قانون پایستگی انرژی فیزیک دهم | آموزش کامل
2025/12/16
قانون پایستگی انرژی فیزیک دهم یکی از پایهایترین و در عین حال مهمترین مباحث کتاب فیزیک دهم است. بسیاری از دانشآموزان این مبحث را فقط با حفظ فرمولها جلو میبرند، اما در امتحان یا تستهای مفهومی دچار مشکل میشوند. در این مقاله، قانون پایستگی انرژی را کاملاً مفهومی، مرحلهبهمرحله و با مثال ساده یاد میگیریم.
قانون پایستگی انرژی چیست؟
قانون پایستگی انرژی بیان میکند که: در یک سیستم بسته، مجموع انرژیها ثابت میماند و انرژی نه به وجود میآید و نه از بین میرود، بلکه فقط از شکلی به شکل دیگر تبدیل میشود. در فیزیک دهم، این قانون معمولاً برای بررسی تبدیل بین انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل گرانشی به کار میرود. این مبحث زیر مجموعه ای از کار و انرژی فیزیک دهم است.
انرژی جنبشی در فیزیک دهم
انرژی جنبشی انرژی ناشی از حرکت یک جسم است. هر جسمی که حرکت میکند، انرژی جنبشی دارد. انرژی جنبشی به جرم و سرعت جسم وابسته است. با دو برابر شدن سرعت، انرژی جنبشی چهار برابر میشود.
انرژی پتانسیل گرانشی
انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی ذخیرهشده یک جسم به دلیل قرار گرفتن در ارتفاع گفته میشود. ویژگیهای مهم انرژی پتانسیل گرانشی این موارد است:
- به جرم جسم وابسته است.
- به ارتفاع جسم نسبت به سطح مرجع بستگی دارد.
اشتباه رایج دانش آموزان انتخاب سطح مرجع اشتباه است که باعث غلط شدن کل مساله می شود.
ارتباط انرژی جنبشی و پتانسیل
در بسیاری از مسائل فیزیک دهم، انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی تبدیل میشود یا برعکس این قضیه اتفاق می افتد.
مثال : جسمی از ارتفاع سقوط میکند → پتانسیل کم میشود، جنبشی زیاد میشود
- جسمی به سمت بالا پرتاب میشود → جنبشی کم میشود، پتانسیل زیاد میشود
استفاده از قانون پایستگی انرژی فیزیک دهم
اگر در مسئله:
- اصطکاک وجود نداشته باشد
- اتلاف انرژی نداشته باشیم
میتوان نوشت:
مجموع انرژی اولیه = مجموع انرژی نهایی
نکته کنکوری: در بیش از ۸۰٪ مسائل، فقط با همین یک جمله میتوان مسئله را حل کرد.
مسائل دارای اصطکاک
در صورتی که اصطکاک وجود داشته باشد، بخشی از انرژی به گرما تبدیل میشود و قانون پایستگی انرژی به صورت کامل برقرار نیست در این موارد باید کار نیروی اصطکاک را در نظر بگیریم.
اشتباهات پرتکرار دانشآموزان
- - حفظ کردن فرمول بدون درک مفهوم
- - تشخیص ندادن وجود یا عدم وجود اصطکاک
- - قاطی کردن مبحث کار و انرژی
- - فراموش کردن شرط سیستم بسته
راهحل: اول شرایط مسئله را تحلیل کن، بعد فرمول بنویس.
قانون پایستگی انرژی فیزیک دهم در امتحان و کنکور
این مبحث در امتحانات تشریحی بسیار پرتکرار است و پایه حل بسیاری از تستهای کنکور فیزیک محسوب میشود.اگر این مبحث را خوب یاد بگیری:
- - حرکتشناسی سادهتر میشود
- - کار و توان را بهتر میفهمی
- - مسائل ترکیبی را راحتتر حل میکنی
جمعبندی
قانون پایستگی انرژی فیزیک دهم یکی از مباحث کلیدی فیزیک است که با یادگیری مفهومی آن، بخش بزرگی از فیزیک برای دانشآموز ساده میشود. یادگیری این قانون فقط حفظ فرمول نیست، بلکه فهم تبدیل انرژیهاست. آموزش کامل، حل تست و رفع اشکال این مبحث در دورههای فیزیک دهم نوردا ارائه شده است.
سوالات پرتکرار (FAQ)
آیا قانون پایستگی انرژی همیشه برقرار است؟
خیر، فقط در صورتی که اتلاف انرژی نداشته باشیم.
در چه مسائلی بهتر است از این قانون استفاده کنیم؟
در مسائل سقوط، پرتاب، حرکت روی سطح شیبدار بدون اصطکاک.
تفاوت کار و انرژی چیست؟
کار باعث تغییر انرژی میشود، اما خودِ انرژی نیست.
در همین راستا بخوانید : گام به گام فیزیک تجربی دهم