مخازن الطاقة، والشغل والكفاءة
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| power/ˈpaʊə/ | القدرة |
| efficiency/ɪˈfɪʃənsi/ | الكفاءة |
ما الذي يفسر هذه الملاحظة؟
- يمكن للمحرك تحويل جزء من الطاقة المدخلة إلى رفع، والباقي إلى التسخين. المخرجات المفيدة هي جزء من إجمالي نقل الطاقة.
- ابدأ بتوقع. حدد الكميات أو الخصائص التي ستقارنها، ثم حدد الدليل الذي يمكنه التمييز بين تفسيرين.
بناء النموذج
- الشغل المبذول بواسطة قوة ثابتة موازية للإزاحة يساوي القوة مضروبة في المسافة. تعتمد الطاقة الحركية على مربع السرعة. تُحفظ الطاقة عندما يتم تضمين جميع عمليات النقل والتخزين.
- الطاقة (Power): الطاقة المنتقلة لكل وحدة زمن؛ الكفاءة: المخرجات المفيدة مقسومة على المدخل الكلي.
ماذا يحدث للطاقة الحركية عندما يتضاعف السرعة عند ثبات الكتلة؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
تعتمد الطاقة الحركية على مربع السرعة: KE = 1/2 m v^2. مضاعفة السرعة تُربّع العامل 2، مما يعطي أضعافاً أربعة من الطاقة عند نفس الكتلة - ولهذا تتزايد مسافات الفرملة بسرعة كبيرة مع زيادة السرعة.
طابق كل مصطلح تقني مع معناه الدقيق.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
استخدم التعريفات للتمييز بين الكميات والعمليات ذات الصلة.
اختر دليلاً لاختبار الفرضية
- عرّف النظام والمخرجات المفيدة قبل حساب الكفاءة. مضاعفة السرعة تربع الطاقة الحركية عند ثبات الكتلة. تصف القدرة معدل النقل مع الزمن، وليس إجمالي الطاقة.
- قِس ارتفاع الرفع والحمل، وسجّل وقت الرفع، وقيس المدخل الكهربائي بأدوات مناسبة. كرر التجارب واهتم بعمليات التسخين أو الاحتكاك كنقل للطاقة، لا كطاقة مفقودة.
أي عادة من العادتين تجعل التحقيق أو النموذج في هذه الحالة أكثر قابلية للدفاع؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
توضيح الشروط والافتراضات يسمح للآخرين بتكرار العمل بدقة، وتسجيل الأدلة الداعمة يتيح لهم التحقق من الاستنتاج. إخفاء النتائج المتعارضة يزيل الأدلة التي قد تتحدى استنتاجًا خاطئًا، ولا يمكن لقياس واحد أن يثبت ادعاءً أوسع.
اعتمد على كميات معروفة
- أدر القيم المعروفة ووحداتها. اختر العلاقة لأن افتراضاتها تتناسب مع هذه الحالة، ثم أعد ترتيب المعادلة قبل التعويض.
- معلوم: جهاز يستقبل 600 J وينقل 420 J بشكل مفيد. الكفاءة = المخرجات المفيدة / المدخلات الكلية. الكفاءة = 420/600 = 0.70 = 70%. خلال 3 ثانية، القدرة المفيدة = الطاقة المفيدة/الزمن = 420/3 = 140 واط.
جهاز يستقبل 250 J ويعطي 150 J مخرجات مفيدة. أوجد الكفاءة كنسبة مئوية. استخدم نفس التسلسل: الكميات المعلومة → النموذج → العلاقة → التعويض → الوحدة والتفسير.
جهاز يستقبل 250 جول ويعطي 150 جول مخرجات مفيدة. أوجد الكفاءة كنسبة مئوية.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
الناتج هو 60 %. معلوم: المدخل 250 J؛ المخرّج المفيد 150 J. استخدم الكفاءة = المخرّج المفيد / إجمالي المدخل. الكفاءة = 150/250 = 0.60 = 60%. المتبقي 100 J تم تبديدها، عادةً كحرارة في المحيط.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- لا يمكن أن تتجاوز الكفاءة 100% لميزانية طاقة محددة بشكل صحيح. الطاقة المبددة بالتسخين لا تزال محفوظة.
- عُد إلى الملاحظة الأصلية. اشرح ما يدعمه النتيجة، وما هي الشروط التي تفترضها، وطريقة واحدة لاختبار تفسير منافس.
الطاقة المبددة تُدمَر. هذا الادعاء خاطئ: الطاقة دائمًا محفوظة. "المبددة" تعني انتشارها في المحيط على شكل تسخين، حيث تصبح صعبة الاستخدام مجددًا - وليس دُمرت.
مخازن الطاقة، الشغل والكفاءة: عرّف النظام والمخرجات المفيدة قبل حساب الكفاءة. مضاعفة السرعة تربع الطاقة الحركية عند ثبات الكتلة. تصف القدرة معدل النقل مع الزمن، وليس إجمالي الطاقة.
الطاقة المشتتة تُدمَّر.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الطاقة دائماً محفوظة. "تبديدها" يعني انتشارها في المحيط كحرارة، حيث تصبح صعبة الاستخدام مرة أخرى - وليست مدمرة.
الطاقة المنقولة لكل وحدة زمن: اكتب المصطلح التقني.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
القدرة تعني الطاقة المنقولة لكل وحدة زمنية.