Legea conservării şi transformării energiei mecanice, recapitulare.

Proiect didactic

Data:

Grupa:

Disciplina: fizica

Nivelul de studii: clasa a-X-a

Tipul lectiei : Consolidarea si sistematizarea cunostintelor si a deprinderilor intelectuale

Profesor: Vîlcu Fiodor

Subiectul: Legea conservării şi transformării energiei mecanice, recapitulare.

Tipul lecţiei: Predare, invăţare şi recapitulate

Competenţe specifice:

ü Să cunoască tipurile de energii

ü Să poată calcula energia mecanică

ü Să cunoască conservarea energiei şi transformarea ei.

Subcompetenţe:

Ø Să facă deosebire dintre energia cinetică, energia potenţială şi cea mecanică sau totală

Ø Să rezolve probleme ce ţin de energie

Ø Să rezolve probleme din compartimentul „MECNICA”

Ø Să deinească noţiunile generale din „MECANICA”

Ø Să deinească noţiunile înrudite cu energia mecanică

Scopul lectiei

·        In plan cognitiv - formarea si dezvoltarea capacitatii de sinteza si sistematizare

·        Educativ - formarea capacitatii intelectuale prin asimilarea de cunostinte stiintifice

·        In plan afectiv - dezvoltarea capacitatii de organizare si reorganizare

         - dezvoltarea capacitatii de comunicare si lucru in echipa

Strategii didactice

v Metode didactice -conversaţia euristică, algoritmizare, problematizare, activitate în grup

v Organizarea activităţii - pe grupe/frontal

v Evaluarea performanţelor- oral

 

Resurse didactice

¨     Timp disponibil : 45 minute

¨     Spaţiu : sala de clasă

¨     Materiale şi mijloace didactice- fişe de activitate, tabla, creta, caietu.

Bibliografie: Fizic cl. X;

 

DESFĂŞURAREA LECŢIEI

A. Moment organizatoric: Salutarea, prezenţa şi aspecte de disciplină şcolară.

B. Verificarea cunoştinţelor din lecţiile anterioare:

Elevilor li se adresează întrebări referitor la energii şi tot ce ţine de ele:

Profesorul:

1.     Ce este viteza?         

2.     Ce este masa?          

3.     Ce este acceleraţie?                       

4.     Ce este acceleraţie gravitaţională?

5.     Unde întîlnim energie cinetică, potenţială?

6.     Cîte tipuri de energii în mecanică cunoaşteţi, numiţi-le?

7.     Ce este lucrul mecanic?

8.     Ce este puterea mecanică?

9.     Care sunt relaţiile dintre ele?

10.                       Cum ele se notază?

Elevii răspund:

1)    Viteza este o mărime fizică ce caracterizează parcurgerea unei distanţe  într-un interval de timp.

2)    Masa este „masa inertă” proprietatea corpului de a fi inert.

3)    Acceleraţia este mărimea fizică ce caracterizează variaţia vitezei.

4)    Acceleraţia gravitaţională este mărimea fizică ce caracterizează variaţia vitezei corpului în căderea liberă.

5)    Energia cinetică o deţine orice corp care se deplasează într-un plan orizontal avînd o masă oarecare, energia potenţială o are orice corp care are o masă şi se află la o înălţime oarecare faţă de pămînt.

6)    2, energia cinetică şi energie potenţială.

7)    Lucrul mecanic efectuat de o forţă constantă pe o deplasare rectilinie este mărimea scalară egală cu produsul dintre valorile forţei, deplasării punctului ei de aplicaţie şi cosinusul unghiului dintre vectorul sumă şi vectorul deplasare.

8)    Se numeşte putere medie mărimea fizică egală cu raportul dintre lucrul mecanic şi intervalul de timp în care el a fost efectuat.

9)    Variaţia energiei cinetica este însuşi lucrul mecanic şi este egal cu  negaţia variaţiei energiei potenţiale.  ;  ;  ;   ;  ; ; ;   În fine toate sunt strîns legate între ele.

10)                      Viteza – ; masa – m; acceleraţia – a; acceleraţia gravitaţională – g; forţa – F; distanţa – s; puterea – P; Lucrul mecanic – L; Energie cinetică – E_c; Energie potenţială – E_p.

C. Anunţarea temei: Legea conservării şi transformării energiei mecanice, recapitulare.

Elevii îşi notează tema şi îşi fac notiţe.

Profesorul: din cele spuse mai sus rezultă că

 

 sau

             (1)

Mărimea  fizică  E  egală  cu  suma  energiei  cinetice  şi  a  celei  potenţiale  a sistemului  la  momentul  dat  se  numeşte  energie  mecanică  a  acestui  sistem.

              (2)

Astfel relaţia (1) ia forma:

                      (3)

Relaţia (3) sau (1), exprimă legea conservării şi transformării energiei mecanice:

Energia mecanică a sistemului izolat de corpuri în care acţionează numai forţe conservative rămîne invariabilă în timp.

În starea iniţială, la înălţimea H, viteza corpului şi energia sa cinetică sunt nule. Energia mecanică a lui se reduce la energia potenţială: . Corpul, fiind lăsat liber, cade spre Pămînt. În această mişcare el posedă şi energie cinetică, şi energie potenţială, astfel că energia mecanică a lui

       (4)

Conform legii conservării energiei, avem:

                    (5)

Cu cît corpul este mai aproape de Pămînt (înălţimea h este mai mică), energia potenţială este mai mică, iar cea cinetică – mai mare. La suprafaţa Pămîntului (h=0) energia potenţială devine nulă, toată energia mecanică a corpului se transformă în energie cinetică:

,                                  (6)

unde  este viteza corpului la suprafaţa Pămîntului.

Daca considerăm , atunci vom obţine: .

E. Asimilarea cunostintelor noi:

Pentru a exersa cele spuse mai sus vom parcurge la rezolvarea problemelor.

1.     Să se calculeze energia cinetică a unui biciclist cu masa de 70 kg, care se deplasează cu o viteză de 20 m/s.

Elevii:

    Se dă:                                                  Rezolvare:

m=70kg                                     →

=20 m/s

E_c - ?                                           Răspuns:

2.     De calculat energia potenţială a unui măr cu masa de 30 g, ce se află la o înălţime de 20 m.

Elevii:

    Se dă:     SI                                             Rezolvare:

m=30 g   =0,03kg       

h=20 m

E_p - ?                                                           Răspuns:

F.  Pentru acasă de rezolvat următoarele probleme:

3.     Un automobil cu masa de 5 t, a parcurs o distanţă de 50 m, avînd o acceleraţie de 2 m/s². Să se calculeze energie cinetică.

4.     Să se afle energia potenţială şi energia cinetică ale unui corp cu masa de 3 kg, ce care liber de la înălţimea de 5 m, la distanţa de 2 m de la suprafaţa Pămîntului.