CONSERVAREA ENERGIEI MECANICE

Reactualizarea cunostintelor

Activitatea profesorului

Performanta asteptata

Profesorul va pune intreba-rile:

Elevii vor raspunde la intrebarile puse de profesor. Raspunsurile ar trebui sa fie:

Cand se efectueaza un lucru mecanic?

Se efectueaza un lucru mecanic atunci cand o forta actioneaza asupra unui corp si isi deplaseaza punctul de aplicatie.

Cand spunem ca un sistem fizic poseda energie mecanica?

Un sistem fizic, intr-o stare determinata, poseda energie mecanica daca, in cursul unui proces spontan, plecand de la acea stare determinata, este capabil sa efectueze lucrul mecanic.

Ce forme de manifestare are energia mecanica?

Energia mecanica are doua forme: energia cinetica si energia poptentiala.

Ce este energia cinetica?

Energia cinetica reprezinta energia pe care o poseda un sistem fizic ce se afla in miscare.

Energia cinetica este semiprodusul dintre masa sistemului fizic si patratul vitezei sale:

Ce reprezinta energia potentiala a unui sistem fizic?

In general, energia potentiala a unui sistem fizic este energia datorata pozitiei partilor sale componente, aflate in interactiune, una fata de cealalta.

Ce este energia potentiala?

Energia potentiala intr-o anumita pozitie reprezinta lucrul mecanic generat de interactiunile conservative (greutatea sau forta elastica) pentru a-l readuce in starea de nivel zero (configuratie zero).

Ce tipuri de energie potentiala cunoasteti?

Tipurile de energie potentiala sunt: energie potentiala gravitationala si energie potentiala elastica.

Cum se calculeaza energia potentiala gravitationala?

Energia potentiala a unui sistem format din corpul de masa m si Pamant, cand corpul se afla la inaltimea h deasupra solului este: .

Ce masoara lucrul mecanic?

Lucrul mecanic este o masura a variatiei energiei mecanice.

Cu cine este egal lucrul mecanic efectuat de fortele conservative intre doua stari ale sistemului?

Lucrul mecanic efectuat de fortele conservative intre doua stari ale sistemului este egal cu variatia energiei potentiale a sistemului, luata cu semn schimbat.

Profesorul va dirija, prin intrebari ajutatoare, procesul de reactualizare si de sistematizare a cunostintelor elevilor

Problema nr.1

Fig. 1

Activitatea profesorului

Activitatea elevilor

Profesorul realizeaza desenul si cere elevilor sa deseneze.

Elevii deseneaza.

Profesorul va pune intrebarile:

Elevii vor raspunde la intrebarile puse de profesor. Raspunsurile ar trebui sa fie:

Sub ce forma isi consuma Stefana energia sa?

Sub forma de lucru mecanic la deplasarea crosei de minigolf si lovirea mingii.

Ce fel de forta este forta cu care actioneaza Stefana asupra crosei?

Este o forta variabila si neconservativa.

In ce se transforma acest lucru mecanic in timpul miscarii crosei si in timpul lovirii mingii?

Lucrul mecanic efectuat de Stefana se transforma in variatia energiei cinetice a mainii in timpul miscarii crosei si a mingii de minigolf in timpul lovirii acesteia:

La sfarsitul ciocnirii, lucrul mecanic s-a trans-format in energia cinetica a mingii de minigolf:

In ce pozitie de pe ,,delusor" ar trebui sa ajunga mingea pentru a continua singura sa se deplaseze? Ce stare mecanica ar trebui sa aiba mingea in acea pozitie?

Mingea ar trebui sa ajunga in pozitia B (varful ,,delusorului") fara viteza, daca Stefana vrea sa foloseasca minimul de energie.

Ce fel de energie mecanica are mingea?

Mingea are energie potentiala gravitationala:

De unde provine energia potentiala a mingii?

In timpul urcarii, energia cinetica a mingii se transforma in energie potentiala

Cu ce este egal lucrul mecanic efectuat de Stefana?

Care este variatia energiei mingii de la inceput si pana in pozitia B?

Care este energia minima consumata de Stefana?

Ce se intampla cu energia potentiala in timpul coborarii ,,delusorului"?

Energia potentiala se transforma in energie cinetica.

In timpul miscarii mingii pe ,,delusor", aupra ei actioneaza forte? Cel fel de forte? Acestea efectueaza lucru mecanic?

Actioneza greutatea, care este forta conserva-tiva si normala la suprafata de contact. Greutatea efectueaza lucru mecanic, iar normala nu efectu-eaza lucru mecanic.

Profesorul va dirija, prin intrebari ajutatoare, procesul de intelegere a fenomenelor ce se produc in timpul jocului de minigolf.

Profesorul arata ca:

- in timpul miscarii unui corp ce se e-fectueaza numai sub actiunea unor forte conservative, energia cinetica se transforma reversibil in energie poten-tiala, dar energia mecanica ramane constanta:

(legea conservarii  

energiei mecanice)

- In timpul miscarii unui corp ce se efectueaza si sub actiunea unor forte neconservative, variatia energiei mecanice a corpului este egala cu lucrul mecanic efectuat de fortele neconservative:

Elevii noteaza.

Problema nr.2

Lucia si fiul ei, Ioan, incearca sa treaca bila prin ,,melc", dar ,,melcul" Luciei este format dintr-un tub (fig. 2), pe cand ,,melcul" lui Ioan este format dintr-un jgheab (fig. 3). Care dintre ei consuma cea mai putina energie pentru a reusi? Se va neglija frecarea bilei cu solul.

Activitatea profesorului

Activitatea elevilor

Profesorul va dirija, prin intrebari ajutatoare, procesul de intelegere a fenomenelor ce se produc in timpul jocului de minigolf.

Profesorul cere elevilor sa deseneze figurile pentru fiecare caz si sa reprezinte fortele in pozitia B.

Elevii realizeaza desenele cerute. Un elev va lucra la tabla.

Profesorul cere ca fiecare elev sa lucreze individual pentru a rezolva problema 2.

Elevii rezolva.

Profesorul trece pe la fiecare banca pentru a observa modul in care elevii rezolva problemele si a oferi explicatii suplimentare.

Elevii calculeaza si descopera ca Lucia consuma aceeasi energie ca si Stefana din prima problema, iar Ioan consuma mai multa energie.

Profesorul imparte clasa in gru-puri de cate 3-4 elevi si cere ca fiecare grup sa realizeze o proble-ma pornind de la un caz real (bungee-jumping, prastia, jucaria broscuta saltareata, evolutiile la circ cu ajutorul a doua corzi elastice, pistolul jucarie, masinuta jucarie actionata de un elastic, trasul cu arcul, saritura de la trambulina, leaganul, schiat) si sa prezinte o fisa in care sa fie o imagine sugestiva, textul proble-mei si rezolvarea ei.