟΣ είναι κάτι σαν μητέρα μας και πατέρας μας μαζί.

Η ζωή πάνω στον πλανήτη προέρχεται από την

ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ του ήλιου αλλά και διατηρείται χάρη σε αυτήν .

Ένα ελάχιστο ποσοστό από την ηλιακή ακτινοβολία φθάνει στη Γη.

Τα φυτά κρατούν το ένα περίπου εκατοστό από τη «σταγόνα» αυτή

της ενέργειας και τη χρησιμοποιούν για να παίξουν τον ρόλο τους στο παιχνίδι της ζωής.

Η ενέργεια του ήλιου με τη μεσολάβηση των φυτικών και των ζωικών κυττάρων «γίνεται ΖΩΗ» .

Στη γλώσσα της ενέργειας, η ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπεται

σε χημική ενέργεια η οποία στη συνέχεια μπορεί και απελευθερώνεται επιτρέποντας

στο κύτταρο να αναπτύσσεται, στις ροδακινιές να κάνουν ροδάκινα ,

στις γάτες να νιαουρίζουν και στους ανθρώπους να «εργάζονται» .