מושג חמקמק ושמו
אנרגיה.
האם 'אנרגיה' באמת קיימת? האם ניתן לחזות בה במו עינינו, או שהיא פרי דמיוננו? יצאנו לגלגל גלגל, שחזר אלינו עם תשובות בנושא גלגולי אנרגיה.
אז מהי אנרגיה?
הגדרת המושג אנרגיה אינה פשוטה, לא להבנה ולא להסבר.
'אנרגיה' היא גודל או תכונה שאינם מוחשיים: אנחנו לא יכולים לזהות אנרגיה בעזרת 5 החודשים שלנו ולא יכולים למדוד אנרגיה באופן ישיר.
אפשר לומר שאנרגיה היא פרי המצאתם של בני האדם. מחוץ למסגרת החשיבה שלנו, 'אנרגיה' לא באמת קיימת.
אם כך, מדוע המציאו בני האדם את המונח אנרגיה? למה הוא משמש אותנו?
השימוש במונח אנרגיה עוזר להבין תהליכים בכל תחומי המדע. ישנן הרבה תופעות מדעיות שקשה מאוד (ואף לא ניתן) להסביר ללא שימוש במושג אנרגיה.
מה יקרה אם...
בואו בכל זאת ננסה להבין מהי אנרגיה. כדי להבין מה הכוונה כשאומרים שלגוף מסויים יש אנרגיה (ובשפה המדעית – "אצורה בו אנרגיה"), מוטב שנשאל את עצמנו "מה יקרה אם…".
התשובה: הנורה תדלוק במשך מספר שעות, עד שייחלש הזרם במעגל החשמלי.
אבל מה גרם לנורה לדלוק? היתה זו האנרגיה הכימית האצורה בסוללה.
התשובה: הכדור ינוע לכיוון הרצפה, עד שיפגע בה.
אבל מה גרם לכדור לנוע? הרי לא נתנו לכדור שום דחיפה או תנופה – פשוט עזבנו אותו. היתה זו אנרגיית הכבידה שהיתה אצורה בכדור.
התשובה: הגומיה תתחיל לנוע עד שהיא תחזור לצורתה המקורית.
אבל מה גרם לגומיה לנוע? היתה זו האנרגיה האלסטית שהיתה אצורה בה.
(אם אינכם רואים את התשובות לשאלות הנ"ל, לחצו על השאלה כדי לחשוף את התשובה)
אם היה ביכולתנו לפתוח את הכדור או הסוללה ולהביט פנימה, בוודאי שלא היינו מוצאים בפנים אנרגיה. אולם המושג אנרגיה עוזר לנו להבין ולחשב בדיוק רב מה יקרה כאשר נעמיד גוף מסויים במצב מסויים.
כפי שלמדנו בכיתה, המדע מסווג את האנרגיה לסוגים שונים, שמתארים את האופן שבו האנרגיה נאגרת ומשתחררת. חלק מסוגי אנרגיה שאולי שמעתם עליהם הם:
אנרגיית כבידה, אנרגיה קינטית (אנרגיית תנועה), אנרגיה אלסטית (עליהן דיברנו), אנרגיה כימית, אנרגיה חשמלית, אנרגיית קול.
גלגולי אנרגיה
למען האמת, האנרגיה שהיתה אצורה בסוללה, בכדור ובגומיה, לא היתה שם מאז ומתמיד. היא ניתנה להם ממישהו או ממשהו אחר. ברגע שטענו את הסוללה בחשמל, העברנו אליה אנרגיה. ברגע שהרמנו את הכדור, העברנו לו אנרגיה. ברגע שמתחנו את הגומיה, העברנו לה אנרגיה.
אנרגיה אפשר להעביר מגוף לגוף. גוף שקיבל אנרגיה יכול לשחרר אותה ולהעביר אותה הלאה. העברת האנרגיה נקראת בשפה המדעית 'גלגולי אנרגיה'. גלגל הבומרנג שבנינו בפעילות מדגים כיצד מתרחשים גלגולי אנרגיה.
גלגל הבומרנג
גלגל הבומרנג כולל מערכת שמורכבת מגומיה וממשקולת. בואו נבין מהם גלגולי האנרגיה שמתרחשים בגלגל הבומרנג, אשר גורמים לו לחזור אלינו כמו בומרנג:
- בשלב הראשון, אנחנו מגלגלים את הגלגל ומעבירים לו אנרגיה - אנרגיית תנועה. ככל שהגלגל מתגלגל ומתקדם, בזכות המשקולת שתלויה על הגומיה, הגומיה מתלפפת סביב עצמה, ונמתחת. בצורה זו, הגומיה מקבלת אנרגיה מהגלגל, ואוגרת אותה. כל עוד הגומיה מתוחה, אצורה בתוכה אנרגיה.
- בשלב מסויים, האנרגיה שהענקנו לגלגל נגמרת. חלקה עברה לגומיה וחלקה התבזבזה כתוצאה מכוח החיכוך שפועל על הגלגל. כאשר האנרגיה של הגלגל נגמרת, הגלגל נעצר.
- מה קורה מיד לאחר מכן? הגומיה, שבה אצורה אנרגיה, 'רוצה' לחזור לצורתה המקורית ומתחילה להשתחרר. תוך כדי שהגומיה משתחררת היא משחררת את האנרגיה שלה, ומעבירה אותה בחזרה לגלגל! העברת האנרגיה הזו מעניקה לגלגל אנרגיה מחודשת, שגורמת לו להתחיל לנוע בחזרה אלינו.
משימה לבית
השתמשו בגלגל הבומרנג למשחק, וגם לניסוי. בצעו מעקב אחר מה שמתרחש במערכת הגומיה והמשקולת שבתוך הגלגל, ותוכלו להבין טוב יותר מהם גלגולי אנרגיה. נסו לחשוב אילו עוד גלגולי אנרגיה אתם מכירים. נסו לחשוב מאיזה גוף האנרגיה עוברת ולאיזה גוף, והאם האנרגיה משנה את צורתה או לא (אם היא הופכת, למשל, מאנרגיית כבידה לאנרגיית תנועה, או מאנרגיה חשמלית לאנרגיית חום).
