.1 תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית ( . במידת הצורך התייחסו לשלבים שונים של הפעילות) .2 א . מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה? (למשל

Report
Slide 1

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 2

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 3

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 4

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 5

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 6

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 7

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 8

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 9

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 10

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 11

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 12

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 13

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 14

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 15

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 16

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 17

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 18

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 19

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 20

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 21

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת אחת למערכת אחרת‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬

‫סימון גלגולי‪ /‬המרות אנרגיה‬
‫גלגולי אנרגיה מסמנים באמצעות תרשים חצים‪ ,‬ואת האנרגיה כותבים בציון‬
‫גם האובייקט שעליו מופעלת האנרגיה‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬תרשים גלגול האנרגיה בנורה המחוברת לרשת החשמל הוא‪:‬‬
‫אנרגיה חשמלית‬
‫חברת החשמל‪ ,‬חוטים‬

‫אנרגית קרינה (אור)‬
‫הנורה‪.‬‬

‫כל מכשיר זקוק לאנרגיה כדי לפעול‪.‬‬
‫בכל מכשיר נעשית המרה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת‬

‫לצורך אנושי מסוים יכולים להימצא כמה פתרונות טכנולוגיים‬
‫המנצלים צורות אנרגיה שונות‪ .‬למשל‪ :‬להאיר‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫חשמל‬
‫ית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגיי‬
‫ת אור‬

‫אנרגי‬
‫ה‬
‫כימית‬

‫המרת‬
‫אנרגיה‬

‫אנרגית‬
‫אור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫כאשר בועטים בכדור ‪ -‬יש מגע בין הרגל הבועטת‬
‫לבין הכדור המונח על הקרקע‪ ,‬בעקבות המגע‬
‫הכדור החל לנוע והרגל נעצרת‪.‬‬
‫אנרגית התנועה‬
‫של הרגל‬

‫לאנרגית התנועה‬
‫של הכדור‬

‫המרות אנרגיה‬

‫תפוח נופל מהעץ‪ :‬כאשר התפוח היה מחובר לעץ‪,‬‬
‫הייתה לו אנרגית גובה‪ ,‬וכשהוא נופל מהעץ‪,‬‬
‫האנרגיה הופכת לאנרגית תנועה (נפילה = תנועה)‪.‬‬

‫אנרגית גובה‬

‫לאנרגית תנועה‬

‫המרות אנרגיה‬

‫קרני האור פגעים ונבלעים בקולטי דוד השמש השחורים‪ ,‬בתוך‬
‫הקולטים השחורים מצויים צינורות מתכת ובתוכם זורמים מים‬
‫קרים‪ ,‬הצבע השחור של הקולטים בולע את האור שגורם לעליה‬

‫בטמפרטורה כך המים מתחממים‪,‬‬

‫אנרגית אור‬

‫לאנרגית חום של‬
‫הקולטים‬

‫לאנרגית של‬
‫המים‬

‫התבוננו בהקפצת הכדור שבסרטון הבא‪:‬‬
‫כדור קופץ‪ ,‬או כדור קופץ ‪2‬‬
‫? תארו מה ראיתם?‬

‫! רישמו את תאור התופעה ב" שפת האנרגיה"‬
‫לכדור הייתה אנרגית גובה ביחס לרצפה‪ .‬במהלך הנפילה כלפי מטה‬
‫הייתה לכדור פחות אנרגית גובה ויותר אנרגית תנועה‪ -‬אנרגיית הגובה‬
‫הומרה לאנרגיית תנועה‪.‬‬
‫בעת הפגיעה ברצפה אנרגית התנועה הומרה לאנרגיה אלסטית‬
‫שהומרה בחזרה לאנרגיית תנועה‪ ,‬במהלך התנועה כלפי מעלה אנרגיית‬
‫תנועה הומרה לאנרגיית גובה‪ .‬בנקודת השיא הייתה לכדור רק אנרגיית‬
‫גובה‪.‬‬

‫עקרון שימור האנרגיה‪-‬‬
‫אנרגיה אינה הולכת לאיבוד ואינה נוצרת יש מאין‪.‬‬
‫האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשארת קבועה‪,‬על אף‬
‫שהיא משנה צורה או עוברת לגוף אחר‪.‬‬
‫חוק שימור האנרגיה הוא חוק פיזיקלי בסיסי‪ ,‬לפיו כמות‬
‫האנרגיה בעולם קבועה‪.‬‬

‫דוד השמש מורכב משני חלקים עיקריים‪ :‬מיכל המים וקולטי‬
‫השמש‪.‬‬
‫בתוך המיכל‪ ,‬ישנם מים קרים המגיעים ממקורות‪.‬‬
‫באמצעות צינור‪ ,‬הם עוברים לקולטים (השחורים) ובתוך‬
‫הקולטים מתפתלים ויוצאים מהם חזרה אל החלק העליון‬
‫של המיכל‪ .‬מהחלק העליון של המיכל‪ ,‬מגיעים המים לבית‪.‬‬
‫קולטי השמש השחורים מכיוון שהצבע השחור (שממקום‬
‫מאחורי הצינורות בקולט) בולע את האור וכך האור מחמם‬
‫את המים בצינורות שבתוך הקולטים וכך יש מים חמים‪.‬‬
‫גלגולי האנרגיה‪ :‬אנרגית קרינה של השמש ‪ ,‬אנרגית חום‬
‫של הקולטים‪ ,‬אנרגית חום של המים‪.‬‬

‫מקור האנרגיה של היצורים החיים –הוא במזון (גלוקוז)‬
‫פירוק המזון מתבצע במערכת העיכול באמצעות אנזימים‪.‬‬
‫תוצרי העיכול‪ :‬מולקולות אורגניות קטנות היכולות להיכנס‬

‫לתאים משמשות כחומר מוצא לתהליך הפקת אנרגיה‬
‫ולבנייה‪ .‬וכך למעשה הופכת האנרגיה שבמזון שאנו אוכלים‬
‫מומרת לתנועת השרירים שבגופנו‬
‫האנרגיה לפעולות התאים מופקת מחומרים אורגניים‪.‬‬

‫יצורים חיים זקוקים‬
‫לאנרגיה כדי‬
‫להתקיים ולפעול‬
‫בסביבה‪.‬‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת השינויים‬
‫תופעה מעניינת‪:‬‬
‫תהליכי שינוי אף פעם לא מתרחשים לבד!‬
‫תמיד כאשר חל שינוי כלשהו נלווה אליו שינוי נוסף או מספר‬
‫שינויים נוספים‪.‬‬
‫אם מגמת שינוי (או שינויים) מסוים היא מגמה של גידול הרי‬
‫שהמגמה של שינויים אחרים תהיה הפוכה‪.‬‬
‫אפשר לתאר תופעה זו בפשטות בציון העובדה שכאשר‬
‫אנרגיה "מסוג" מסוים גדלה אנרגיה (או אנרגיות) מסוג‬
‫אחר קטנה‬

‫שפת האנרגיה ‪ -‬שפת האנרגיה‪ :‬מהן "המרות" אנרגיה?‬
‫דרך הדיבור שהשתרשה היא של "המרה"‪ :‬נוהגים‬
‫לומר כי סוג האנרגיה שקטן "מומר" לסוג האנרגיה‬
‫שגדל‪:‬‬
‫אנרגיית הגובה מומרת ("הופכת ל") אנרגיית‬
‫תנועה‬
‫שגרת דיבור זו יכולה ליצור את הרושם שחל שינוי‬
‫במהות האנרגיה למרות שאין לה מהויות שונות‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהו שימור אנרגיה?‬
‫אם מודדים באופן מדויק* את כל שינויי האנרגיה המיוחסים‬
‫לתהליכי השינוי השונים‪ ,‬מגלים ש"זה שעולה" מתקזז באופן מלא‬
‫עם "זה שיורד"‪.‬‬
‫בשפת המדע מכנים גודל שאינו משתנה בתהליכים מסוימים‬
‫כגודל "נשמר"‪.‬‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬דוגמאות לשינויי אנרגיה‬
‫– דוגמאות‪:‬‬
‫• כאשר גוף נופל אנרגיית הגובה קטנה ובה בעת‬
‫אנרגיית התנועה גדלה‬
‫• כאשר נר בוער השעווה שלו מתכלה (וגם החמצן החופשי‬
‫סביבו) ובה בעת הנר והאוויר שסביבו מתחממים‬
‫• כאשר אור נבלע בקולט השמש הוא נעלם‬
‫ובאותה עת המים שבקולט מתחממים‬

‫• במכונית המתחילה לנסוע המהירות‪ ,‬ההרכב הכימי‬
‫של הדלק (והאוויר) והטמפרטורה של המנוע כולם משתנים‬
‫יחדיו‬

‫משימה‪:‬‬
‫לפניכם כמה תופעות שונות‪.‬‬
‫בחרו לתאר ‪ 2‬תופעות לפחות ורשמו‬
‫בתרשים זרימה את המרות האנרגיה‬
‫עבור כל תופעה‬

‫מילים ומונחים‬

‫כיצד משתמשים?‬

‫סוגי אנרגיה‬

‫אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיית‬
‫תנועה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית חום אנרגיה‬
‫חשמלית‪ ,‬אנרגיית אור‪,‬‬
‫אנרגיית קול‬

‫המרות אנרגיה‬

‫" אנרגיית הגובה של הכדור הומרה לאנרגיית תנועה"‬
‫"אנרגיה חשמלית הומרה לאנרגיית חום"‬
‫"לגוף נע יש אנרגיית תנועה"‬
‫"במעגל חשמלי בנורה יש המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור ואנרגיית‬
‫חום"‬
‫"מערכת סטריאו ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיית קול"‬

‫שימור אנרגיה‬

‫גודלה של האנרגיה הכוללת במערכת סגורה נשאר קבוע‬
‫אנרגיה איננה הולכת לאיבוד‬
‫לא ניתן ליצור אנרגיה יש מאין‪.‬‬
‫הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת‬
‫נשמרת‪.‬‬

‫הכרת ייצוג גרפי לתיאור‬
‫תופעות מנקודת המבט של אנרגיה‬

‫שימוש בייצוג גרפי לתיאור המרות אנרגיה‬
‫במערכת סגורה (בה האנרגיה הכוללת קבועה)‬
‫נשתמש בייצוג בצורת דיאגראמת פאי המתאר את השינויים‬
‫בגודל היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‪.‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫משימה‪:‬‬
‫תארו את המרות‬
‫האנרגיה במצבים‬
‫השונים של הכדור‪-‬‬
‫הציגו בעזרת תרשימי‬
‫זרימה‪.‬‬

‫דיון בתופעה של כדור קופץ מנקודת‬
‫מבט של אנרגיה‬
‫• נתייחס למערכת ולסוגי האנרגיה‪.‬‬
‫• מהם מרכיבי המערכת?‬
‫– כדור‪ ,‬רצפה‪ ,‬אויר‪( ,‬כדור הארץ)‬

‫• מהם סוגי האנרגיה המעורבים?‬
‫• אנרגית גובה (פוטנציאלית)‪,‬אנרגית תנועה‪ ,‬אנרגיה‬
‫אלסטית ואנרגיית חום‬

‫• כיצד מזהים את המרות האנרגיה?‬
‫– אנרגית תנועה‪ :‬מתייחסת לשינויים בתנועתו של הגוף‬
‫(שינויים בגודל המהירות)‬
‫– אנרגית גובה‪ :‬מתייחסת לשינויים בגובה הגוף יחסית‬
‫לנקודת ייחוס‬

‫תופעה‪ :‬כדור קופץ‬
‫•האיור מתאר את מסלול‬
‫תנועת הכדור‬
‫•כל עיגול מציין נקודה‬
‫מסוימת בזמן לאורך‬
‫המסלול‬
‫•נתייחס למערכת של‪:‬‬
‫כדור (ביחס לרצפה) ‪+‬‬
‫רצפה‬

‫איך ייראה‬
‫הייצוג בכל‬
‫נקודה?‬

‫מישור הייחוס‬
‫דיאגראמת העוגה מייצגת את השינויים בגודל‬
‫היחסי של סוגי האנרגיה השונים במערכת‬
‫(כדור‪+‬רצפה‪+‬אויר)‬

‫מסקנה ‪:‬יש שימור אנרגיה‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫תיאור מדויק יותר של התופעה‬
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/Sports%20Equipment/baske
tball_bounce.wmv
http://www.engr.colostate.edu/~dga/high_speed_video/#Sports_Equipment
?‫אילו סוגי אנרגיה יש עכשיו במערכת‬

‫התייחסות לאנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬

‫מדוע הכדור אינו‬
‫חוזר לאותו גובה?‬
‫לאן נעלמה‬
‫האנרגיה?‬

‫התייחסות לאנרגיות נוספות‬
‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬
‫אנרגיה אלסטית‬
‫אנרגיה תרמית‬

‫מסקנה האנרגיה‬
‫הומרה לסוגים‬
‫אחרים (חום‪ ,‬קול)‬
‫ועברה למערכת‬
‫אחרת‬

‫התייחסות למעברי האנרגיה במערכת‬
‫הכדור ניתר לגובה נמוך יותר יחסית לנקודת‬
‫ההתחלה כיוון ש‪:‬‬
‫• חלק מאנרגית המערכת הומר לאנרגיה תרמית‬
‫(הכדור והרצפה התחממו)‬
‫ולא ניתן להמיר אנרגיה זו לאנרגיה קינטית‪/‬גובה של‬
‫הכדור‬

‫ניתוח התופעה בשפת האנרגיה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫זיהוי מרכיבי התופעה והגדרת מערכת‬
‫זיהוי סוגי האנרגיה המרכזיים‬
‫תאור התהליך כמעבר בין סוגי אנרגיה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של השינויים באנרגיה (ייצוג בטבלה)‬

‫הוספת שימור אנרגיה באמצעות ייצוג חזותי (תרשימי פאי*)‬
‫•‬

‫שימוש באנלוגיה להמרת כסף‬

‫מטוטלת‬

‫‪1‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫ ניסויים עם מטוטלות‬- ‫מטוטלות‬
http://il.youtube.com/watch?v=ehUrsIAb
Yjk&feature=channel

‫ניסוי מפתח תיאור השוואתי‬
‫פחית נופלת על כדור פלסטלינה ומועכת אותו‪" .‬מידת המעיכה" משמשת כמדד‬
‫לאנרגיית הפחית הפוגעת בכדור‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬

‫מטרות הניסוי‪:‬‬
‫הדגמת הקשר בין מאפיינים של גוף לסוג האנרגיה‬
‫אנרגיית תנועה תלויה במהירות ובמסה‬
‫אנרגיית גובה תלויה בגובה ובמסה‬
‫תאור השוואתי (דירוגי) של האנרגיה במערכת‬

‫תלות האנרגיה במאפיינים‬
‫שלבי הניסוי‬
‫א‪ .‬מעיכת הפלסטלינה כמדד לשינויי אנרגיה‬

‫מעיכה "איטית" של כדור פלסטלינה באמצעות היד‪ .‬ככל‬
‫שהמעיכה גדולה יותר השינוי באנרגיית כדור הפלסטלינה‬
‫גדול יותר (אנאלוגיה לקפיץ) ‪.‬‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫אנרגיית גובה‬
‫אנרגיית תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫תיאור שינויים יחסיים באנרגיה עד הפגיעה‬
‫בפלסטלינה‬
‫שלב‬
‫בתהליך‬
‫‪2 1‬‬

‫שינויים במאפייני הפחית‬
‫מסה‬

‫גובה‬

‫מהירות‬

‫שפת האנרגיה‬
‫א' גובה א' תנועה תיאור‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫קבועה‬

‫קטן‬

‫גדלה‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫אנרגיית גובה‬
‫הומרה‬
‫לאנרגיית‬
‫תנועה‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫קבועה‬

‫מתאפס‬
‫(מישור‬
‫ייחוס)‬

‫גדלה‬
‫והגיעה‬
‫לערך‬
‫מקסימלי‬

‫קטנה‬

‫גדלה‬

‫בנקודה זו כל‬
‫אנרגיית הגובה‬
‫(יחסית למישור‬
‫הייחוס) הומרה‬
‫לאנרגיית תנועה‬

‫תוצאות הניסוי‬
‫המדד‪ :‬השוואה של מידת המעיכה של הפלסטלינה‬
‫ב‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית גובה‬
‫‪ .1‬תלות בגובה (נפילה של אותה פחית מגבהים שונים)‪ :‬גובה‬
‫התחלתי גדול יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬מסה‬
‫גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫ג‪ .‬זיהוי המאפיינים המשפיעים על אנרגיית תנועה‬
‫‪ .1‬תלות במהירות (נפילה לעומת זריקה כלפי מטה מאותו גובה)‪:‬‬
‫מהירות התחלתית גדולה יותר => מעיכה גדולה יותר‬
‫‪ .2‬תלות במסה (נפילה של פחיות שונות מאותו גובה)‪ :‬כמו ניסוי‬
‫ב‪2‬‬

‫מסקנות‬
‫ב‪ .‬תלות אנרגיית גובה במאפיינים מסה ושינוי גובה‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל שהשינוי בגובה גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫‪ .2‬לשינוי גובה נתון‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר השינוי‬
‫באנרגיית הגובה גדול יותר‬
‫ג‪ .‬תלות אנרגיית תנועה במסה ובשינוי מהירות נתון‬
‫‪ .1‬למסה נתונה‪ ,‬ככל ששינוי המהירות גדול יותר השינוי‬
‫באנרגיית התנועה גדול יותר‬
‫‪ .2‬למהירות נתונה‪ ,‬ככל שהמסה גדולה יותר אנרגיית‬
‫התנועה גדולה יותר‬

‫רעיונות מרכזיים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬

‫•‬

‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים באמצעות "שפת האנרגיה"‬
‫בשפת האנרגיה תופעות ותהליכים מתוארים באמצעות‬
‫סוגי אנרגיה והמרות מסוג אחד לסוג אחר‬
‫במערכת סגורה הסכום של ערכי האנרגיה מסוגים שונים‬
‫נשאר קבוע ‪,‬כלומר האנרגיה הכוללת נשמרת (חוק‬
‫שימור האנרגיה)‬
‫מקורות אנרגיה מתחדשים בקצב שונה‪ :‬איטי (המקורות‬
‫מכונים "מתכלים") ומהיר (המקורות מכונים‬
‫"מתחדשים")‬

‫• התרחשותם של תהליכים ותופעות בטבע מבטאים צורות אנרגיה שונות (חשמלית‪ ,‬קול‪,‬‬
‫אלסטית‪,‬תנועה)‪ .‬שינוי באנרגיה" משמש לתיאור ההתרחשות של תופעות ותהליכים בטבע‪.‬‬
‫• ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר ומגוף אחד לגוף אחר‪.‬‬
‫• כדי לקבל אנרגיה הרצויה לנו אנו משתמשים בגלגול אנרגיה‪.‬‬
‫• כדי לגלגל אנרגיה מסוג אחד הרצויה לנו אנו משתמשים במכונות ומכשירים‪.‬‬
‫מנוע מכונית הוא מכשיר ההופך אנרגיה כימית של הדלק לאנרגית תנועה‪.‬‬

‫• אנרגיית החום נוצרת בכל אחד משלבי הגלגולים‪.‬‬
‫• יצורים חיים זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה(צחמים‪ -‬אור‪ ,‬בע"ח – מזון)‪.‬‬

‫• בני האדם מנצלים משאבי טבע שונים ("מקורות אנרגיה") לשם חימום או יצירת זרם חשמלי‪.‬‬


Slide 22

‫‪ .1‬תארו את התופעה שבחרתם בשפה חופשית‪( .‬במידת הצורך התייחסו לשלבים‬
‫שונים של הפעילות)‬
‫‪ .2‬א‪ .‬מהם רכיבי המערכת בה מתרחשת התופעה?‬
‫(למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור הרכיבים הם ילד‪ ,‬כדור‪ ,‬מגרש‪ ,‬אויר)‬
‫ב‪ .‬מהו המצב ההתחלתי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור‬
‫המצב ההתחלתי הוא כדור במנוחה ליד רגלו של הילד)‬
‫ג‪ .‬מהו המצב הסופי של המערכת? (למשל‪ -‬בתופעה של ילד בועט בכדור המצב‬
‫הסופי יכול להיות כדור בתנועה באוויר או כדור במנוחה בתוך השער)‬
‫ד‪ .‬האם הבחנתם בשינוי כלשהו בין המצב ההתחלתי למצב הסופי מבחינת‬
‫הגורמים הבאים‪:‬‬
‫גובה ______________________________________________‬
‫מהירות ____________________________________________‬
‫צורה ______________________________________________‬
‫טמפרטורה __________________________________________‬
‫אחר _______________________________________________‬
‫ה‪ .‬הסבירו מה גרם לשינויים שראיתם?‬

‫המשותף לכל התופעות היא תופעה שקדמה להן והעניקה להן את‬
‫היכולת להתרחש‪:‬‬
‫לנוע‪,‬להתחמם‪ ,‬להשמיע קול‪ ,‬להאיר וכדומה‪.‬‬
‫ליכולת הזאת נקרא מעכשיו אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה יכולה להגיע ממקורות שונים‪.‬‬

‫האנרגיה היא זו שמאפשרת לנו לבצע את כל הפעולות בחיי היום יום‪.‬‬
‫ללא אנרגיה אין חיים‪ ,‬אין תנועה‪ ,‬ולא ניתן לבצע כלום‪.‬‬

‫אנרגיה מהווה את הגורם המניע לכל הדברים בעולם‪.‬‬
‫למרות זאת לא ניתן באמצעות החושים להבחין באנרגיה‪:‬‬
‫לא ניתן לראות אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לשמוע אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן להריח אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לטעום אנרגיה‪.‬‬
‫לא ניתן לחוש אנרגיה במגע‪.‬‬

‫אנרגיה הוא מושג מדעי המתאר תופעות רבות ושונות‬
‫(מושג שהומצא על ידי בני אדם ‪ ,‬כמו מושגים אחרים ‪,‬מושגים אלו‬
‫עוזרים לנו לעשות סדר בעולם שיש בו הרבה תופעות הנראות‬
‫לעיתים מאוד שונות זו מזו‪).‬‬

‫"שפת האנרגיה" היא דרך לתאר תופעות בעזרת מונחים‬
‫המתארים תהליכים בהם אנרגיה של גופים מומרת מסוג‬
‫אחד לסוג אחר‪.‬‬
‫אנרגיה היא היכולת של גוף או מערכת פיסיקלית לבצע‬
‫עבודה‪ :‬הזזה ‪ ,‬הרמה ‪ ,‬חימום ‪ ,‬הארה ועוד‪. ...‬‬

‫אנרגיה ‪ -‬מושג מדעי המתאר‬
‫תופעות רבות ושונות‬

‫מקור אנרגיה – גוף או חומר שאצורה בו אנרגיה שאפשר‬
‫להפיק אותה ולהעביר אותה‪.‬‬
‫שני סוגים של מקורות אנרגיה‪:‬‬
‫מקורות מתחדשים‪ -‬הניצול לא מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬אינם מזהמים (ירוקים)‪:‬‬
‫שמש‪,‬רוח‪,‬מפל מים‪.‬‬

‫מקורות מתכלים –הניצול מפחית את‬
‫הכמות בטבע‪ ,‬לרוב מזהמים‪ :‬נפט‪ ,‬פחם‪,‬‬
‫גז‪..‬‬

‫איך אפשר עוד למיין את מקורות האנרגיה?‬
‫•מקורות אנרגיה מזהמים (נפט ומוצריו) המשפיעים לרעה על‬
‫הסביבה‬
‫ומקורות אנרגיה לא מזהמים ("ירוקים‪ ,),‬שאינם פוגעים בסביבה‬
‫(אור השמש‪ ,‬מפל מים‪)...‬‬
‫בשנים האחרונות עלתה המודעות לשימוש במקורות אנרגיה‬
‫ירוקים (למרות מחירם היקר יותר)‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫השמש היא הכוכב החשוב לנו ביותר‪ .‬השמש היא כדור גזים לוהט‪ ,‬המפזר את חומו‬
‫לכל עבר‪.‬‬
‫רק חלק קטן מן הכמות העצומה של אנרגיית השמש מגיע אל כדור הארץ‪ ,‬אבל בלי‬
‫האנרגיה הזו לא ייתכנו חיים על פני כדור הארץ שלנו‪.‬‬
‫לפעמים משתמשים אנו באנרגיית השמש ישירות ולפעמים בגלגולים שלה‪ .‬את‬
‫האנרגיה של השמש ניתן להמיר‪ ,‬לגלגל מצורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת‪.‬‬
‫כמעט כל צורות האנרגיה מקורן באנרגיית השמש‪.‬‬
‫כמות אנרגיית השמש המגיעה לכדור הארץ במשך עשר דקות מספיקה להפעיל את‬
‫כל המכוניות המכונות והמכשירים המצויים בכדור הארץ במשך שלושה חודשים‪.‬‬
‫בעייתם של המדענים היא כיצד לנצל את הכמות העצומה של אנרגיית השמש‬
‫המגיעה אלינו‪.‬‬
‫אחת הדרכים היא שימוש בתא השמש שבאמצעותו מפיקים מאנרגיית השמש אנרגיה‬
‫חשמלית‪ .‬שימוש אחר‪ ,‬נפוץ ביותר‪ ,‬הוא השימוש באנרגיית השמש לחימום מים‪ :‬דודי‬
‫שמש‪.‬‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫השמש מקור אנרגיה‬
‫כל המכשירים והמתקנים שנבנו עד כה לניצול אנרגיית השמש מנצלים רק כמות‬
‫קטנה מאוד מאנרגיית השמש הפוגעת בהם‪.‬‬
‫אבל‪ ,‬מכיוון שהכמות של אנרגית השמש המגיעה אלינו גדולה מאוד אין לכך חשיבות‬
‫רבה‪.‬‬
‫לפי כל התחזיות תמשיך השמש לזרוח ותשלח אלינו את האנרגיה שלה גם בעתיד‪,‬‬
‫במשך כמה מליארדי שנים נוספות‪.‬‬
‫מכיוון שאנו מקבלים אותה בחינם וללא תלות בבעיות פוליטיות סביר להניח שזו‬
‫תהיה אחת מצורות האנרגיה העיקריות שנשתמש בה בעתיד‪.‬‬

‫אנרגיית השמש משפיעה על כל תחומי החיים שלנו‪ ,‬מחממת אותנו‪ ,‬קובעת את מזג‬
‫האוויר ומספקת לנו אנרגיה‪ .‬השמש היא מקור החיים על פני כדור הארץ‪.‬‬
‫התוכלו לשער מה יקרה אם נקום בוקר אחד והשמש לא תזרח?‬

‫חומרי דלק הם מקורות אנרגיה‬
‫כדי לבשל‪ ,‬להאיר‪ ,‬לחמם‪ ,‬להפעיל מכונית או להפיק חשמל יש צורך באנרגיה‪.‬‬
‫חומרי דלק בוערים מספקים אנרגיה‪.‬‬
‫לחומרי דלק קוראים גם מקורות אנרגיה‪.‬‬

‫נתבונן סביבנו – מכוניות ורכבות‪ ,‬מטוסים ואוניות מפעלי תעשייה‪ ,‬תחנות כוח‬
‫שמפיקים בהן חשמל‪ :‬כל אלה תורמים לנוחיות שלנו‪ ,‬אך הם לא יכולים לפעול ללא‬
‫חומרי דלק‪.‬‬
‫בנזין‪ ,‬סולר‪ ,‬מזוט‪ ,‬קרוסין‪ ,‬גז בישול ופחם המפעילים מכונות‪ ,‬כלי תחבורה ותחנות‬
‫כוח הם חומרי הדלק החשובים ביותר בימינו‪.‬‬
‫מה קורה לחומרי הדלק בתהליך הבערה?‬

‫השימוש במקורות האנרגיה השונים‬
‫השימוש במקורות האנרגיה השונים בעולם‬
‫פחם‬
‫נפט‬
‫‪24%‬‬

‫‪15%‬‬

‫‪6%‬‬

‫גז טבעי‬

‫‪4%‬‬

‫אנרגיה גרעינית‬
‫אנרגיה הידרו אלקטרית‬

‫‪17%‬‬
‫‪34%‬‬

‫חומרים הבאים מצמחים‬
‫ומבעלי חיים‬

‫מהם מקורות האנרגיה הנפוצים והשימושיים ביותר כיום?‬
‫האם מקורות אלו הם מקורות מתכלים או מתחדשים?‬
‫סדרו בסדר גודל עולה את מקורות האנרגיה השימושיים השונים‪.‬‬
‫מה יקרה לדעתכם ביום שבו יתכלו מקורות האנרגיה מן העולם?‬

‫מקורות אנרגיה מתכלה ומקורות אנרגיה מתחדשת‬
‫האם האנרגיה המוצגת תצלומים היא מקור לאנרגיה מתכלה או מתחדשת ?‬
‫טורבינות רוח‬

‫תחנת הכוח רוטנברג בנהריים‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫קולטי שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫תחנת הכוח בחדרה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬
‫בתי הזיקוק בחיפה‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫ברכת שמש‬

‫מקור אנרגיה מתכלה ‪ /‬מתחדש‬

‫סוגי (צורות) האנרגיה הם מופעים שונים של אותה מהות‪.‬‬
‫סוגי האנרגיה כוללים‪:‬‬
‫אנרגיית תנועה‪ ,‬אנרגיית גובה‪ ,‬אנרגיה אלסטית‪ ,‬אנרגיית קרינה (אור)‪,‬‬
‫אנרגיית קול‪ ,‬אנרגיית חום‪ ,‬אנרגיה כימית‪ ,‬אנרגיה גרעינית‪.‬‬
‫לכל סוג אנרגיה יש גורמים (מאפיינים) המשפיעים על גודלו‬
‫(למשל גורם המהירות משפיע ‪/‬קובע את גודל אנרגיית התנועה)‪.‬‬
‫סוגים שונים של אנרגיה‬
‫(אור‪ ,‬תנועה‪ ,‬חשמלית‪ ,‬קול)‬
‫משמשים לתיאור של‬
‫תהליכים שונים המתרחשים‬
‫בטבע‬

‫שפת האנרגיה‪ :‬מהם "סוגי" אנרגיה?‬
‫מפאת נוחיות הדיבור נהוג לקרוא‬
‫לשינויי אנרגיה‬
‫בשמות שונים לפי התהליך שאותו הם מתארים‪.‬‬
‫הכרת סוגי אנרגיה מאפשרת לנו לתאר ולהבין אירועים‬
‫ותהליכים שונים המתרחשים סביבנו כל הזמן‪.‬‬

‫אנרגיה שיש לגוף המוגבה מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫למשל למטוס המרחף מעל פני הקרקע‪.‬‬
‫גוף הנמצא מעל מישור הייחוס שלו‪ ,‬הוא בעל אנרגית גובה‪.‬‬
‫גוף יכול ליפול כמו תפוח מהעץ או לא ליפול כמו מנורה‬
‫בתקרה‪ -‬לשניהם יש אנרגית גובה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית גובה‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהגובה‬
‫של גוף משתנה‪.‬‬

‫‪ 1‬גו'ל הוא כמות האנרגיה המשתחררת מנפילת ‪ 1‬ניוטון מגובה של ‪ 1‬מטר‪.‬‬

‫אנרגיית חום=אנרגיה תרמית‪ .‬נקראת גם אנרגיה‬
‫פנימית של החומר‪ .‬היא נובעת מאנרגית התנועה של‬
‫חלקיקי החומר‪ .‬אנרגית חום עוברת מגוף לגוף בדרכים‬
‫שונות‪ :‬הולכה‪ ,‬הסעה וקרינה‪.‬‬
‫אנרגיה עוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר לגוף בעל‬
‫טמפרטורה נמוכה יותר‪ .‬באופן כזה‪ ,‬טמפרטורת הגוף אליו‬
‫עוברת אנרגית החום גדלה ואילו זו של הגוף ממנו עברה‬
‫אנרגית החום קטנה‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיית חום‬
‫(האנרגיה הקינטית הפנימית של חומר))‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת שהטמפרטורה‬
‫של גוף משתנה‬
‫טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה קינטית הממוצעת של החלקיקים‪ ,‬שמהם הוא עשוי‬

‫קרינה‬
‫חומרים קולטים ופולטים קרינה‪ .‬קרינה‬
‫הנקלטת בחומר תגרום להוספת‬
‫אנרגיה לחלקיקיו ותגרום לעליית‬
‫הטמפ' של הגוף‪..‬‬

‫הסעת חום‬
‫מעבר חום בגזים ובנוזלים חלקיקי גז או‬
‫נוזל עוברים בעצמם ממקום אחד‬
‫למקום אחר ואת מקומם תופס גז או‬
‫נוזל קר‪.‬‬

‫הולכת חום‬
‫מעבר חום מגוף לגוף או מעבר אנרגיה של‬
‫החלקיקים בתוך החומר (הגוף) מתרחשת‬
‫בגופים מוצקים‪.‬‬

‫‪0C20‬‬

‫‪0C60‬‬

‫לחצו על התמונה‬

‫חלקיקי האוויר‬
‫זורמים למרחק‬

‫אנרגית התנועה‬
‫בלבד עוברת‬

‫אנרגיה שמקורה בקשרים הכימיים שבין האטומים של חומר‪.‬‬
‫האנרגיה משתחררת כאשר חומרים אלה מתפרקים או נשרפים‪.‬‬
‫אנרגיה זו‪ ,‬חשובה ביותר לקיומם של כל האורגניזמים‪ .‬מקורה של‬
‫האנרגיה הכימית ליצורים החיים היא במזון אותו הם צורכים‪ .‬יש‬
‫חומרים בעלי אנרגיה כימית רבה (חומרי דלק‪ ,‬שמנים וסוכרים)‪,‬‬
‫אותם מנצלים לצרכים שונים‪ :‬מכוניות‪ ,‬תחנת כוח‪....‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה כימית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים בהרכב הכימי של חומרים‬
‫האנרגיה הכימית‪ ,‬האצורה בסוללות‪ ,‬הופכת לאנרגיית אור‪ ,‬כאשר אנו‬
‫מדליקים את הפנס!‬

‫אנרגיה שיש לגוף מסוים עקב תנועתו‪.‬‬
‫כל גוף בעל מסה שנמצא בתנועה הוא בעל אנרגית תנועה‪.‬‬
‫גודלה של האנרגיה ומהירותה קשורה למסת הגוף‬
‫(למכונית נוסעת‪,‬לאדם הולך‪ ,‬למטוס טס יש אנרגיה זו)‬
‫שינוי באנרגית תנועה‪ :‬מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שמהירות התנועה של גוף משתנה‬

‫אנרגיה של גלי קול – (=אנרגיה אקוסטית) –‬
‫אנרגיית תנועה של חלקיקי החומר המתנודדים כתוצאה מגל קול‬
‫הפוגע בהם‪.‬‬
‫(למוזיקה מהרדיו‪ ,‬לצפירה וכו'‪) ...‬‬

‫אנרגיה הקשורה לתהליכי בליעה או פליטה של אור‬
‫(שמש)‪ .‬לכל קרינה‪ ,‬אורך גל ייחודי‪.‬‬
‫דוגמות‪ :‬קרינה שאינה נראית לעין ‪ -‬קרינת רנטגן‪ ,‬קרינת‬
‫רדיו‪ ,‬קרני ‪ ,X‬קרינה על סגולה‪.‬‬
‫אנרגיה של קרינה הנראת לעין ‪ -‬מופיעה כצבעים‬
‫(כחול‪,‬אדום) נר דולק‪ ,‬נורה מאירה‪ ,‬שמש‪.‬‬

‫בליעה‪ -‬בתהליך הפוטוסינתזה ע"י צמחים ירוקים‪.‬‬
‫פליטה‪ -‬קרני אור ע"י השמש וגופים מאירים (פנס‪,‬נר‪,‬נורה)‪.‬‬

‫‪‬שינוי‬
‫באנרגיה של‬
‫אור‬
‫מתייחס‬
‫לשינוי הנמדד‬
‫בעת שאור‬
‫נבלע או נוצר‪.‬‬

‫אנרגיה האגורה בגוף‪ /‬חומר בעל יכולת לשנוי צורה ע"י הפעלת‬
‫כוח‪ .‬כאשר הוא חוזר לצורתו הקודמת‪ ,‬משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬גומיה ‪ ,‬קפיץ‪ ,‬כדור ‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫אבזרי ספורט ( חדר כושר) תעשייה ( קפיצים )‪ ,‬מזרונים ועוד‪....‬‬

‫אנרגיה היכולה "לעבור" הן בחלל והן בעזרת כבלים‬
‫מוליכי חשמל‪ .‬אנרגיה זו מופקת בעיקר בתחנות הכוח‬
‫והיא מועברת לכל דורש באמצעות כבלי מתכת‪.‬‬

‫שימושים‪:‬‬
‫הפעלת מכשירים חשמליים‪ ,‬תחבורה‪.....‬‬
‫"אנרגיה חשמלית" ‪ -‬משמשת לתיאור תופעות בהן נוצר זרם‬
‫חשמלי (בתחנת כוח למשל) או שהזרם החשמלי מפעיל מכשירי‬
‫חשמל שונים‪.‬‬
‫‪‬שינוי באנרגיה חשמלית מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שחלים שינויים הקשורים במטענים חשמליים‬

‫הפקת חשמל בתחנת כוח‬

‫אנרגיה גרעינית ‪ -‬אנרגיה שמקורה בכוחות פנימיים שבין החלקיקים‪,‬‬
‫המרכיבים את גרעין האטום‪ .‬אנרגיה זו משתחררת לרוב מביקוע של‬
‫אטומים של חומרים רדיואקטיביים כגון אורניום וכן מאיחוי גרעינים‪.‬‬
‫כתוצאה מהביקוע משתחרר חום רב וקרינה‪.‬‬
‫שימושים‪:‬‬
‫תחנות כוח לייצור אנרגיה חשמלית‪ ,‬ברפואה (קרינת רנטגן ו‪)C.T -‬‬
‫וייצור פצצות אטום‪.‬‬
‫שינוי באנרגיה גרעינית‬
‫מתייחס לשינוי הנמדד בעת‬
‫שגרעינים של אטומים משתנים‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מה מתואר בכל תמונה?‬
‫• איזה סוג ‪ /‬סוגי אנרגיה אתה מזהה בכל תמונה?‬

‫• מזהים אנרגיית תנועה באמצעות תנועה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיית גובה על ידי שינוי בגובה של גוף מעל‬
‫נקודת ייחוס‪.‬‬

‫• מזהים אנרגייה אלסטית על ידי מתיחה (או כיווץ או שינוי‬
‫צורה‬
‫אחר) של גוף‪.‬‬

‫• מזהים אנרגיית חום על ידי שינוי טמפרטורה של גוף‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה כימית על ידי שינוי בחומר‪.‬‬
‫• מזהים אנרגיה חשמלית על ידי זרם חשמלי‪.‬‬

‫שמיעתב"קול‪.‬‬
‫באמצעות‬
‫מזהים‬
‫אחד •‬
‫שפת האנרגיה"‬
‫בעזרת שימוש‬
‫קולהיום יום‬
‫אנרגיית מחיי‬
‫התאור אירועים‬
‫היתרונות‬
‫(מושגים מעולם האנרגיה) הוא היכולת להסביר את השינויים שעוברים‬
‫• מזהים אנרגיית אור באמצעות ראיית אור‪.‬‬
‫על גוף מסוים על ידי נתוח סוג האנרגיה המאפיינת אותו בכל מצב‪.‬‬

‫המרות (גלגול) אנרגיה – מעבר אנרגיה מגוף לגוף או מעבר בין סוג אחד‬
‫של אנרגיה לסוג אחר של אנרגיה‪ ,‬או מעבר משולב גם מגוף לגוף וגם‬
‫מסוג לסוג‪.‬במערכת סגורה המרות האנרגיה מקיימות את עקרון שימור‬
‫האנרגיה‪ ,‬שמשמעותו סך הכל של האנרגיה נשאר גודל קבוע במערכת‪,‬‬
‫כלומר כל גוף "שמאבד" אנרגיה‪ ,‬האנרגיה עוברת לגוף אחר "שקולט"‬
‫אותה‪.‬‬

‫גלגולי אנרגיה‪ /‬המרות אנרגיה ‪ -‬אנרגיה מסוימת עוברת לסוג אנרגיה אחר או‪,‬‬
‫כאשר אנרגיה מסוימת באובייקט מסוים עוברת (לאותו סוג אנרגיה) באובייקט‬
‫אחר‪.‬‬
‫ניתן לתאר תופעות ותהליכים על ידי "מעברי אנרגיה" מסוג אחד לסוג אחר‬
‫וממערכת