فيزياء عاشر أنشطة ف1

‫الفيزياء‬ ‫ال�صف العا�شر ‪ -‬كتاب الأن�شطة والتجارب العملية‬ ‫الف�صل الدرا�سي الأول‬ ‫‪10‬‬ ‫فريـق التأليـف‬ ‫موسى عطا الله الطراونة (رئي ًسا)‬ ‫خلدون سليمان المصاروه‬ ‫أ‪.‬د‪ .‬محمود إسماعيل الجاغوب‬ ‫يحيـى أحمـــد طــواهــا‬ ‫موسـى محمـود جـرادات‬ ‫روناهي محمد صالح الكردي (منس ًقا)‬ ‫النا�شر‪ :‬المركز الوطني لتطوير المناهج‬ ‫يسر المركز الوطني لتطوير المناهج‪ ،‬استقبال آرائكم وملحوظاتكم على هذا الكتاب عن طريق العناوين الآتية‪:‬‬ ‫ ‪  06-4617304 / 8-5‬‬ ‫ ‪  06-4637569‬‬ ‫‪  P.O.Box: 1930 Amman 1118‬‬ ‫‪ @nccdjor   [email protected]   www.nccd.gov.jo‬‬

‫ بنـا ًء على قـرار المجلس الأعلى‬،‫قـ َّررت وزارة التربيـة والتعليـم تدريـس هذا الكتـاب في مدارس المملكـة الأردنية الهاشـمية جميعها‬ )2020/44( ‫ وقرار مجلـس التربيـة والتعليم رقـم‬،‫ م‬2020/6/2 ‫ تاريـخ‬،)2020/3( ‫للمركـز الوطنـي لتطويـر المناهـج في جلسـته رقـم‬ .‫ م‬2021 / 2020 ‫م بـد ًءا من العـام الـدراسي‬ 2020/6/18 ‫تاريـخ‬ © Harper Collins Publishers Limited 2020. - Prepared Originally in English for the National Center for Curriculum Development. Amman - Jordan - Translated to Arabic, adapted, customised and published by the National Center for Curriculum Development. Amman - Jordan ISBN: 978 - 9923 - 41 - 043 - 1 ‫المملكة الأردنية الهاشمية‬ ‫رقم الإيداع لدى دائرة المكتبة الوطنية‬ )2020/8/2977( 373,19 ‫ المركز الوطني لتطوير المناهج‬.‫الأردن‬ 2020 ،‫ المركز‬:‫ عمان‬-.‫ المركز الوطني لتطوير المناهج‬/)‫ كتاب التمارين (الصف العاشر‬:‫الفيزياء‬ .‫) ص‬40(1‫ج‬ 2020/8/2977 :.‫إ‬.‫ر‬ /‫المناهج‬//‫التعليم الإعدادي‬//‫العلوم الطبيعية‬//‫الفيزياء‬/ :‫الواصفات‬ .‫يتحمل المؤلف كامل المسؤولية القانونية عن محتوى مصنفه ولا يع ّبر هذا المصنف عن رأي دائرة المكتبة الوطنية‬ All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, sorted in retrieval system, or transmitted in any form by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise , without the prior written permission of the publisher or a license permitting restricted copying in the United Kingdom issued by the Copyright Licensing Agency Ltd, Barnard's Inn, 86 Fetter Lane, London, EC4A 1EN. British Library Cataloguing -in- Publication Data A catalogue record for this publication is available from the Library. ‫ م‬2020 / ‫ هـ‬1441 ) ‫الطبعة الأولى (التجريبية‬ ‫ م‬2021 / ‫ هـ‬1442 ‫أعيدت طباعت ه‬

‫رق ُم الصفح ِة‬ ‫قائمةُ المحتويا ِت‬ ‫‪4‬‬ ‫الموضو ُع‬ ‫‪6‬‬ ‫‪9‬‬ ‫الوحد ُة الأولى‪ :‬الـ ُم َّت ِجها ُت‬ ‫‪11‬‬ ‫تجرب ٌة استهلالي ٌة‪ :‬نات ُج جم ِع ُق َّوت ْ ِي عمل ًّيا‬ ‫التجرب ُة ‪ :1‬إيجا ُد محصل ِة ُق َّوت ْ ِي بصور ٍة عملي ٍة‬ ‫‪12‬‬ ‫تجرب ٌة إثرائي ٌة‪ُ :‬مر َّك َبتا ال ُق َّو ِة وعلاق ُت ُهما بحرك ِة الأجسا ِم‬ ‫‪15‬‬ ‫أسئل ُة اختبارا ٍت دولي ٍة‪ ،‬أ ْو أسئل ٌة على نم ِطها‬ ‫‪17‬‬ ‫‪20‬‬ ‫الوحد ُة الثاني ُة‪ :‬الحرك ُة‬ ‫‪24‬‬ ‫تجرب ٌة استهلالي ٌة‪ :‬وص ُف الحرك ِة باستخدا ِم ال َم ْدر ِج الهوائ ِّي‬ ‫‪26‬‬ ‫التجرب ُة ‪ :1‬قيا ُس تسا ُر ِع السقو ِط ال ُح ِّر عمل ًّيا‬ ‫‪28‬‬ ‫التجرب ُة ‪ :2‬وص ُف حرك ِة المقذو ِف الأفق ِّي‬ ‫‪30‬‬ ‫‪34‬‬ ‫تجرب ٌة إثرائي ٌة ‪ :1‬تأثي ُر مقاوم ِة الهوا ِء في سقو ِط الأجسا ِم قر َب سط ِح الأر ِض‬ ‫‪39‬‬ ‫تجرب ٌة إثرائي ٌة ‪ :2‬بنا ُء ِمظ َّل ِة هبو ٍط‬ ‫أسئل ُة اختبارا ٍت دولي ٍة‪ ،‬أ ْو أسئل ٌة على نم ِطها‬ ‫الوحد ُة الثالث ُة‪ :‬القوى‬ ‫تجرب ٌة استهلالي ٌة‪ :‬القصو ُر الذات ُّي‬ ‫التجرب ُة ‪ :1‬ال ُق َّو ُة والكتل ُة والتسا ُر ُع‬ ‫تجرب ٌة إثرائي ٌة‪ :‬اختبا ُر دمى التصاد ِم‬ ‫أسئل ُة اختبارا ٍت دولي ٍة‪ ،‬أ ْو أسئل ٌة على نمطِها‬

‫نات ُج جم ِع ُق َّوت ْي ِن عمل ًّيا‬ ‫تجرب ٌة‬ ‫استهلالي ٌة‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪ُ :‬تع َّر ُف ال ُق َّو ُة بأ َّنها ك ِّمي ٌة فيزيائي ٌة ُم َّت ِجه ٌة ذا ُت مقدا ٍر واتجا ٍه‪ ،‬وه َي ُتقا ُس بوحد ِة‬ ‫نيوتن ‪ ،N‬و ُيم ِك ُن تحدي ُد مقدا ِرها باستعما ِل الميزا ِن الناب ِض‪.‬‬ ‫عن َد جم ِع ُق َّوت ْي ِن أ ْو أكث َر‪ ،‬فإ َّن نات َج عملي ِة الجم ِع يعتم ُد على اتجاها ِت تل َك القوى‪ ،‬وعلى‬ ‫مقادي ِرها‪ ،‬وهذا يختل ُف ع ِن الجم ِع الجبر ِّي للأعدا ِد‪ ،‬وجم ِع الكميا ِت الفيزيائي ِة التي لها مقدا ٌر‬ ‫فق ْط‪ُ .‬تو ِّض ُح هذ ِه التجرب ُة كيفي َة جم ِع ال ُم َّت ِجها ِت بصور ٍة عملي ٍة‪.‬‬ ‫ا َّد َع ْت هيا أ َّن مجمو َع ُق َّوت ْي ِن مقدا ُر ك ٍّل منْ ُهما ‪ُ 5 N‬تؤ ِّثرا ِن في جس ٍم‪ ،‬ه َو ‪ ،5 N + 5 N = 5 N‬في‬ ‫حي ِن ا َّدعى َيما ٌن أ َّن مجمو َع ال ُق َّوت ْي ِن ‪ . 5 N + 5 N = 10 N‬أ َّي ُهما ُتؤ ِّي ُد؟‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫التميي ُز بي َن جم ِع القوى وجم ِع الأعدا ِد‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫ثِ ْق ٌل كتل ُت ُه ‪ ،50 g‬ميزانا ِن نابض ّيا ِن‪ ،‬ثلاث ُة خيو ٍط متساوي ٍة في الطو ِل‪ ،‬حلق ٌة ُمه َمل ُة الوز ِن تقري ًبا‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫الحذ ُر م ْن سقو ِط الأجسا ِم والأدوا ِت على القدم ْي ِن‪.‬‬ ‫‪600 60 0‬‬ ‫‪500 g‬‬ ‫‪500 g‬‬ ‫‪500 g‬‬ ‫ج‬ ‫ب‬ ‫أ‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫بالتعاو ِن م َع أفرا ِد مجموعتي‪ُ ،‬أن ِّف ُذ الخطوا ِت الآتي َة‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬أقي ُس‪ُ :‬أع ِّل ُق ال ِّث ْق َل بالميزا ِن الأو ِل‪ ،‬كما في الشك ِل (أ)‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن القراء َة في الجدو ِل‪.‬‬ ‫‪ 4‬الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪Vectors‬‬

‫ ‪2 .‬أقي ُس‪ُ :‬أع ِّل ُق الميزا َن الثان َي بالحلق ِة‪ ،‬إضاف ًة إلى الميزا ِن الأو ِل‪ ،‬كما في الشك ِل (ب)‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن قراء َة ك ٍّل م َن‬ ‫الميزان ْي ِن في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪3 .‬أقي ُس‪ُ :‬أزي ُح ك ًّل م َن الميزان ْي ِن في الشك ِل (ب)‪ :‬أح َدهما إلى اليمي ِن‪ ،‬والآخ َر إلى اليسا ِر‪ ،‬كما في الشك ِل (ج)‪،‬‬ ‫ح ّتى تصب َح قراء ُة ك ِّل ميزا ٍن مساوي ًة لقراء ِة الميزا ِن في الشك ِل (أ)‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن قراء َت ْي ِهما في الجدو ِل‪.‬‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫بج‬ ‫الحال ُة (الشك ُل) أ‬ ‫قراء ُة الميزا ِن الأو ِل‬ ‫قراء ُة الميزا ِن الثاني‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬ماذا ُتم ِّث ُل قراء ُة الميزا ِن الأو ِل في الحال ِة (أ)؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪2 .‬كي َف تغ َّي َر ْت قراء ُة ك ٍّل م َن الميزان ْي ِن في الحالت ْي ِن (ب) َو (ج)؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أقا ِر ُن مجمو َع قراء ِة الموازي ِن في الحال ِة (ب) والحال ِة (ج) بوز ِن ال ِّث ْق ِل‪.‬‬ ‫الحال ُة (ب)‪ :‬قراء ُة الميزا ِن الأو ِل ‪ +‬قراء ِة الميزا ِن الثاني= ‪. ..............................‬‬ ‫الحال ُة (ج)‪ :‬قراء ُة الميزا ِن الأو ِل ‪ +‬قراء ِة الميزا ِن الثاني= ‪. ..............................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬أق ِّو ُم‪ُ :‬أح ِّد ُد أ َّي ُهما ُأؤ ِّي ُد‪ :‬ا َّدعا َء هيا أ ِم ا َّدعا َء َيما ٍن‪ ،‬ماذا أستنت ُج؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪5 Vectors‬‬

‫إيجا ُد محصل ِة ُق َّوت ْي ِن بصور ٍة عملي ٍة‬ ‫التجرب ُة ‪1‬‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫طاول ُة القوى‪ :‬أدا ٌة ُتستخ َد ُم في إيجا ِد محصل ِة ُق َّوت ْي ِن أ ْو أكث َر عمل ًّيا‪ ،‬وه َي تتك َّو ُن م ْن قر ٍص دائر ٍّي ُمد َّر ٍج‬ ‫م ْن ‪ 0o‬إلى ‪ ،360o‬كما في الشك ِل‪ُ .‬تط َّب ُق قوى الوز ِن ( ‪ )F = W = m‬على الحلق ِة المركزي ِة باستخدا ِم‬ ‫خيو ٍط ُتث َّب ُت بالحلق ِة م ْن طر ٍف‪ ،‬وبحام ِل أثقا ٍل م َن الطر ِف الآخ ِر‪ ،‬بحي ُث يم ُّر ك ُّل خي ٍط فو َق بكر ٍة‪،‬‬ ‫ويتغ َّي ُر مقدا ُر القوى بإضاف ِة بع ِض الأثقا ِل أ ْو إزالتِها‪ ،‬أ ّما اتجا ُه القوى فيتغ َّي ُر بتحري ِك البكرا ِت على‬ ‫محي ِط الطاول ِة‪.‬‬ ‫ُيم ِك ُن موازن ُة ُق َّوت ْي ِن مث ًل م َع ُق َّو ٍة ثالث ٍة‪ ،‬بحي ُث ينطب ُق مرك ُز الحلق ِة م َع المسما ِر ال ُمث َّب ِت بمرك ِز الطاول ِة‪.‬‬ ‫وهذ ِه ال ُق َّو ُة (الموازن ُة) لي َس ْت محصل ًة لل ُق َّوت ْي ِن‪ ،‬وإ َّنما تساوي في المقدا ِر محصل َة ال ُق َّوت ْي ِن‪ ،‬وتعاك ُسها‬ ‫في الاتجا ِه‪.‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫إيجا ُد محصل ِة ُق َّوت ْي ِن بينَ ُهما زاوي ٌة بصور ٍة عملي ٍة‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫طاول ُة القوى‪ ،‬مجموعتا ِن م َن الأثقا ِل تتك َّو ُن ك ٌّل منْ ُهما م ْن ثلاث ِة أثقا ٍل متساوي ٍة في الكتل ِة‪ ،‬ميزا ٌن إلكترون ٌّي‬ ‫(ح ّسا ٌس)‪ ،‬ثلاث ُة حوام ِل أثقا ٍل متماثل ٍة‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫الحذ ُر م ْن سقو ِط الأجسا ِم والأدوا ِت على القدم ْي ِن‪.‬‬ ‫‪ 6‬الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪Vectors‬‬

‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫بالتعاو ِن م َع أفرا ِد مجموعتي‪ُ ،‬أن ِّف ُذ الخطوا ِت الآتي َة‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬أض ُع طاول َة القوى على سط ٍح مست ٍو‪ ،‬وأستعم ُل الميزا َن لقيا ِس كتل ِة حام ِل الأثقا ِل‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن النتيج َة‪.‬‬ ‫ ‪2 .‬أض ُع ثق ًل على كل حاملٍ‪ ،‬ث َّم أضب ُط خي َط أح ِد الحوام ِل على تدري ِج الصف ِر ‪ ،0o‬وخي ًطا لحام ٍل آخ َر‬ ‫على تدري ِج ‪ ،120o‬و ُأح ِّر ُك خي َط الحام ِل ال ُمتب ِّق َي ح ّتى ينطب َق مرك ُز الحلق ِة على مرك ِز طاول ِة القوى‪ ،‬ث َّم‬ ‫ُأ َد ِّو ُن التدري َج الذي انطب َق عل ْيه الخي ُط‪.‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أك ِّر ُر الخطو َة الثاني َة باستخدا ِم ثلاث ِة أثقا ٍل ُأخرى متساوي ٍة‪ .‬ه ْل تغ َّي َر ِت النتائ ُج؟‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬أح ُس ُب القوى الثلا َث ال ُمؤ ِّثر َة في الحلق ِة باستخدا ِم العلاق ِة‪ ،F = m :‬حي ُث ‪( :m‬كتل ُة حام ِل ال ِّث ْق ِل ‪+‬‬ ‫كتل ِة ال ِّث ْق ِل)‪ .‬ما مقدا ُر محصل ِة تل َك القوى؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪2 .‬أح ُس ُب بيان ًّيا محصل َة ال ُق َّوت ْي ِن‪ :‬الأولى‪ ،‬والثاني ِة‪.‬‬ ‫‪F1,2 = .............. N , Ɵ = .............. 0‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أقا ِر ُن محصل َة هات ْي ِن ال ُق َّوت ْي ِن بال ُق َّو ِة الثالث ِة‪ ،‬م ْن حي ُث‪ :‬المقدا ُر‪ ،‬والاتجا ُه‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪7 Vectors‬‬

‫ ‪4 .‬أستنت ُج استنا ًدا إلى تجربتي‪ ،‬علاق َة محصل ِة أ ِّي ُق َّوت ْي ِن بال ُق َّو ِة الثالث ِة عن َد الاتزا ِن (انطبا ُق مرك ِز الحلق ِة‬ ‫على مرك ِز الطاول ِة)‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪5 .‬أح ُس ُب بيان ًّيا محصل َة القوى الثلا ِث‪ ،‬ث َّم ُأف ِّس ُر النتيج َة‪.‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 6 .‬أقا ِر ُن نتائ َج مجموعتي بنتائ ِج المجموعا ِت الأُخرى‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ 8‬الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪Vectors‬‬

‫ُمر َّك َبتا ال ُق َّو ِة وعلاق ُت ُهما بحرك ِة الأجسا ِم‬ ‫تجرب ٌة‬ ‫إثرائي ٌة‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫ق ْد نشاه ُد على إحدى الطرقا ِت شخ ًصا يحاو ُل جاه ًدا ‪-‬م ْن دو ِن جدوى‪ -‬ف َّك البرغ ِّي المشدو ِد على‬ ‫عج ِل سيارتِ ِه باستعما ِل المفتا ِح الخا ِّص بذل َك‪ ،‬كما في الشك ِل‪ ،‬بالرغ ِم م ْن تأثي ِر ِه بأقصى ُق َّو ٍة لد ْي ِه في‬ ‫طر ِف ذرا ِع المفتا ِح‪ ،‬فماذا يفع ُل لح ِّل هذ ِه المشكل ِة؟‬ ‫ُيم ِك ُن للشخ ِص إطال ُة ذرا ِع المفتا ِح (‪ )r‬باستعما ِل‬ ‫ماسور ٍة مث ًل؛ ما ُيس ِّه ُل عل ْي ِه فـ َّك البرغ ِّي بالرغ ِم م ْن‬ ‫أ َّن ُه يبذ ُل ال ُق َّو َة نف َسها؛ أ ْي يزي ُد ع ْز َم ال ُق َّو ِة (سو َف‬ ‫‪r‬‬ ‫أدر ُس هذا الموضو َع في صفو ٍف لاحق ٍة)؛ إ ْذ يتناس ُب‬ ‫‪F‬‬ ‫مقدا ُر ع ْز ِم ال ُق َّو ِة طرد ًّيا م َع طو ِل ذرا ِعها ‪( r‬مقدا ُر ُم َّت ِج ِه‬ ‫الموق ِع)‪ .‬ولك ْن‪ ،‬ه ْل ُيؤ ِّث ُر اتجا ُه ال ُق َّو ِة في زياد ِة ع ْز ِم‬ ‫ال ُق َّو ِة فيصب ُح ف ُّك البرغ ِّي أكث َر سهول ًة؟‬ ‫‪y‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪ -‬دراس ُة أث ِر اتجا ِه ال ُق َّو ِة في تحري ِك الأجسا ِم‪.‬‬ ‫‪z‬‬ ‫‪ -‬تحلي ُل ال ُق َّو ِة إلى ُمر َّكب َت ْيها‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫ميزا ٌن ناب ٌض‪ ،‬خي ٌط‪ ،‬منقل ٌة‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫استعما ُل الميزا ِن الناب ِض بحذ ٍر‪.‬‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫بالتعاو ِن م َع أفرا ِد مجموعتي‪ُ ،‬أن ِّف ُذ الخطوا ِت الآتي َة‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أث ِّب ُت أح َد طر َف ِي الخي ِط بمقب ِض البا ِب‪ ،‬والطر ِف الآخ ِر بالميزا ِن الناب ِض‪ ،‬كما في الشك ِل‪.‬‬ ‫ ‪2 .‬أسح ُب الميزا َن باتجا ٍه ُموا ٍز لمستوى البا ِب‪ ،‬وبشك ٍل أفق ٍّي (‪ُ ،)θ=0o‬محا ِو ًل فت َح البا ِب‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪9 Vectors‬‬

‫ ‪ُ 3 .‬أح ِّر ُك الميزا َن أفق ًّيا نح َو الخار ِج ح ّتى تصب َح الزاوي ُة ‪ُ ،θ = 60o‬مستخ ِد ًما المنقل َة في ذل َك‪ ،‬ث َّم أزي ُد‬ ‫ُق َّو َة َش ِّدي للميزا ِن بد ًءا بالصف ِر؛ ح ّتى يبد َأ البا ُب بالحرك ِة‪ .‬عندئ ٍذ أتو َّق ُف ع ْن زياد ِة ال َّش ِّد‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن في‬ ‫الجدو ِل مقدا َر ُك ٍّل م ْن قراء ِة الميزا ِن‪ ،‬والزاوي ِة ‪.θ‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬أك ِّر ُر الخطو َة السابق َة باستعما ِل زاوي ٍة قائم ٍة ‪ ،θ = 90o‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن النتائ َج في الجدو ِل‪.‬‬ ‫الزاوي ُة بي َن البا ِب ُمر َّكب ُة ال ُق َّو ِة الموازي ِة للبا ِب ُمر َّكب ُة ال ُق َّو ِة العمودي ِة على مستوى البا ِب‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫وال ُق َّو ِة (‪)N( )N( )θo‬‬ ‫مقدا ُر ال ُق َّو ِة‬ ‫(‪)N‬‬ ‫‪0o‬‬ ‫‪60o‬‬ ‫‪90o‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬أح ُس ُب ُمر َّكب َت ِي ال ُق َّو ِة الموازي ِة لمستوى البا ِب وال ُق َّو ِة العمودي ِة عل ْي ِه في ك ِّل حال ٍة‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُنها في الجدو ِل‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬أقا ِر ُن‪ :‬ما العلاق ُة بي َن مقدا ِر ك ٍّل م ْن ُمر َّكب َت ِي ال ُق َّو ِة الموازي ِة لمستوى البا ِب وال ُق َّو ِة العمودي ِة عل ْي ِه ومقدا ِر‬ ‫الزاوي ِة (‪)θ‬؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪3 .‬كي َف يتغ َّي ُر ِمقدا ُر ال ُق َّو ِة اللازم ِة لتحري ِك البا ِب م َع تغ ُّي ِر مقدا ِر الزاوي ِة (‪)θ‬؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬ألا ِح ُظ‪ :‬عن َد أ ِّي زاوي ٍة لا ُيم ِك ُن فت ُح البا ِب؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 5 .‬ألا ِح ُظ‪ :‬عن َد أ ِّي زاوي ٍة نحتا ُج إلى بذ ِل أق ِّل ُق َّو ٍة لفت ِح البا ِب؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪6 .‬أستنت ُج‪ :‬ما النتائ ُج التي َتو َّص ْل ُت إل ْيها بع َد انتها ِء التجرب ِة؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ 10‬الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪Vectors‬‬

‫أسئل ُة اختبارا ٍت دولي ٍة‪ ،‬أ ْو أسئل ٌة على نم ِطها‬ ‫السؤا ُل الأو ُل‪:‬‬ ‫ُتق ِل ُع طائر ٌة بسرع ِة )‪ (200 km/h‬باتجا ٍه َيصن ُع زاوي َة (‪ )25o‬م َع سط ِح ال َم ْدر ِج الأفق ِّي للمطا ِر‪ .‬وفري ُق الصيان ِة‬ ‫في المطا ِر ُيتابِ ُع حرك َة عجلا ِت الطائر ِة في أثنا ِء عملي ِة الإقلا ِع باستخدا ِم عرب ٍة‪ ،‬بحي ُث يكو ُن موق ُع العرب ِة‬ ‫أسف َل العجلا ِت مباشر ًة باستمرا ٍر في أثنا ِء زم ِن الإقلا ِع‪ ،‬كما في الشك ِل المجاو ِر‪ .‬مقدا ُر سرع ِة العرب ِة‬ ‫الأفقي ِة على ال َم ْدر ِج ه َو‪:‬‬ ‫)‪v = (200 km/h‬‬ ‫أ ‪.(200 km/h) -‬‬ ‫ب‪.(181 km/h) -‬‬ ‫‪250‬‬ ‫ج ‪.(222 km/h) -‬‬ ‫د ‪.(84 km/h) -‬‬ ‫السؤا ُل الثاني‪:‬‬ ‫أ ُّي المجموعا ِت الآتي ِة كميا ٌت ُم َّت ِجه ٌة‪:‬‬ ‫أ ‪ -‬السرع ُة‪ ،‬الإزاح ُة‪ ،‬ال ُق َّو ُة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الوز ُن‪ ،‬الكتل ُة‪ ،‬التسا ُر ُع‪.‬‬ ‫ج ‪ -‬الشغ ُل‪ ،‬الضغ ُط‪ ،‬ال ُق َّو ُة‪.‬‬ ‫د ‪ -‬الكتل ُة‪ ،‬الزم ُن‪ ،‬درج ُة الحرار ِة‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 1‬ال ُم َّت ِجها ُت ‪11 Vectors‬‬

‫وص ُف الحرك ِة باستخدا ِم ال َم ْدر ِج الهوائ ِّي‬ ‫تجرب ٌة‬ ‫استهلالي ٌة‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫ُتغ ِّي ُر الأجسا ُم ال ُمتح ِّرك ُة مواق َعها باستمرا ٍر‪ ،‬و ُيم ِك ُن وص ُف حرك ِة هذ ِه الأجسا ِم بملاحظتِها‪ ،‬وإخضا ِعها‬ ‫لبع ِض عمليا ِت القيا ِس‪ ،‬مث ِل‪ :‬قيا ِس المساف ِة التي يقط ُعها الجس ُم ال ُمتح ِّر ُك‪ ،‬وقيا ِس زم ِن حركتِ ِه‪ ،‬ث َّم‬ ‫استخدا ِم نتائ ِج القيا ِس في حسا ِب كميا ٍت ُأخرى تساع ُد على وص ِف الحرك ِة‪ ،‬مث ِل‪ :‬السرع ِة‪ ،‬والتسا ُر ِع‪،‬‬ ‫عل ًما أ َّن ُه ُتستع َم ُل أدوا ٌت مختلف ٌة مناسب ٌة لقيا ِس ك ٍّل م َن الزم ِن‪ ،‬والمساف ِة‪.‬‬ ‫ب ّوابتا ِن ضوئيتا ِن‬ ‫بطاق ٌة‬ ‫بكر ٌة‬ ‫َم ْدر ٌج هوائ ٌّي عرب ٌة‬ ‫وز ٌن‬ ‫قيا ُس الزم ِن‪:‬‬ ‫تختل ُف الأدوا ُت في ما بينَها م ْن حي ُث دق ُة القيا ِس‪ .‬وم َن الأدوا ِت الدقيق ِة ال ُمستخ َدم ِة في قيا ِس الزم ِن‪:‬‬ ‫أ ‪ -‬ساع ُة الإيقا ِف الميكانيكي ُة‪ :‬تص ُل دق ُة القيا ِس في هذا النو ِع إلى (‪ ،)0.1 s‬وتعتم ُد نتيج ُة القيا ِس كثي ًرا‬ ‫على ر ِّد فع ِل الشخ ِص الذي يستعم ُلها‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ساع ُة الإيقا ِف الرقمي ُة‪ :‬تص ُل دق ُة القيا ِس في هذا النو ِع إلى (‪ ،)0.01 s‬وتعتم ُد نتيج ُة القيا ِس كثي ًرا‬ ‫على ر ِّد فع ِل الشخ ِص الذي يستعم ُلها‪.‬‬ ‫ج‪ -‬الع ّدا ُد الرقم ُّي‪ :‬جها ٌز إلكترون ٌّي تتص ُل ب ِه ب ّوابتا ِن ضوئيتا ِن؛ إحدا ُهما ُتس ِّج ُل الزم َن الابتدائ َّي‪،‬‬ ‫والأُخرى ُتس ِّج ُل الزم َن النهائ َّي بصور ٍة آلي ٍة‪ ،‬و ُتع َر ُض على شاش ِة الجها ِز قراء ُة الم َّد ِة الزمني ِة‬ ‫الكلي ِة‪ .‬تص ُل دقـ ُة قيا ِس الع ّدا ِد الرقم ِّي إلى (‪ ،)0.001 s‬ولا تتأ َّث ُر نتيج ُة القيا ِس بعملي ِة ر ِّد فع ِل‬ ‫الشخ ِص الذي يستعم ُل ُه؛ لأ َّن هذا الع ّدا َد يعم ُل بصور ٍة آلي ٍة اعتما ًدا على الإشارا ِت الوارد ِة م َن‬ ‫الب ّوابا ِت الضوئي ِة‪.‬‬ ‫قيا ُس المساف ِة‪:‬‬ ‫ُيستخ َد ُم الشري ُط المتر ُّي أ ِو المسطر ُة في قيا ِس المساف ِة‪ ،‬وتكو ُن دق ُة القيا ِس كافي ًة للحصو ِل على نتائ َج مقبول ٍة‪.‬‬ ‫‪ 12‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫ال َم ْدر ُج الهوائ ُّي‪:‬‬ ‫جها ٌز يتك َّو ُن م ْن جس ٍر معدن ٍّي ُمث َّق ٍب‪ ،‬ومض َّخ ٍة تضغ ُط الهوا َء داخ َل الجس ِر‪ ،‬فيخر ُج م َن الثقو ِب‪ .‬وعن َد‬ ‫وض ِع العرب ِة فو َق الجس ِر‪ ،‬فإ َّنها تنزل ُق فو َق ُه بسهول ٍة‪ ،‬وتكو ُن محمول ًة على طبق ٍة م َن الهوا ِء‪ ،‬فتتخ َّل ُص بذل َك‬ ‫م ْن ُق ِّو ِة الاحتكا ِك؛ ما يتي ُح دراس َة حرك ِة العرب ِة تح َت تأثي ِر ُق َّو ٍة ُمح َّدد ٍة فق ْط‪.‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫إجرا ُء عمليا ِت قيا ٍس دقيق ٍة للزم ِن والمساف ِة‪ ،‬وحسا ُب سرع ِة جس ٍم ُمتح ِّر ٍك‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫َم ْدر ٌج هوائ ٌّي وملحقا ُت ُه (ب ّوابتا ِن ضوئيتا ِن‪ ،‬بكر ٌة‪ ،‬خي ٌط‪ ،‬ع ّدا ٌد زمن ٌّي رقم ٌّي)‪ ،‬كتلتا ِن‪َ ،)50 g( :‬و (‪.)100 g‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫الحذ ُر م ْن سقو ِط الأجسا ِم والأدوا ِت على القدم ْي ِن‪.‬‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أج ِّه ُز ال َم ْدر َج الهوائ َّي‪ ،‬و ُأث ِّب ُت ُه بشك ٍل أفق ٍّي‪ ،‬ث َّم َأ ِص ُل الب ّوابت ْي ِن بالع ّدا ِد الزمن ِّي الرقم ِّي على نح ٍو صحي ٍح‪.‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬أث ِّب ُت البكر َة فو َق طر ِف ال َم ْدر ِج‪ ،‬ث َّم أض ُع العرب َة على الطر ِف البعي ِد‪ ،‬وأرب ُطها بخي ٍط‪ ،‬ث َّم ُأم ِّر ُر ُه فو َق البكر ِة‪.‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أث ِّب ُت الب ّوابت ْي ِن الضوئيت ْي ِن فو َق ال َم ْدر ِج‪ ،‬بحي ُث تكو ُن إحدا ُهما عن َد موق ِع بداي ِة الحرك ِة‪ ،‬والأُخرى عن َد‬ ‫موق ِع نهايتِها‪.‬‬ ‫ ‪4 .‬أرب ُط الطر َف الح َّر للخي ِط في الكتل ِة (‪.)50 g‬‬ ‫ ‪ُ 5 .‬أش ِّغ ُل مضخ َة الهوا ِء‪ ،‬وأتر ُك الكتل َة لتتحر َك م ْن نقط ِة البداي ِة‪.‬‬ ‫ ‪ُ 6 .‬ألا ِح ُظ حرك َة العرب ِة‪ ،‬والإزاح َة الأفقي َة التي تقط ُعها‪ ،‬وأنظ ُر قراء َة الع ّدا ِد الزمن ِّي الرقم ِّي‪.‬‬ ‫ ‪7 .‬أقي ُس المساف َة بي َن الب ّوابت ْي ِن الضوئيت ْي ِن على طو ِل ال َم ْدر ِج‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن نتيج َة القيا ِس في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪ُ 8 .‬أك ِّر ُر التجرب َة باستخدا ِم الكتل ِة الأُخرى (‪ ،)100 g‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن النتائ َج في الجدو ِل‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪13 Motion‬‬

‫السرع ُة المتوسط ُة‬ ‫زم ُن الحرك ِة‬ ‫الإزاح ُة‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫)‪v(m/s‬‬ ‫)‪Δt (s‬‬ ‫)‪Δx (m‬‬ ‫الكتلةُ الأولى (‪:)50 g‬‬ ‫الكتلةُ الثانيةُ (‪:)100 g‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪َ 1 .‬أ ِج ُد الزم َن الكل َّي لحرك ِة العرب ِة في حا ِل استخدا ِم ك ِّل كتل ٍة‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪َ 2 .‬أ ِج ُد نات َج قسم ِة إزاح ِة العرب ِة على زم ِن الحرك ِة في ك ٍّل من الحالت ْي ِن (النات ُج ه َو السرع ُة المتوسط ُة)‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أقا ِر ُن النتائ َج عن َد اختلا ِف الكتل ِة ال ُمع َّلق ِة‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪4 .‬التفكي ُر الناق ُد‪ :‬إذا كا َن ِت السرع ُة الابتدائي ُة للعرب ِة صف ًرا‪ ،‬فه ْل ُيم ِك ُن معرف ُة سرعتِها النهائي ِة بنا ًء على‬ ‫السرع ِة المتوسط ِة؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ 14‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫قيا ُس تسا ُر ِع السقو ِط ال ُح ِّر عمل ًّيا‬ ‫التجرب ُة ‪1‬‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫تتض َّمـ ُن هـذ ِه التجربـ ُة قيا َس مسـاف ِة حرك ِة الكـر ِة بي َن‬ ‫نقطت ْيـ ِن باسـتخدا ِم المسـطر ِة‪ ،‬أ ِو الشـري ِط المتـر ِّي‪،‬‬ ‫وقيـا َس زمـ ِن انتقـا ِل الكر ِة بيـ َن هات ْيـ ِن النقطت ْيـ ِن‪ ،‬ث َّم‬ ‫تطبيـ َق معادلـ ِة الحركـ ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪∆y = v1∆t + ½ a(∆t)2‬‬ ‫حي ُث‪:‬‬ ‫(‪ :)v1‬السرع ُة الابتدائي ُة‪ ،‬وتساوي (‪.)0‬‬ ‫(‪ :)∆t‬الزم ُن الكل ُّي‪.‬‬ ‫وعن َد نق ِل ال ُمتغ ِّيرا ِت بي َن طر َف ِي المعادل ِة‪ ،‬فإ َّنها تصب ُح‬ ‫على النح ِو الآتي‪:‬‬ ‫‪2∆y = a(∆t)2‬‬ ‫لحسا ِب تسا ُر ِع السقو ِط ال ُح ِّر بصور ٍة دقيق ٍة ج ًّدا‪ ،‬يج ُب‬ ‫تكرا ُر المحاول ِة م ّرا ٍت ِع َّد ًة‪ ،‬ورس ُم العلاق ِة البياني ِة بي َن‬ ‫ال ُمتغ ِّير ْي ِن‪ )∆t(2 :‬على المحو ِر الأفق ِّي‪ ،‬و(‪ )2∆y‬على‬ ‫المحو ِر الرأس ِّي‪ ،‬ث َّم إيجا ُد مي ِل منحنى هذ ِه العلاق ِة‪.‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫حسا ُب تسا ُر ِع السقو ِط ال ُح ِّر‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫كر ٌة مطاطي ٌة صغير ٌة‪ ،‬ب ّوابتا ِن ضوئيتا ِن‪ ،‬ع ّدا ٌد زمن ٌّي رقم ٌّي‪ ،‬شري ُط قيا ٍس متر ٌّي‪ ،‬حام ٌل فلز ٌّي‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫الحذ ُر م ْن سقو ِط الأجسا ِم والأدوا ِت على القدم ْي ِن‪.‬‬ ‫ملحوظ ٌة‪ :‬تأثي ُر الهوا ِء في الكر ِة المطاطي ِة قلي ٌل ج ًّدا‪ ،‬وم َن ال ُمم ِك ِن إهما ُل ُه مقارن ًة بوز ِن الكر ِة‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪15 Motion‬‬

‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫ ‪ 1 .‬بالتعاو ِن م َع أفرا ِد مجموعتي‪ُ ،‬أج ِّه ُز مكا ًنا لسقو ِط الكر ِة عل ْي ِه قر َب الجدا ِر (قطع ٌة م َن الكرتو ِن)‪ ،‬ث َّم‬ ‫أض ُع علام ًة على الجدا ِر عن َد ارتفا ِع (‪ )∆y = 1 m‬تقري ًبا‪ ،‬ث َّم ُأث ِّب ُت إحدى الب ّوابت ْي ِن الضوئيت ْي ِن عن َد تل َك‬ ‫العلام ِة باستخدا ِم حام ٍل فلز ٍّي لرص ِد زم ِن بد ِء الحرك ِة (‪.)t1‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬أث ِّب ُت الب ّواب َة الأُخرى قر َب سط ِح الأر ِض لرص ِد زم ِن نهاي ِة الحرك ِة (‪ ،)t2‬ث َّم َأ ِص ُل الب ّوابت ْي ِن بالع ّدا ِد‬ ‫الزمن ِّي الرقم ِّي‪.‬‬ ‫ ‪3 .‬أ َج ِّر ُب‪ُ :‬أس ِق ُط الكر َة بحي ُث تم ُّر أما َم الب ّوابت ْي ِن‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن في الجدو ِل قراء َة الع ّدا ِد الزمن ِّي الرقم ِّي (‪،)∆t‬‬ ‫وكذل َك المساف ُة بي َن الب ّوابت ْي ِن‪.‬‬ ‫ ‪4 .‬أرف ُع الب ّواب َة الضوئي َة ال ُعليا إلى ارتفا ِع (‪ )1.5 m‬تقري ًبا‪ ،‬ث َّم ُأك ِّر ُر الخطو َة (‪ُ ،)3‬م َد ِّو ًنا النتائ َج في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪ 5 .‬أرف ُع الب ّواب َة الضوئي َة ال ُعليا م َّر ًة ُأخرى إلى ارتفا ِع (‪ )2 m‬تقري ًبا‪ ،‬ث َّم ُأك ِّر ُر الخطو َة (‪ُ ،)3‬م َد ِّو ًنا النتائ َج في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪ُ 6 .‬أك ِم ُل بيانا ِت الجدو ِل بحسا ِب الكمي ِة (‪ ،)2∆y‬والكمي ِة (‪ ،)(∆t)2‬حي ُث (‪ )∆t = t2 _ t1‬في ك ِّل محاول ٍة‪،‬‬ ‫ث َّم ُأ َد ِّو ُن ُهما في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪ُ 7 .‬أم ِّث ُل بيان ًّيا القراءا ِت في الجدو ِل؛ على أ ْن تكو َن قي ُم (‪ )(∆t)2‬على المحو ِر الأفق ِّي‪ ،‬وقي ُم (‪ )2∆y‬على‬ ‫المحو ِر الرأس ِّي‪ ،‬ث َّم أح ُس ُب مي َل المنحنى ( ُيم ِّث ُل هذا المي ُل تسا ُر َع السقو ِط ال ُح ِّر)‪.‬‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫)‪2Δy (m‬‬ ‫)‪(Δt)2 (s2‬‬ ‫‪Δt = t2 _ t1‬‬ ‫)‪Δy (m‬‬ ‫رق ُم المحاول ِة‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أقا ِر ُن‪ :‬بالتعاو ِن م َع أفرا ِد مجموعتي‪ُ ،‬أقا ِر ُن النتيج َة التي تو َّص ْلنا إل ْيها عمل ًّيا بالقيم ِة المقبول ِة ال ُم َّت َف ِق‬ ‫عل ْيها (‪.)9.8 m/s2‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ 2 .‬أستنت ُج‪ :‬ما سب ُب اختلا ِف النتيج ِة بي َن مجموع ٍة و ُأخرى؟ ما سب ُب اختلا ِف النتيج ِة ع ِن القيم ِة المقبول ِة؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أف ِّس ُر‪ :‬ما سب ُب اختيا ِر كر ٍة مطاطي ٍة صغير ِة الحج ِم؟ إذا اس ُتخ ِد َم ْت كر ٌة كبير ُة الحج ِم وخفيف ٌة‪ ،‬فما الذي سيتغ َّي ُر؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ 16‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫التجرب ُة ‪ 2‬وص ُف حرك ِة المقذو ِف الأفق ِّي‬ ‫‪S‬‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫ب ّواب ٌة ضوئى ٌة ‪1‬‬ ‫ب ّواب ٌة ضوئى ٌة ‪2‬‬ ‫ُيستع َم ُل المستوى المائ ُل في هذ ِه التجرب ِة‬ ‫لإكسا ِب الكر ِة سرع ًة عن َد حركتِها تح َت تأثي ِر‬ ‫مج ًرى‬ ‫ُق َّو ِة الوز ِن‪ .‬وك َّلما زا َد ْت زاوي ُة مي ِل المستوى‬ ‫زا َد ْت سرع ُة الكر ِة الأفقي ُة الابتدائي ُة ‪( vox‬عن َد‬ ‫حاف ِة الطاول ِة) اللازم ُة لبد ِء حرك ِة المقذو ِف‬ ‫الأفق ِّي‪h .‬‬ ‫لحسا ِب الزم ِن الذي تستغر ُق ُه الكر ُة في بندو ٌل‬ ‫الهبو ِط م ْن أعلى الطاول ِة إلى سط ِح الأر ِض‪،‬‬ ‫نقط ُة الأص ِل‬ ‫ُتستخ َد ُم العلاق ُة الآتي ُة‪:‬‬ ‫‪∆y = v1t + ½ t2‬‬ ‫ولأ َّن ال ُمر َّكب َة الرأسي َة للسرع ِة الابتدائي ِة للكر ِة صف ٌر‪ ،‬و(‪)∆y = h‬؛ فإ َّن العلاق َة السابق َة تؤو ُل إلى الصور ِة‬ ‫الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪t = 2 h/‬‬ ‫ولأ َّن سرع َتها الابتدائي َة الأفقي َة ثابت ٌة؛ فإ َّن المدى الأفق َّي ُيح َس ُب بالعلاق ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪R = tvox‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫‪ -‬قيا ُس المدى الأفق ِّي بصور ٍة عملي ٍة‪ ،‬ث َّم حسا ُب ُه باستعما ِل معادلا ِت الحرك ِة‪ ،‬ث َّم مقارن ُة النتائ ِج‪.‬‬ ‫‪ -‬استقصا ُء العلاق ِة بي َن المدى الأفق ِّي وسرع ِة المقذو ِف الابتدائي ِة‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫عد ٌد م َن الكت ِب‪ ،‬مج ًرى بلاستيك ٌّي‪ ،‬كر ٌة فلزي ٌة‪ ،‬مسطر ٌة‪ ،‬ور ُق كربو ٍن‪ ،‬ب ّوابتا ِن ضوئيتا ِن‪ ،‬ع ّدا ٌد زمن ٌّي رقم ٌّي‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫الحذ ُر م ْن سقو ِط الأجسا ِم والأدوا ِت على القدم ْي ِن‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪17 Motion‬‬

‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أر ِّك ُب أدوا ِت التجرب ِة كما في الشك ِل‪ ،‬مراع ًيا وض َع كتاب ْي ِن فو َق الطاول ِة‪ ،‬ووض َع طر ِف المجرى‬ ‫البلاستيك ِّي فو َق ُهما‪.‬‬ ‫ ‪2 .‬أقي ُس ارتفا َع الطاول ِة ع ْن سط ِح الأر ِض (‪ ،)h‬والمساف َة بي َن الب ّوابت ْي ِن (‪ ،)S‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن النتيج َة في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪3 .‬أتو َّق ُع مكا َن سقو ِط الكر ِة على الأر ِض‪ ،‬وأض ُع في ِه ور َق الكربو ِن‪.‬‬ ‫ ‪َ 4 .‬أ ِص ُل الب ّوابت ْي ِن بالع ّدا ِد الزمن ِّي الرقم ِّي‪ ،‬ث َّم َأ ِص ُل ُه بمصد ِر الطاق ِة الكهربائي ِة‪ ،‬ث َّم ُأش ِّغ ُل ُه‪.‬‬ ‫ ‪5 .‬أض ُع الكر َة الفلزي َة في أعلى المجرى المائ ِل‪ ،‬ث َّم أتر ُكها تتح َّر ُك‪ ،‬و ُألا ِح ُظ مسا َرها‪ ،‬ومكا َن سقوطِها‪.‬‬ ‫وفي حا ِل سق َط ِت الكر ُة في مكا ٍن غي ِر الذي تو َّق ْع ُت ُه‪ ،‬أنق ُل ور َق الكربو ِن إلى مكا ِن السقو ِط‪ُ ،‬مك ِّر ًرا‬ ‫الخطو َة‪.‬‬ ‫ ‪ُ 6 .‬أ َد ِّو ُن قراء َة الع ّدا ِد الرقم ِّي (‪ )Δt‬في الجدو ِل‪ ،‬ث َّم أقي ُس الإزاح َة الأفقي َة (‪ )R‬بي َن نقط ِة السقو ِط ونقط ِة‬ ‫الأص ِل التي ُيشي ُر إليها البندو ُل‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُنها في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪ُ 7 .‬أضي ُف كتا ًبا ثال ًثا تح َت المجرى‪ ،‬ث َّم ُأك ِّر ُر الخطو َة (‪ )5‬والخطو َة (‪ُ ،)6‬م َد ِّو ًنا النتائ َج‪ ،‬ث َّم ُأضي ُف كتا ًبا‬ ‫راب ًعا‪ ،‬و ُأك ِّر ُر ما سب َق‪.‬‬ ‫ ‪َ 8 .‬أ ِج ُد السرع َة الابتدائي َة (‪ )vox‬لك ِّل محاول ٍة‪ ،‬بقسم ِة المساف ِة (‪ )S‬على الم َّد ِة الزمني ِة (‪ )Δt‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن النات َج‬ ‫في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪9 .‬أستخد ُم معادلا ِت الحرك ِة في إيجا ِد زم ِن السقو ِط (‪ ،)t‬والمدى الأفق ِّي (‪ ،)R‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن النات َج في‬ ‫الجدو ِل‪.‬‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫الحسابا ُت‬ ‫‪vox‬‬ ‫‪Δt‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪h‬‬ ‫عد ُد الكت ِب‬ ‫)‪(m/s‬‬ ‫)‪(s‬‬ ‫)‪(m‬‬ ‫)‪(m‬‬ ‫)‪(m‬‬ ‫)‪R = tvox (m‬‬ ‫‪t = 2 h/‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪ 18‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أقا ِر ُن بي َن قي ِم المدى الأفق ِّي التجريبي ِة والقي ِم المحسوب ِة م َن المعادلا ِت في ك ِّل محاول ٍة‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪َ 2 .‬أ ِص ُف العلاق َة بي َن السرع ِة الابتدائي ِة للكر ِة وك ٍّل م ْن‪ :‬زم ِن السقو ِط‪ ،‬والمدى الأفق ِّي‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أف ِّس ُر‪ :‬كي َف ُيؤ ِّث ُر عد ُد الكت ِب الموجود ِة تح َت المجرى في السرع ِة الابتدائي ِة للكر ِة؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬أف ِّس ُر‪ :‬كي َف س ُتؤ ِّث ُر زياد ُة ارتفا ِع الطاول ِة (‪ )h‬في مقدا ِر المدى الأفق ِّي للكر ِة؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪19 Motion‬‬

‫تأثي ُر مقاوم ِة الهوا ِء في‬ ‫‪1‬‬ ‫تجرب ٌة‬ ‫سقو ِط الأجسا ِم قر َب سط ِح الأر ِض‬ ‫إثرائي ٌة‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫عن َد ح ِّل مسائ ِل الفيزيا ِء ال ُمتع ِّلق ِة بسقو ِط الأجسا ِم ال ُح ِّر‪ ،‬فإ َّن ُه ُيط َل ُب إهما ُل مقاوم ِة الهوا ِء‪ ،‬وافترا ُض أ َّن‬ ‫التسا ُر َع ثاب ٌت‪ .‬أ ّما في المسائ ِل العملي ِة الخاص ِة بالمشاهدا ِت الواقعي ِة‪ ،‬فإ َّن الأجسا َم لا تسق ُط بتسا ُر ٍع‬ ‫ثاب ٍت نتيج َة مقاوم ِة الهوا ِء لحركتِها؛ إ ْذ ُنشا ِه ُد سقو َط أورا ِق الشج ِر وريش ِة العصفو ِر وغي ِر ذل َك م َن‬ ‫الأجسا ِم الخفيف ِة بصور ٍة مختلف ٍة ع ْن سقو ِط الحج ِر والكر ِة ال ُّص ْلب ِة والأجسا ِم الثقيل ِة الأُخرى‪ .‬فعن َد‬ ‫إسقا ِط ورق ِة شج ٍر وكر ِة جولف م َن الارتفا ِع نف ِس ِه‪ ،‬نج ُد أ َّن كر َة الجولف تبقى في حال ِة تسا ُر ٍع ح ّتى‬ ‫تص َل إلى سط ِح الأر ِض‪ ،‬في حي ِن تسق ُط ورق ُة الشج ِر بتسا ُر ٍع في بداي ِة حركتِها‪ ،‬ث َّم ُتك ِم ُل مسا َرها‬ ‫بسرع ٍة ثابت ٍة‪ .‬فما سب ُب ثبا ِت سرعتِها؟‬ ‫تسق ُط كر ُة الجولف بفع ِل تأثي ِر وزنِها نح َو الأسف ِل‪ ،‬و ُيم ِك ُن إهما ُل مقاوم ِة الهوا ِء لحركتِها لأ َّنها قليل ٌة‬ ‫نسب ًة إلى وز ِن الكر ِة‪ ،‬في حي ِن ُتؤ ِّث ُر مقاوم ُة الهوا ِء في ورق ِة الشج ِر تأثي ًرا كبي ًرا نسب ًة إلى وزنِها؛ ما يجع ُلها‬ ‫تتز ُن‪ ،‬وتتح َّر ُك بسرع ٍة ثابت ٍة‪.‬‬ ‫عندما تسق ُط الأجسا ُم بفع ِل تأثي ِر وزنِها ومقاوم ِة الهوا ِء‪ ،‬فإ َّنها تبد ُأ حرك َتها بتسا ُر ٍع يجع ُل سرع َتها في‬ ‫حال ِة تزاي ٍد مستمر ٍة‪ ،‬فتزدا ُد مقاوم ُة الهوا ِء للجس ِم ك َّلما زا َد ْت سرع ُت ُه‪ ،‬ح ّتى تصب َح مقاوم ُة الهوا ِء مساوي ًة‬ ‫لوز ِن الجس ِم‪ ،‬عندئ ٍذ يصب ُح في حال ِة اتزا ٍن ديناميك ٍّي‪ ،‬وتبد ُأ مرحل ٌة جديد ٌة م َن الحرك ِة بسرع ٍة ثابت ٍة‪.‬‬ ‫و ُتس ّمى السرع ُة التي تتساوى عن َدها مقاوم ُة الهوا ِء لحرك ِة الجس ِم م َع وزنِ ِه السرع َة الح ِّدي َة (‪terminal‬‬ ‫‪ ،)velocity‬و ُير َم ُز إل ْيها بالرم ِز (‪.)vT‬‬ ‫ُأج ِر َي ِت العدي ُد م َن التجار ِب على سقو ِط أجسا ٍم مختلف ٍة في الهوا ِء‪ ،‬وق ْد أظه َر ْت نتائ ُجها أ َّن مقاوم َة‬ ‫الهوا ِء لحرك ِة الأجسا ِم تتناس ُب طرد ًّيا م َع مر َّب ِع سرع ِة الجس ِم؛ فك َّلما زا َد ْت سرع ُة سقو ِط الجس ِم زا َد ْت‬ ‫مقاوم ُة الهوا ِء لحركتِ ِه‪ .‬أ ّما السرع ُة الح ِّدي ُة للجس ِم فإ َّنها تتأ َّث ُر بكتلتِ ِه؛ فالأجسا ُم ذا ُت الكت ِل الكبير ِة تص ُل‬ ‫سرعا ٍت ح ِّدي ًة كبير ًة‪ ،‬في حي ِن تص ُل الأجسا ُم الخفيف ُة إلى سرعتِها الح ِّدي ِة الصغير ِة في زم ٍن قلي ٍل‪.‬‬ ‫‪ 20‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫الهد ُف‪:‬‬ ‫‪ -‬ملاحظ ُة تأثي ِر مقاوم ِة الهوا ِء في حرك ِة الأجسا ِم عن َد سقوطِها خلا َل ُه‪.‬‬ ‫‪ -‬تحدي ُد أث ِر ك ٍّل م ْن مساح ِة سط ِح الجس ِم وكتلتِ ِه في سرعتِ ِه الح ِّدي ِة‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫أكوا ٌب ورقي ٌة مختلف ُة الحجو ِم خاص ٌة بصن ِع الكي ِك‪ ،‬شري ٌط متر ٌّي‪ ،‬ساع ُة إيقا ٍف‪ ،‬ميزا ٌن ح ّسا ٌس‪ ،‬لاص ٌق‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫الصعو ُد فو َق الطاول ِة بحذ ٍر‪.‬‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫أو ًل‪ :‬العلاق ُة بي َن مساح ِة قاعد ِة الجس ِم وسرعتِ ِه الح ِّدي ِة‪.‬‬ ‫ ‪1 .‬أقي ُس كتل َة أكب ِر الأكوا ِب مساح ًة‪ ،‬ث َّم كتل َة الأوس ِط‪ ،‬فالأصغ ِر‪ ،‬ث َّم ُأل ِص ُق في داخ ِل الكوب ْي ِن الأوس ِط والأصغ ِر‬ ‫قط َع ور ٍق مناسب ًة ح ّتى تتساوى الأكوا ُب الثلاث ُة في الكتل ِة‪.‬‬ ‫ ‪2 .‬أصع ُد بحذ ٍر فو َق الطاول ِة وبيدي الكو ُب الورق ُّي الصغي ُر‪ ،‬ويق ُف زميلي قر َب الطاول ِة وبي ِد ِه ساع ُة الإيقا ِف‪.‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أس ِق ُط الكو َب الورق َّي وقاعد َت ُه إلى الأسف ِل‪ ،‬وفي اللحظ ِة نف ِسها يبد ُأ زميلي حسا َب الزم ِن باستعما ِل ساع ِة‬ ‫الإيقا ِف‪ ،‬ث َّم يوق ُفها عن َد وصو ِل الكو ِب إلى الأر ِض‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن قراء َة الساع ِة في الجدو ِل (‪ ،)1‬ث َّم ُأك ِّر ُر‬ ‫العملي َة م َّرت ْي ِن ُأخري ْي ِن ُم َد ِّو ًنا النتيج َة‪.‬‬ ‫ ‪4 .‬أقي ُس المساف َة م ْن نقط ِة إسقا ِط الكو ِب إلى سط ِح الأر ِض‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُنها في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪ُ 5 .‬أك ِّر ُر الخطوت ْي ِن الثاني َة والثالث َة ثلا َث م ّرا ٍت ُأخرى‪ُ ،‬مستع ِم ًل الكو َب الأوس َط‪ ،‬ث َّم ُأعي ُد ال َك َّر َة ثلا َث م ّرا ٍت‬ ‫ُأخرى باستعما ِل الكو ِب الأكب ِر‪ُ ،‬م َد ِّو ًنا نتائ َج القيا ِس ك َّل م َّر ٍة في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ثان ًيا‪ :‬العلاق ُة بي َن كتل ِة الجس ِم وسرعتِ ِه الح ِّدي ِة‪.‬‬ ‫ ‪1 .‬أق ُف فو َق الطاول ِة وبيدي كو ٌب ورق ٌّي ل ْم ُأل ِص ْق داخ َل ُه شي ًئا‪ ،‬ويق ُف زميلي قر َب الطاول ِة وبي ِد ِه ساع ُة الإيقا ِف‪.‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬أس ِق ُط الكو َب الورق َّي مراع ًيا أ ْن تكو َن قاعد ُت ُه إلى أسف َل‪ ،‬وفي اللحظ ِة نف ِسها يبد ُأ زميلي حسا َب الزم ِن‬ ‫باستعما ِل ساع ِة الإيقا ِف‪ ،‬ث َّم يوق ُفها عن َد وصو ِل الكو ِب إلى الأر ِض‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن قراء َة الساع ِة في الجدو ِل‬ ‫(‪ ،)2‬ث َّم ُأك ِّر ُر العملي َة م َّرت ْي ِن ُأخري ْي ِن ُم َد ِّو ًنا النتيج َة‪.‬‬ ‫ ‪3 .‬أقي ُس المساف َة م ْن نقط ِة إسقا ِط الكو ِب إلى سط ِح الأر ِض‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُنها في الجدو ِل‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪21 Motion‬‬

‫ ‪ُ 4 .‬أك ِّر ُر الخطوت ْي ِن الثاني َة والثالث َة ثلا َث م ّرا ٍت ُأخرى‪ ،‬بع َد وض ِع كو ٍب ُمماثِ ٍل داخ َل الكو ِب الأو ِل‪ُ ،‬م َد ِّو ًنا نتائ َج‬ ‫القيا ِس ك َّل م َّر ٍة في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ‪ُ 5 .‬أك ِّر ُر الخطوت ْي ِن الثاني َة والثالث َة ثلا َث م ّرا ٍت ُأخرى‪ ،‬بع َد وض ِع كو ٍب ثال ٍث ُمماثِ ٍل داخ َل الكوب ْي ِن‪ُ ،‬م َد ِّو ًنا نتائ َج‬ ‫القيا ِس ك َّل م َّر ٍة في الجدو ِل‪.‬‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫الجدو ُل (‪ :)1‬العلاق ُة بي َن مساح ِة قاعد ِة الجس ِم وسرعتِ ِه الح ِّدي ِة (م َع تساوي الكت ِل)‪.‬‬ ‫ملاحظا ٌت‬ ‫السرع ُة المتوسط ُة‬ ‫متوس ُط زم ِن‬ ‫زم ُن السقو ِط (‪)s‬‬ ‫مساف ُة‬ ‫الكو ُب‬ ‫)‪(m/s‬‬ ‫السقو ِط (‪)s‬‬ ‫السقو ِط‬ ‫الورق ُّي‬ ‫المحاول ُة المحاول ُة المحاول ُة‬ ‫)‪(m‬‬ ‫(‪)3( )2( )1‬‬ ‫الأصغ ُر‬ ‫الأوس ُط‬ ‫الأكب ُر‬ ‫الجدو ُل (‪ :)2‬العلاق ُة بي َن كتل ِة الجس ِم وسرعتِ ِه الح ِّدي ِة (م َع تساوي مساح ِة القاعد ِة)‪.‬‬ ‫ملاحظا ٌت‬ ‫السرع ُة المتوسط ُة‬ ‫متوس ُط زم ِن‬ ‫زم ُن السقو ِط (‪)s‬‬ ‫مساف ُة‬ ‫عد ُد‬ ‫)‪(m/s‬‬ ‫السقو ِط (‪)s‬‬ ‫السقو ِط‬ ‫الأكوا ِب‬ ‫المحاول ُة المحاول ُة المحاول ُة‬ ‫)‪(m‬‬ ‫(‪)3( )2( )1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫الجز ُء الأو ُل‪:‬‬ ‫ ‪َ 1 .‬أ ِص ُف سرع َة ك ِّل نو ٍع م َن الأكوا ِب في أثنا ِء سقوطِها؛ ه ْل كا َن ِت السرع ُة متناقص ًة باستمرا ٍر أ ْم ثابت ًة؟ ُأف ِّس ُر إجابتي‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ 22‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫ ‪ُ 2 .‬أقا ِر ُن بي َن سرع ِة الأكوا ِب عندما تتساوى في كت ِلها‪ ،‬وتختل ُف في مساح ِة قاعدتِها‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪3 .‬ما نو ُع العلاق ِة بي َن سرع ِة الكو ِب ومساح ِة قاعدتِ ِه؟ ماذا ُتس ّمى السرع ُة في هذ ِه التجرب ِة؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬أف ِّس ُر العلاق َة التي تو َّص ْل ُت إل ْيها بي َن السرع ِة ومساح ِة القاعد ِة‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫الجز ُء الثاني‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬في هذا الجز ِء م َن التجرب ِة اس ُتع ِم َل ْت أكوا ٌب ورقي ٌة تختل ُف في كت ِلها‪ ،‬م َع المحافظ ِة على ثبا ِت مساح ِة‬ ‫القاعد ِة‪ .‬ما أهمي ُة ذل َك؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬أقا ِر ُن بي َن سرع ِة الأكوا ِب عن َد تساويها في مساح ِة القاعد ِة‪ ،‬واختلافِها في الكتل ِة‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪3 .‬ما نو ُع العلاق ِة بي َن سرع ِة الكو ِب وكتلتِ ِه؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬أف ِّس ُر العلاق َة التي تو َّص ْل ُت إل ْيها بي َن السرع ِة والكتل ِة‪ُ ،‬مب ِّينًا علاق َة ذل َك بوز ِن الكو ِب‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 5 .‬أقا ِر ُن بي َن عملي ِة سقو ِط الكو ِب الورق ِّي وكر ِة التن ِس الأرض ِّي م ْن حي ُث تأثي ُر مقاوم ِة الهوا ِء في ك ٍّل منْ ُهما‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫التواص ُل‪:‬‬ ‫ُأقا ِر ُن النتائ َج التي تو َّص ْل ُت إل ْيها أنا وأفرا ُد مجموعتي بنتائ ِج المجموعا ِت الأُخرى‪ ،‬ث َّم أبح ُث ع ْن تفسي ٍر مناس ٍب‬ ‫لاختلا ِف النتائ ِج بي َن المجموعا ِت‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪23 Motion‬‬

‫بنا ُء ِمظ َّل ِة هبو ٍط ‪STEAM‬‬ ‫‪2‬‬ ‫تجرب ٌة‬ ‫إثرائي ٌة‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫يستعم ُل الطيارو َن والجنو ُد ال ِمظ ّل ِت للهبو ِط م َن الطائرا ِت‬ ‫على نح ٍو آم ٍن‪ ،‬ويستعم ُلها الرياضيو َن للوصو ِل إلى سط ِح‬ ‫الأر ِض بأما ٍن بع َد أدا ِئ ِه ْم حركا ٍت معين ًة في رياض ِة القف ِز‬ ‫ال ُح ِّر‪ ،‬فض ًل ع ِن استعمالِها في إنزا ِل طرو ِد المساعدا ِت م َن‬ ‫الج ِّو إلى المحتاجي َن على الأر ِض‪.‬‬ ‫تتم َّث ُل أهمي ُة ال ِمظ َّل ِة في أ َّنها تزي ُد م ْن مقاوم ِة الهوا ِء للجس ِم في‬ ‫أثنا ِء سقو ِط ِه‪ ،‬فيهب ُط بسرع ٍة ثابت ٍة قليل ٍة لا تؤذي ِه عن َد وصولِ ِه‬ ‫إلى الأر ِض‪ ،‬بد ًل م ْن سقوطِ ِه سقو ًطا ُح ًّرا؛ لذا ُتصنَ ُع ال ِمظ َّل ُة‬ ‫م ْن موا َّد خفيف ِة الوز ِن‪ ،‬ومتين ٍة‪ ،‬ولا ينف ُذ منْها الهوا ُء‪.‬‬ ‫سأعم ُل في هذا النشا ِط على إعدا ِد تصامي َم ِع َّد ٍة ل ِمظ َّل ٍة‬ ‫ُيم ِكنُها حم ُل بيض ٍة‪ ،‬ث َّم الهبو ُط بها م ْن نافذ ِة الطاب ِق الثاني‬ ‫م ْن دو ِن أ ْن تنكس َر‪ .‬بع َد ذل َك‪ ،‬يتع َّي ُن عل َّي اختيا ُر أح ِد هذ ِه‬ ‫التصامي ِم‪ ،‬وبنا ُء نموذ ٍج ل ِمظ َّل ٍة ضم َن مواصفا ِت التصمي ِم‪ ،‬ث َّم‬ ‫اختبا ُر هذا النموذ ِج‪ ،‬ومقارن ُة نتائ ِج اختبا ِر مجموعتي بنتائ ِج‬ ‫الاختبارا ِت لنماذ ِج المجموعا ِت في الص ِّف‪.‬‬ ‫تحدي ُد المشكل ِة‪:‬‬ ‫ما المشكل ُة التي يتع َّي ُن عل َّي ح ُّلها بصن ِع ال ِمظ َّل ِة؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫تصمي ُم النموذ ِج وبنا ُؤ ُه‪:‬‬ ‫تختل ُف حجو ُم ال ِمظ ّل ِت ومتان ُتها باختلا ِف الغر ِض م َن استخدا ِمها‪ .‬ما مواصفا ُت ِمظ َّلتي التي سأصن ُعها؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫أكت ُب مراح َل التصمي ِم‪ُ ،‬مو ِّض ًحا إ ّياها بالرس ِم‪.‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫ما الموا ُّد التي سأستعم ُلها لصن ِع ال ِمظ َّل ِة؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫أكت ُب كي َف سأصن ُع نموذ َج ال ِمظ َّل ِة‪ ،‬ث َّم ُأب ِّي ُن طريق َة الاستخدا ِم‪ُ ،‬مو ِّض ًحا ذل َك بالرس ِم‪.‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ 24‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫اختبا ُر النموذ ِج‪:‬‬ ‫ُأع ِّل ُق جس ًما تجريب ًّيا (لا أخشى عل ْي ِه الكس َر) بال ِمظ َّل ِة‪ ،‬ث َّم ُأس ِق ُط ُه م َن ارتفاعا ٍت منخفض ٍة‪ .‬ه ْل هب َط بسرع ٍة قليل ٍة؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫ُأس ِق ُط ال ِمظ َّل َة والجس َم م َن ارتفاعا ٍت أكب َر‪ ،‬ه ْل ظ َّل ِت السرع ُة آمن ًة؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫أزي ُد مقدا َر ال ِّث ْق ِل ال ُمع َّل ِق‪ ،‬ث َّم ُأك ِّر ُر التجرب َة‪ .‬كي َف تأ َّث َر ِت السرع ُة؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫ُأع ِّل ُق البيض َة بال ِمظ َّل ِة‪ ،‬ث َّم ُأس ِق ُطها م ْن نافذ ِة الطاب ِق الثاني‪ .‬ه ْل وص َل ِت الأر َض سليم ًة أ ْم مكسور ًة؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫ُأقا ِر ُن نتائ َج مجموعتي بنتائ ِج المجموعا ِت في الص ِّف‪.‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫التعديلا ُت‪ ،‬وإعاد ُة التصمي ِم‪:‬‬ ‫في حال ُك ِس َر ِت البيض ُة‪ ،‬ما التعديلا ُت التي س ُأد ِخ ُلها على التصمي ِم وصن ِع النموذ ِج لح ِّل هذ ِه المشكل ِة؟‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪25 Motion‬‬

‫أسئل ُة اختبارا ٍت دولي ٍة‪ ،‬أ ْو أسئل ٌة على نم ِطها‬ ‫على سط ِح الأر ِض‪.‬‬ ‫على سط ِح القم ِر‪.‬‬ ‫السؤا ُل الأو ُل‪:‬‬ ‫وق َف رائ ُد فضا ٍء على سط ِح القم ِر‪ ،‬ث َّم أسق َط ريش ًة و ِم ْطرق ًة م ْن يد ْي ِه في اللحظ ِة نف ِسها‪ ،‬فوص َلتا سط َح القم ِر‬ ‫م ًعا‪ .‬ولك ْن‪ ،‬عن َد تنفي ِذ َك هذ ِه التجرب َة على سط ِح الأر ِض س ُتلا ِح ُظ أ َّن ال ِم ْطرق َة تص ُل أو ًل سط َح الأر ِض‪.‬‬ ‫فما التفسي ُر الصحي ُح لهات ْي ِن المشاهدت ْي ِن؟‬ ‫أ ‪ -‬تسق ُط ال ِم ْطرق ُة على سط ِح الأر ِض قب َل الريش ِة؛ لأ َّن ُق َّو َة جذ ِب الأر ِض لها كبير ٌة‪ .‬أ ّما على سط ِح‬ ‫القم ِر فإ َّن وز َن الريش ِة ووز َن ال ِم ْطرق ِة متساويا ِن‪.‬‬ ‫ب‪ -‬تسق ُط ال ِم ْطرق ُة على سط ِح الأر ِض قب َل الريش ِة؛ لأ َّن تأثي َر مقاوم ِة الهوا ِء فيها (نسب ًة إلى وزنِها) أق ُّل‬ ‫منْ ُه في الريش ِة‪ .‬أ ّما على سط ِح القم ِر فلا يوج ُد هوا ٌء‪.‬‬ ‫ج ‪ -‬تسق ُط ال ِم ْطرق ُة على سط ِح الأر ِض قب َل الريش ِة؛ لأ َّن ُق َّو َة جذ ِب الأر ِض للأجسا ِم تساوي ست َة‬ ‫أمثا ِل ُق َّو ِة جذ ِب القم ِر‪.‬‬ ‫د ‪ -‬تسق ُط ال ِم ْطرق ُة والريش ُة م ًعا على سط ِح القم ِر؛ نظ ًرا إلى عد ِم وجو ِد جاذبي ٍة للقم ِر‪.‬‬ ‫‪ 26‬الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪Motion‬‬

‫السؤا ُل الثاني‪:‬‬ ‫ُر ِص َد ْت حرك ُة د ّراج ٍة على طري ٍق أفق ٍّي في خ ٍّط مستقي ٍم (باتجاه ْي ِن متعاكس ْي ِن)‪ .‬وق ْد ُم ِّث َل ِت البيانا ُت ال ُمتع ِّلق ُة‬ ‫بهذ ِه الحرك ِة بيان ًّيا‪ ،‬كما في الشك ِل الآتي‪.‬‬ ‫الموق ُع‬ ‫الزم ُن )‪(s‬‬ ‫كا َن ِت الد ّراج ُة عن َد نقط ِة الإسنا ِد المرجعي ِة في الموق ِع (‪ )P1‬عن َد اللحظ ِة الزمني ِة (‪ ،)t = 0 s‬ث َّم انتق َل ْت إلى‬ ‫بقي ِة المواق ِع (‪.)P2, P3, P4‬‬ ‫مقدا ُر ك ٍّل م َن المساف ِة التي قط َع ْتها الد ّراج ُة‪ ،‬والإزاح ِة التي ح َد َث ْت لها‪ ،‬في ك ِّل م َّد ٍة زمني ٍة‪ ،‬ه َو‪:‬‬ ‫أ ‪ -‬تح َّر َك ِت الد ّراج ُة م َّرت ْي ِن‪ ،‬وتو َّق َف ْت م َّرت ْي ِن‪ ،‬وقط َع ْت مساف َة (‪ ،)20 m‬وكا َن مقدا ُر الإزاح ِة ِ(‪.)50 m‬‬ ‫ب‪ -‬تح َّر َك ِت الد ّراج ُة ثلا َث م ّرا ٍت‪ ،‬وتو َّق َف ْت س َّت م ّرا ٍت‪ ،‬وقط َع ْت مساف َة (‪ ،)60 m‬وكا َن مقدا ُر‬ ‫الإزاح ِة (‪.)40 m‬‬ ‫ج ‪ -‬تح َّر َك ِت الد ّراج ُة م َّرت ْي ِن‪ ،‬وتو َّق َف ْت ثلا َث م ّرا ٍت‪ ،‬وقط َع ْت مساف َة (‪ ،)40 m‬وكا َن مقدا ُر‬ ‫الإزاح ِة (‪.)20 m‬‬ ‫د ‪ -‬تح َّر َك ِت الد ّراج ُة ثلا َث م ّرا ٍت‪ ،‬وتو َّق َف ْت م َّرت ْي ِن‪ ،‬وقط َع ْت مساف َة (‪ ،)100 m‬وكا َن مقدا ُر‬ ‫الإزاح ِة (‪.)20 m‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 2‬الحرك ُة ‪27 Motion‬‬

‫القصو ُر الذات ُّي‬ ‫تجرب ٌة‬ ‫استهلالي ٌة‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫لا ُيم ِك ُن للأجسا ِم تغيي ُر حالتِها الحركي ِة م ْن تلقا ِء نف ِسها؛ إ ْذ يج ُب أ ْن ُتؤ ِّث َر فيها ُق َّو ٌة محصل ٌة خارجي ٌة‬ ‫لفع ِل ذل َك‪ ،‬في ما ُيع َر ُف بالقصو ِر الذات ِّي‪.‬‬ ‫ُيع َّر ُف القصو ُر الذات ُّي للجس ِم بأ َّن ُه مي ُل الجس ِم إلى المحافظ ِة على حالتِ ِه م ْن حي ُث السكو ُن أ ِو الحرك ُة‬ ‫بسرع ٍة ُم َّت ِجه ٍة ثابت ٍة‪ ،‬و ُمما َن َعتِ ِه لأ ِّي تغيي ٍر فيها‪.‬‬ ‫سأتع َّر ُف في هذ ِه التجرب ِة مفهو َم القصو ِر الذات ِّي‪ ،‬وأستقصي علا َم يعتم ُد القصو ُر الذات ُّي للجس ِم‪.‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫تع ُّر ُف مفهو ِم القصو ِر الذات ِّي‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫لو ُح تز ُّل ٍج أ ْو عرب ٌة‪ ،‬مكع ٌب خشب ٌّي‪ ،‬حاج ٌز‪ ،‬شري ٌط لاص ٌق‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫تنفي ُذ التجرب ِة في منتص ِف غرف ِة الص ِّف‪ ،‬بعي ًدا ع ْن أ ِّي قط ِع أثا ٍث قابل ٍة للكس ِر‪.‬‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬أض ُع لو َح التز ُّل ِج (أ ِو العرب َة) في منتص ِف غرف ِة الص ِّف‪ ،‬ث َّم أض ُع المكع َب عل ْي ِه‪ ،‬ث َّم أض ُع الحاج َز على‬ ‫ُب ْع ِد (‪ )1-2 m‬م َن اللو ِح‪.‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬ألا ِح ُظ ما يحد ُث عن َد وض ِع المكع ِب على اللو ِح‪ ،‬ودف ِع اللو ِح باتجا ِه الحاج ِز‪ُ ،‬م َد ِّو ًنا ملاحظاتي‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬ألا ِح ُظ ما يحد ُث عن َد تكرا ِر الخطو ِة السابق ِة‪ ،‬بع َد تثبي ِت المكع ِب باللو ِح باستخدا ِم الشري ِط اللاص ِق‪،‬‬ ‫ُم َد ِّو ًنا ملاحظاتي‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪Forces‬‬ ‫‪28‬‬

‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أقا ِر ُن بي َن ملاحظاتي في الخطوت ْي ِن‪َ ،)2( :‬و(‪.)3‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪2 .‬ما سب ُب اندفا ِع المكع ِب الخشب ِّي في الخطو ِة (‪)2‬؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 3 .‬أف ِّس ُر‪ :‬ه ْل يتع َّي ُن على سائقي السيارا ِت استخدا ُم أحزم ِة الأما ِن؟ ُأف ِّس ُر إجابتي‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪29 Forces‬‬

‫ال ُق َّو ُة والكتل ُة والتسا ُر ُع‬ ‫التجرب ُة ‪1‬‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫يسعى العالِ ُم م ْن تصمي ِم ِه التجار َب والاستقصاءا ِت وتنفي َذها للتو ُّص ِل إلى علاق ٍة بي َن ال ُمتغ ِّيرا ِت المطروح ِة‬ ‫للدراس ِة‪ ،‬ع ْن طري ِق تحلي ِل البيانا ِت والنتائ ِج عمل ًّيا؛ ما ُيس ِّه ُل تحدي َد الاستنتاجا ِت وتعمي َمها‪ .‬تتض َّم ُن‬ ‫هذ ِه التجرب ُة استقصا َء العلاق ِة بي َن ال ُق َّو ِة المحصل ِة ال ُمؤ ِّثر ِة في الجس ِم‪ ،‬وتسا ُر ِع ِه‪ ،‬وكتلتِ ِه‪.‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫‪ -‬استقصا ُء العلاق ِة بي َن تسا ُر ِع جس ٍم وال ُق َّو ِة المحصل ِة ال ُمؤ ِّثر ِة في ِه عن َد ثبا ِت كتلتِ ِه‪.‬‬ ‫‪ -‬عم ُل استقصا ٍء لدراس ِة العلاق ِة بي َن تسا ُر ِع الجس ِم وكتلتِ ِه عن َد ثبا ِت ال ُق َّو ِة المحصل ِة ال ُمؤ ِّثر ِة في ِه‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫َم ْدر ٌج هوائ ٌّي وملحقا ُت ُه‪ ،‬مسطر ٌة متري ٌة‪ ،‬بكر ٌة‪ ،‬خي ٌط‪ ،‬حام ُل أثقا ٍل‪ ،‬عشر ُة أثقا ٍل كتل ُة ك ٍّل منْها (‪ ،)10 g‬ميزا ٌن‪.‬‬ ‫ب ّوابتا ِن ضوئيتا ِن‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫الحذ ُر م ْن سقو ِط الأجسا ِم والأدوا ِت على القدم ْي ِن‪.‬‬ ‫بطاق ٌة‬ ‫بكر ٌة‬ ‫َم ْدر ٌج هوائ ٌّي عرب ٌة‬ ‫حام ُل أثقا ٍل‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أث ِّب ُت ال َم ْدر َج الهوائ َّي أفق ًّيا على سط ِح الطاول ِة‪ ،‬ث َّم ُأث ِّب ُت البكر َة في نهايتِ ِه‪ ،‬كما في الشك ِل‪.‬‬ ‫ ‪2 .‬أقي ُس كتل َة العرب ِة المنزلق ِة‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن القراء َة أعلى الجدو ِل (‪ ،)1‬ث َّم أض ُع العرب َة عن َد بداي ِة ال َم ْدر ِج‪.‬‬ ‫ ‪3 .‬أرب ُط أح َد طر َف ِي الخي ِط ب ُمق ِّدم ِة العرب ِة‪ ،‬ث َّم أرب ُط طر َف ُه الآخ َر بحام ِل الأثقا ِل‪ ،‬مرو ًرا بالبكر ِة‪.‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬أث ِّب ُت إحدى الب ّوابت ْي ِن الضوئيت ْي ِن عن َد ُمق ِّدم ِة العرب ِة‪ ،‬ث َّم ُأث ِّب ُت الب ّواب َة الأُخرى على ُب ْع ِد (‪ )1 m‬منْها‪،‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪Forces‬‬ ‫‪30‬‬

‫ث َّم ُأ َد ِّو ُن مقدا َر هذا ال ُبع ِد (‪ )d‬أعلى الجدو ِل‪ .‬بع َد ذل َك ُأث ِّب ُت حاج َز الاصطدا ِم في نهاي ِة المسا ِر؛ لمن ِع‬ ‫اصطدا ِم العرب ِة بالبكر ِة‪.‬‬ ‫ ‪َ 5 .‬أ ِص ُل الب ّوابت ْي ِن بالع ّدا ِد الزمن ِّي الرقم ِّي‪ ،‬ث َّم َأ ِص ُل ُه بمصد ِر الطاق ِة الكهربائي ِة‪ ،‬ث َّم ُأش ِّغ ُل ُه‪.‬‬ ‫ ‪6 .‬أض ُع أثقا ًل مناسب ًة على العرب ِة والحام ِل‪ ،‬بحي ُث تقط ُع العرب ُة مساف َة (‪ )1 m‬في زم ٍن مناس ٍب‪ ،‬ث َّم َأ ِج ُد‬ ‫كت َل الحام ِل وأثقا َل ُه‪ ،‬التي ُتس ّمى كتل َة ثِ ْق ِل التعلي ِق ‪ ،)m (hang‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن القراءا ِت في الجدو ِل‪ .‬بع َد‬ ‫ذل َك ُأضي ُف كت َل الأثقا ِل التي فو َق العرب ِة إلى كتل ِة العرب ِة‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُنها في الجدو ِل تح َت عمو ِد كتل ِة‬ ‫العرب ِة ‪.)m (cart‬‬ ‫ ‪ُ 7 .‬أش ِّغ ُل مضخ َة الهوا ِء‪ ،‬ث َّم ُأف ِل ُت العرب َة‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن في الجدو ِل تح َت عمو ِد الزم ِن (‪ )t‬قراء َة الع ّدا ِد الزمن ِّي‬ ‫الرقم ِّي‪ ،‬الذي ُيم ِّث ُل الزم َن الذي تستغر ُق ُه العرب ُة في حركتِها بي َن الب ّوابت ْي ِن‪.‬‬ ‫ ‪8 .‬أنق ُل ثِ ْق ًل م ْن فو ِق العرب ِة إلى الحام ِل‪ ،‬ث َّم ُأك ِّر ُر الخطو َة السابق َة‪ ،‬و ُأ َد ِّو ُن في الجدو ِل القياسا ِت الجديد َة‬ ‫لك ٍّل م ْن‪َ ،)m (hang :‬و(‪ ،)m cart‬والزم ِن‪.‬‬ ‫ ‪ُ 9 .‬أك ِّر ُر الخطو َة السابق َة م َّر َت ْي ِن لأثقا ٍل إضافي ٍة ُأخرى‪.‬‬ ‫ ‪10.‬أح ُس ُب تسا ُر َع العرب ِة لك ِّل ‪ )m (hang‬باستخدا ِم العلاق ِة‪ ،a = 2d/t2 :‬ث َّم َأ ِج ُد نات َج ضر ِب‬ ‫لك ِّل حال ٍة‪.‬‬ ‫بي َن‬ ‫العلاق ِة‬ ‫لدراس ِة‬ ‫‪)m‬؛‬ ‫‪(cart‬‬ ‫العرب ِة‬ ‫كتل ِة‬ ‫وتغيي ِر‬ ‫‪،)m‬‬ ‫‪(hang‬‬ ‫كتل ِة ثِ ْق ِل التعلي ِق‬ ‫ ‪ُ 11.‬أك‪ِّ a‬ر)‪ُt‬ر‪ar‬ا‪c‬لت‪m‬جرب‪َ +‬ة‪g‬ب‪n‬ت‪a‬ث‪h‬بي ِ‪m‬ت(‬ ‫الكتل ِة والتسا ُر ِع‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن القراءا ِت في الجدو ِل (‪.)2‬‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫كتل ُة العرب ِة‪ . ......kg :‬ال ُب ْع ُد بي َن الب ّوابت ْي ِن )‪. ..........m :(d‬‬ ‫الجدو ُل (‪.)1‬‬ ‫‪mhang‬‬ ‫‪(m hang + m cart)a‬‬ ‫‪a‬‬ ‫‪t‬‬ ‫‪m cart‬‬ ‫‪m hang‬‬ ‫المرقحاُمول ِة‬ ‫)‪(N‬‬ ‫)‪(N‬‬ ‫)‪(m/s2‬‬ ‫)‪(s‬‬ ‫)‪(kg‬‬ ‫)‪(kg‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪31 Forces‬‬

‫‪mhang‬‬ ‫‪(m hang + m )cart‬‬ ‫الجدو ُل (‪.)2‬‬ ‫‪m hang‬‬ ‫المرقحاُمول ِة‬ ‫)‪(N‬‬ ‫)‪(kg‬‬ ‫‪a t m cart‬‬ ‫)‪(kg‬‬ ‫)‪(m/s2) (s) (kg‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أقا ِر ُن بي َن ‪ (m hang + m cart) a‬ومقدا ِر وز ِن ثِ ْق ِل التعلي ِق ( ‪ )mhang‬لك ِّل حال ٍة‪ .‬ما العلاق ُة بينَ ُهما؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬أم ِّث ُل بيان ًّيا العلاق َة بي َن مقدا ِر ال ُق َّو ِة المحصل ِة ال ُمؤ ِّثر ِة في العرب ِة ( ‪ )mhang‬على المحو ِر (‪ )+y‬ومقدا ِر‬ ‫التسا ُر ِع (‪ )a‬على المحو ِر (‪ .)+x‬ما شك ُل هذ ِه العلاق ِة؟ ماذا أستنت ُج؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪Forces‬‬ ‫‪32‬‬

‫‪ .3‬ما الذي ُيم ِّث ُل ُه مي ُل المنحنى البيان ِّي في السؤا ِل الساب ِق؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ .4‬ماذا حد َث لمقدا ِر تسا ُر ِع العرب ِة عن َد تثبي ِت كتل ِة ثِ ْق ِل التعلي ِق ‪ )m (hang‬وتغيي ِر كتل ِة العرب ِة ‪)m (cart‬؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪33 Forces‬‬

‫اختبا ُر دمى التصاد ِم ‪STEAM‬‬ ‫تجرب ٌة‬ ‫إثرائي ٌة‬ ‫الخلفي ُة العلمي ُة‪:‬‬ ‫ين ُّص القانو ُن الأو ُل لنيوتن على أ َّن \"الجس َم يحاف ُظ على حالتِ ِه الحركي ِة م ْن حي ُث السكو ُن أ ِو الحرك ُة‬ ‫بسرع ٍة ثابت ٍة في خ ٍّط مستقي ٍم ما ل ْم ُتؤ ِّث ْر في ِه ُق َّو ٌة محصل ٌة\"‪ ،‬و ُيع َر ُف هذا القانو ُن باس ِم قانو ِن القصو ِر‬ ‫الذات ِّي‪ُ .‬يع َّر ُف القصو ُر الذات ُّي بأ َّنه مي ُل الجس ِم إلى المحافظ ِة على حالتِ ِه م ْن حي ُث السكو ُن أ ِو الحرك ُة بسرع ٍة‬ ‫ُم َّت ِجه ٍة ثابت ٍة‪ ،‬وممانع ِة أ ِّي تغيي ٍر فيها‪.‬‬ ‫يهد ُف هذا الاستقصا ُء إلى تحدي ِد ما يعتم ُد عل ْي ِه القصو ُر الذات ُّي للجس ِم‪ ،‬وتصمي ِم حزا ِم أما ٍن ذي‬ ‫مواصفا ٍت ُمع َّين ٍة‪ ،‬مث ِل‪ :‬من ِع اندفا ِع الدمي ِة إلى خار ِج العرب ِة‪ ،‬والمحافظ ِة على ح ِّري ِة حرك ِة الدمي ِة؛ على أ ْن‬ ‫ُأق ِّو َم أنا وأفرا ُد مجموعتي فاعلي َة هذا التصمي ِم‪ ،‬محاكا ًة لما يفع ُل ُه المهندسو َن الميكانيكيو َن عن َد تطبي ِق ِه ْم‬ ‫علو َم الهندس ِة والفيزيا ِء والموا ِّد في أثنا ِء تصمي ِم الأنظم ِة الميكانيكي ِة‪ ،‬وتحلي ِلها‪ ،‬وتصني ِعها‪ ،‬وصيانتِها‪.‬‬ ‫الهد ُف‪:‬‬ ‫‪ -‬استقصا ُء العلاق ِة بي َن القصو ِر الذات ِّي والكتل ِة‪.‬‬ ‫‪ -‬إعدا ُد تجرب ٍة تتض َّم ُن تصمي ًما هندس ًّيا لحزا ِم أما ٍن ضم َن معايي َر وشرو ٍط ُمع َّين ٍة‪.‬‬ ‫‪ -‬تجمي ُع البيانا ِت ال ُمتع ِّلق ِة بحرك ِة الدمي ِة‪ ،‬وتنظي ُمها‪.‬‬ ‫‪ -‬تقوي ُم التصمي ِم بنا ًء على نتائ ِج التجرب ِة‪.‬‬ ‫‪ -‬استنتا ُج أهمي ِة حزا ِم الأما ِن‪.‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪:‬‬ ‫عرب ٌة‪ ،‬لو ٌح مست ٍو أمل ُس طو ُل ُه (‪ )1 m‬تقري ًبا‪ ،‬مكع ٌب خشب ٌّي طو ُل ضل ِع ِه (‪ )15 cm‬تقري ًبا‪ ،‬ميزا ٌن‪ ،‬مسطر ٌة‬ ‫متري ٌة‪ ،‬شري ٌط لاص ٌق‪ ،‬معجو ُن أطفا ٍل (صلصا ٌل) أ ْو ثلا ُث د ًمى مختلف ُة الكتل ِة‪ ،‬أربط ٌة مطاطي ٌة مختلف ُة‬ ‫الأشكا ِل والأطوا ِل‪ ،‬خي ٌط‪ ،‬حام ٌل فلز ٌّي‪ ،‬سل ُك نحا ٍس‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫‪ -‬لب ُس الن ّظار ِة الواقي ِة‪ ،‬وارتدا ُء الق ّفاز ْي ِن ومريو ِل المختب ِر‪.‬‬ ‫‪ -‬الحذ ُر م ْن سقو ِط الأجسا ِم والأدوا ِت على القدم ْي ِن‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪Forces‬‬ ‫‪34‬‬

‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫الجز ُء الأو ُل‪:‬‬ ‫ ‪1 .‬أستعم ُل الصلصا َل لصناع ِة ثلا ِث د ًمى مختلف ِة الكتل ِة‪ :‬صغير ٍة‪ ،‬ومتوسط ٍة‪ ،‬وكبير ٍة‪.‬‬ ‫ ‪2 .‬أقي ُس كتل َة ك ِّل دمي ٍة باستعما ِل الميزا ِن‪ ،‬ث َّم ُأد ِّو ُنها في الجدو ِل (‪.)1‬‬ ‫ ‪3 .‬أصن ُع مست ًوى مائ ًل على سط ِح طاول ٍة؛ برف ِع أح ِد طر َف ِي اللو ِح المستوي باستعما ِل حام ٍل فل ِّز ٍّي‪ ،‬أ ْو‬ ‫وض ِع كتاب ْي ِن (أ ْو ثلاث ِة كت ٍب) أسف َل طرفِ ِه‪.‬‬ ‫ ‪ُ 4 .‬أث ِّب ُت المكع َب الخشب َّي عن َد نهاي ِة المستوى المائ ِل بقطع ٍة م َن الشري ِط اللاص ِق‪.‬‬ ‫ ‪ُ 5 .‬أث ِّب ُت المسطر َة المتري َة على سط ِح الطاول ِة بقطع ٍة م َن الشري ِط اللاص ِق‪ ،‬بحي ُث يكو ُن صف ُرها عن َد نهاي ِة‬ ‫المستوى المائ ِل‪.‬‬ ‫ ‪6 .‬أض ُع الدمي َة الصغير َة في العرب ِة‪ ،‬ث َّم أض ُع العرب َة عن َد أعلى المستوى المائ ِل‪ ،‬ث َّم ُأف ِل ُتها‪.‬‬ ‫ ‪7 .‬أقي ُس ُب ْع َد نقط ِة سقو ِط الدمي ِة ع ْن نهاي ِة المستوى المائ ِل باستعما ِل المسطر ِة المتري ِة‪ ،‬ث َّم ُأ َد ِّو ُن القراء َة‬ ‫في الجدو ِل (‪.)2‬‬ ‫ ‪ُ 8 .‬أك ِّر ُر الخطوت ْي ِن السابقت ْي ِن م َّرت ْي ِن‪.‬‬ ‫ ‪ُ 9 .‬أك ِّر ُر الخطوا ِت (‪ )8-6‬باستعما ِل الدميت ْي ِن‪ :‬المتوسط ِة‪ ،‬والكبير ِة‪.‬‬ ‫الجز ُء الثاني‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أص ِّم ُم حزا َم أما ٍن لإحدى الدمى الثلا ِث‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪35 Forces‬‬

‫ ‪ُ 2 .‬أنا ِق ُش أفرا َد مجموعتي في كيفي ِة صن ِع التصمي ِم‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪3 .‬أصن ُع حزا َم الأما ِن‪ ،‬ث َّم أض ُع الدمي َة في العرب ِة‪ ،‬ث َّم أرب ُطها بالحزا ِم‪.‬‬ ‫ ‪4 .‬تض ُع ك ُّل مجموع ٍة تصمي َمها في المنطق ِة ال ُمخ َّصص ِة لعم ِل الاختبارا ِت في المختب ِر‪.‬‬ ‫ ‪5 .‬تختب ُر ك ُّل مجموع ٍة تصمي َمها أما َم بقي ِة المجموعا ِت؛ بوض ِع العرب ِة أعلى المستوى المائ ِل‪ ،‬ث َّم إفلاتِها‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪6 .‬تعم ُل ك ُّل مجموع ٍة تقيي ًما لتع ُّر ِف فاعلي ِة تصمي ِم حزا ِم الأما ِن‪ ،‬بنا ًء على معايي ِر الأما ِن والسلام ِة‪ ،‬مث ِل‪ :‬بقا ِء‬ ‫الدمي ِة داخ َل العرب ِة‪ ،‬وعد ِم حدو ِث إصابا ٍت أ ْو تش ُّوها ٍت للدمي ِة‪ ،‬ومزايا التصمي ِم‪ .‬أنظ ُر الجدو َل (‪.)3‬‬ ‫البيانا ُت والملاحظا ُت‪:‬‬ ‫الجدو ُل (‪.)1‬‬ ‫كتل ُة الدمي ِة (‪)g‬‬ ‫حج ُم الدمي ِة‬ ‫صغي ٌر‬ ‫متوس ٌط‬ ‫كبي ٌر‬ ‫الجدو ُل (‪ُ :)2‬ب ْعد نقط ِة سقو ِط الدمي ِة ع ْن نهاي ِة المستوى المائ ِل‪.‬‬ ‫رق ُم المحاول ِة الدمي ُة الصغير ُة (‪ )cm‬الدمي ُة المتوسط ُة (‪ )cm‬الدمي ُة الكبير ُة (‪)cm‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫متوس ُط القياسا ِت‪:‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪Forces‬‬ ‫‪36‬‬

‫الجدو ُل (‪ :)3‬تقيي ُم فاعلي ِة تصمي ِم حزا ِم الأما ِن‪.‬‬ ‫مزايا التصمي ِم‬ ‫سلام ُة الدمي ِة‬ ‫جود ُة التصمي ِم‬ ‫‪ -‬عد ُم تقيي ِد حرك ِة الدمي ِة‪.‬‬ ‫عد ُم حدو ِث إصابا ٍت أ ْو تش ُّوها ٍت للدمي ِة‪.‬‬ ‫بقا ُء الدمي ِة داخ َل العرب ِة‪.‬‬ ‫‪ -‬شك ُل الحزا ِم جمي ٌل‪.‬‬ ‫خرو ُج بع ِض أجزا ِء الدمي ِة م َن العرب ِة‪.‬‬ ‫‪ -‬ح ِّري ُة الحرك ِة متوسط ٌة‪.‬‬ ‫حدو ُث تش ُّوها ٍت أ ْو إصابا ٍت بسيط ٍة للدمي ِة‪.‬‬ ‫خرو ُج الدمي ِة ك ِّلها م َن العرب ِة‪.‬‬ ‫‪ -‬شك ُل الحزا ِم مقبو ٌل‪.‬‬ ‫‪ -‬تقيي ُد حرك ِة الدمي ِة‪.‬‬ ‫حدو ُث تش ُّوها ٍت أ ْو إصابا ٍت كبير ٍة للدمي ِة‪.‬‬ ‫‪ -‬شك ُل الحزا ِم غي ُر مقبو ٍل‪.‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫الجز ُء الأو ُل‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أب ِّي ُن لماذا اندف َع ِت الدمى خار َج العرب ِة‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪2 .‬أ ُّي الدمى كا َن ُب ْع ُد نقط ِة سقوطِها الأكب َر؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪3 .‬أتو َّق ُع العام َل الذي أ ّدى إلى زياد ِة ُب ْع ِد نقط ِة سقو ِط الدمي ِة‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪َ 4 .‬أ ِص ُف العلاق َة بي َن الكتل ِة والقصو ِر الذات ِّي‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 5 .‬أنا ِق ُش‪ :‬بنا ًء على نتائ ِج التجرب ِة‪ ،‬ه ْل ُأؤ ِّي ُد إلزا َم قانو ِن السي ِر السائقي َن وال ُّر ّكا َب باستعما ِل أحزم ِة الأما ِن؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪37 Forces‬‬

‫الجز ُء الثاني‪:‬‬ ‫ ‪ُ 1 .‬أص ِد ُر حك ًما على تصميمي لحزا ِم الأما ِن استنا ًدا إلى المعايي ِر الوارد ِة في الجدو ِل (‪.)3‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪ُ 2 .‬أنا ِق ُش أفرا َد مجموعتي في عم ِل التصامي ِم الأُخرى‪ ،‬وتحدي ِد ما نج َح منْها في الاختبا ِر‪ ،‬وما يحتا ُج إلى‬ ‫إعاد ِة تصمي ٍم‪ ،‬وما استوفى الشرو َط كامل ًة‪ ،‬وكا َن الأكث َر قبو ًل‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫ ‪3 .‬ما مدى ارتبا ِط عملي في هذا الاستقصا ِء بعم ِل المهندسي َن الميكانيكيي َن؟‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪Forces‬‬ ‫‪38‬‬

‫أسئل ُة اختبارا ٍت دولي ٍة‪ ،‬أ ْو أسئل ٌة على نم ِطها‬ ‫‪ - 1‬طائر ٌة كتل ُتها ( ‪ ،)8 × 104 kg‬هب َط ْت على ال َم ْدر ِج الأفق ِّي للمطا ِر بسرع ِة (‪ ،)70 m /s‬واستغر َق ْت‬ ‫(‪ )30 s‬ح ّتى تو َّق َف ْت وقو ًفا كام ًل‪َ .‬أ ِج ُد‪:‬‬ ‫أ ‪ -‬تسا ُر َع الطائر ِة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ال ُق َّو َة المحصل َة ال ُمؤ ِّثر َة في الطائر ِة في أثناء حركتِها على َم ْدر ِج المطا ِر‪.‬‬ ‫ج ‪ -‬أق َّل مساف ٍة لطو ِل ال َم ْدر ِج مناسب ٍة لتو ُّق ِف الطائر ِة‪.‬‬ ‫‪ - 2‬د ّراج ٌة هوائي ٌة تتح َّر ُك بسرع ٍة ثابت ٍة على طري ٍق أفق ٍّي‪ ،‬ويلع ُب راك ُبها بكر ٍة يرميها إلى الأعلى ث َّم يلتق ُطها‪.‬‬ ‫إذا قذ َف الكر َة إلى أعلى‪ ،‬وتو َّق َف ِت الد ّراج ُة فجأ ًة‪ ،‬وسق َط ِت الكر ُة أما َم الراك ِب ول ْم تسق ْط في ي ِد ِه‪،‬‬ ‫فما تفسي ُر ذل َك؟‬ ‫‪ُ -3‬أط ِل َقصارو ٌخكتل ُت ُه( ‪)2 × 104 kg‬م ْنإحدىقواع ِدإطلا ِقالصواري ِخ‬ ‫رأس ًّيا إلى أعلى بتسا ُر ٍع‪ ،‬وكا َن ْت ُق َّو ُة الدف ِع ( ) ال ُمؤ ِّثر ُة في الصارو ِخ‬ ‫إلى أعلى ( ‪ ،)4 × 105 N‬وكا َن وز ُن الصارو ِخ ( )‪َ .‬أ ِج ُد‪:‬‬ ‫أ ‪-‬مقدا َر ال ُق َّو ِة المحصل ِة ال ُمؤ ِّثر ِة في الصارو ِخ‪ُ ،‬مح ِّد ًدا اتجا َهها‪) ( .‬‬ ‫ب‪ -‬تسا ُر َع الصارو ِخ‪ُ ،‬مح ِّد ًدا اتجا َه ُه‪.‬‬ ‫ج ‪ -‬مصد َر ُق َّو ِة الدف ِع ( ) ال ُمؤ ِّثر ِة في الصارو ِخ‪.‬‬ ‫‪ُ - 4‬يم ِّث ُل الشك ُل المجاو ُر كتل ًة مقدا ُرها (‪ )60 g‬في حال ِة السكو ِن‪ ،‬وه َي‬ ‫ُمع َّلق ٌة بطر ِف ميزا ٍن نابض ٍّي‪:‬‬ ‫‪0.6 N‬‬ ‫أ ‪ -‬أرس ُم ُمخ َّط َط الجس ِم ال ُح ِّر للكتل ِة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬إذا ُرفِ َع الميزا ُن والكتل ُة م ًعا إلى أعلى بسرع ٍة ثابت ٍة‪ ،‬فما مقدا ُر‬ ‫ال ُق َّو ِة المحصل ِة ال ُمؤ ِّثر ِة في الكتل ِة؟ ما اتجا ُهها؟ ُأف ِّس ُر إجابتي‪.‬‬ ‫ج ‪ -‬إذا ُرفِ َع الميزا ُن والكتل ُة م ًعا إلى أعلى‪ ،‬فتسار َع ِت الكتل ُة‬ ‫بمقدا ِر (‪ ،)0.5 m /s2‬فما مقدا ُر ال ُق َّو ِة المحصل ِة ال ُمؤ ِّثر ِة في‬ ‫الكتل ِة؟ ما اتجا ُهها؟ ُأف ِّس ُر إجابتي‪.‬‬ ‫الوحد ُة ‪ 3‬القوى ‪39 Forces‬‬