طرح درس اول دبیرستان (فصل 1)

این بخش را مطابق کتاب پیش ببرید. فقط از مثال های آن غافل نشوید!

داستان کتاب برای پول احمد، داستان مناسبی برای بیان مفهوم بقای انرژی است، فقط باید آن را کامل تر کنید. در این داستان، جا به جایی و انتقال انرژی به خوبی بیان شده است، اما مسأله ی تبدیل انرژی از صورتی به صورت دیگر در آن دیده نمی شود. داستان را به صورت زیر ادامه دهید: احمد می‌خواهد به چند کشور همسایه سفر کند. اما پول ایران را نمی تواند در هیچ کدام از این کشورها خرج کند. (چون واحد پول آن‌ها با واحد پول ایران فرق دارد) به همین دلیل به یک صرافی می‌رود و پول ایرانی خود را با پول کشور های همسایه تعویض می‌کند. اما ارزش پول های جدید معادل ارزش پول های ایرانی اوست. (یعنی اگر در ابتدا می‌توانست با همه ی پول ایرانی خود یک شمش طلا و 5 بشکه نفت بخرد، هنوز هم می تواند با دادن همه ی پول های جدید خود همان مقدار طلا و نفت را بخرد). می‌دانید که صراف مقداری از پول را به عنوان دستمزد می‌گیرد. در واقع پول جدید احمد کم تر از پول اولیه است. این اتفاق در تبدیل انرژی از صورتی به صورت دیگر هم رخ می‌دهد، زیرا همیشه مقداری از انرژی به صورت گرما تلف می‌شود. به عبارت دیگر می‌دانیم که هیچ ماشینی بازده 100% ندارد. حال برای این که فضای کلاس را تغییر دهید و نیز مطمئن شوید دانش آموزان مفهوم بقای انرژی را درک کرده اند، پوستر زیر را به آن ها نشان دهید.

به آن ها 10 دقیقه زمان دهید تا نحوه ی کار کردن ماشین را دنبال کنند، یا حتی از آن ها بخواهید آن را توضیح دهند.

• چگونه ممکن است افتادن روزنامه در سینی باعث انجام این همه کار شود؟

• در واقع انرژی داده شده به ماشین، فقط انرژی روزنامه نیست. بلکه با کمی دقت معلوم می‌شود که ماشین از قبل کوک شده است. یعنی انرژی زیادی از قبل در ماشین ذخیره شده است. مثلاً گلوله‌ها از قبل در بلندی قرار گرفته اند، که برای این کار انرژی مصرف شده است. فقط این انرژی در ماشین ذخیره شده است و با افتادن روزنامه در سینی شرایطی پیش می‌آید که این انرژی آزاد شود.

اگر می‌خواهید در مورد بقای انرژی مطالب بیش تری بدانید، کتاب سرگرمی های فیزیک، نوشته ی پرلمان، و نیز کتاب "تاریخ صنایع و اختراعات" تألیف پیر روسو، انتشارات امیرکبیر، منابع مفیدی هستند.

این قسمت از درس را نیز با مشاهده ای بسیار ساده و پرسش و پاسخ کلاسی ارائه کنید.

خودکار یا گچی را که در دست داریدرها کنید (فقط رها کنید، نه پرتاب).

• خودکار به حرکت درآمد. حرکت خودکار یعنی این که انرژی جنبشی دارد.

• وقتی در دست شما بود هم انرژی داشت؟ در دست ما انرژی جنبشی نداشت، چون حرکت نمی کرد.

• شما به آن انرژی دادید؟ نه، ما فقط آن را رها کردیم.

• پس خودکار این انرژی را از کجا آورده است؟ این انرژی نمی تواند ناگهان به وجود آمده باشد. پس حتماً خودکار در دست ما نیز انرژی داشته است، اما نوع آن جنبشی نبوده است.

• اگر دست شما از ابتدا روی زمین بود و خودکار را رها می‌کردید، خودکار حرکت می‌کرد؟ نه. سیبی که به سر آقای نیوتن برخورد کرد هم ابتدا روی شاخه درخت بود.

در مثال های بالا به نظر می‌رسد چیزی که باعث افتادن سیب می‌شود، بالا بودن آن از سطح زمین است.

این نوع انرژی که جسم صرفاً به علت ارتفاعش از سطح زمین دارد، انرژی پتانسیل گرانشی نام دارد.

در این جا بحث انرژی پتانسیل گرانشی به اتمام رسید. فقط باید با طرح مسایل جالب و مناسب، از یادگیری کامل آن‌ها مطمئن شوید. مسائلی که در آن‌ها بحث نسبی بودن انرژی پتانسیل مطرح شده را نیز فراموش نکنید.

هم چنین مبحث انرژی کشسانی فنر را مانند کتاب پیش ببرید.

نویسنده: گلنوش بیژنی و نازنین حسن نیا