صلة التوزيع والتقويم المدرسي: استدراك تعليمي صريح: تقويم مدرسي داخلي مقترح تسأل عن الطاقة الكامنة والحركية والحرارية ودور العضلات؛ لا يظهر محور مستقل للطاقة في توزيع TS1 الأولي
نواتج التعلّم القابلة للملاحظة
• يميز الطاقة الكامنة والحركية والحرارية.
• يحسب طاقتي وضع الجاذبية والحركة في مثال مبسط.
• يشرح تحوّل الطاقة الكيميائية إلى عمل ميكانيكي وحرارة في العضلات.
وضعية انطلاق وعصف ذهني — 5 دقائق
1. هل كل الطاقة الكيميائية في العضلة تتحول إلى حركة؟
2. لماذا تتغير طاقة وضع لاعب أثناء القفز؟
المحتوى العلمي المشروح — 15 دقيقة
أنواع الطاقة
الطاقة الحركية مرتبطة بحركة كتلة الجسم وتُحسب في نموذج انتقال صلب Ek=½ m v²؛ وطاقة وضع الجاذبية Ep=mgh بالنسبة إلى ارتفاع مرجعي؛ والطاقة الحرارية ترتبط بالطاقة الداخلية وبالعمليات غير القابلة للاسترداد بالكامل. هذه صيغ تقريبية مناسبة للحالات المحددة لا تمثل كل حركة الجسم المركبة.
التبادل أثناء القفز والهبوط
حين يرتفع مركز كتلة الجسم تزداد طاقة وضع الجاذبية على حساب موارد ميكانيكية وكيميائية؛ وفي الهبوط قد تتحول الطاقة إلى حركة للأطراف وتشوهات مرنة وحرارة. لا تُحفظ الطاقة الميكانيكية وحدها دائمًا لأن العضلات تقوم بشغل وتوجد فواقد.
كيف تعمل العضلات؟
تحوّل العضلات الطاقة الكيميائية الناتجة من تحلل ATP عبر عمل الجسور العرضية إلى شد ميكانيكي؛ تنتج حركة عند وجود ظروف ميكانيكية مناسبة، فيما يتحول جزء معتبر من الطاقة إلى حرارة. ليست العضلة محركًا مثاليًا ولا توجد مساواة مباشرة بين كل طاقة كيميائية وطاقة حركة خارجية.
نشاط صفي تطبيقي — 10 دقائق
مقارنة طاقتين افتراضيتين
تحسب مجموعة طاقة جسم كتلته 2 كغ على ارتفاع 1.2 م، وتحسب مجموعة أخرى طاقته الحركية بسرعة 3 م/ث مع g=9.8.
تدريبات مدرسية والمسألة التطبيقية — 10 دقائق
اختر الإجابة الصحيحة: ما طاقة الجسم الناتجة عن سرعته؟
أ ـ طاقة وضع الجاذبية
ب ـ الطاقة الحركية
ج ـ الطاقة الحرارية فقط
سؤال مفتوح: قارن بين الطاقة الكامنة والحركية والحرارية في الحركة البشرية، واشرح دور العضلات في تحويل الطاقة الكيميائية إلى حركة.
مسألة أو حالة: جسم كتلته 2 كغ وسرعته 3 م/ث. احسب الطاقة الحركية.
ملخص المفاهيم للحفظ — 5 دقائق
• الطاقة الحركية Ek = ½ m v² (جول).
• طاقة وضع الجاذبية Ep = m g h بالنسبة إلى مرجع (جول).
• ATP مصدر مباشر للطاقة الكيميائية للعضلات؛ يتحول جزء إلى شغل وجزء إلى حرارة.
بطاقة خروج وواجب منزلي — 5 دقائق
بطاقة الخروج: اختر مفهومًا واكتب تعريفًا دقيقًا مع مثال ووحدة قياس إن وجدت.
الواجب 1: فسر لماذا ترتفع طاقة وضع مركز الجسم عند القفز.
الواجب 2: اكتب ثلاثة تحولات للطاقة أثناء الانقباض والهبوط.
المهارة المكتسبة: صياغة تعريفات الطاقة وتحولاتها بما يجيب عن سؤال التقويم المدرسي.
مثال محلول: الطاقة
جسم كتلته 2 كغ وسرعته 3 م/ث: Ek=½×2×3²=9 J. إذا ارتفع مركز كتلته 1.2 م بالنسبة إلى مرجع محدد: Ep=2×9.8×1.2=23.52 J. النموذج لجسم متحرك انتقالياً ولا يمثل كل طاقة أطراف الرياضي.