🎨 السؤال بالخط الأزرق · الإجابة بالخط الأخضر. المرجع الوحيد: كتاب الطالب.
٠
مدخل الوحدة الأولى: الحركة · ومدخل الفصل الأول: الطاقة
صفحات 12–13فصول الوحدة وأهدافها
ما فصول الوحدة الأولى (الحركة)؟
١) الفصل الأول: الطاقة · ٢) الفصل الثاني: ميكانيكا الدوران · ٣) الفصل الثالث: كمية الحركة الخطية.
عدّد أهداف الوحدة الأولى.
١) يعرّف مفهوم الشغل · ٢) يستنتج العلاقة بين الشغل والطاقة · ٣) يعرّف قانون حفظ (بقاء) الطاقة الميكانيكية · ٤) يطبّق قوانين نيوتن الثلاثة في الحركة الدورانية · ٥) يعرّف كمية الحركة الخطية ودورها في تغيير حركة الأجسام · ٦) يعرّف كمية الحركة الدورانية ودورها في…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
١
الدرس 1-1: الشغل (Work)
الفصل الأول: الطاقة · صفحات 14–22الأهداف العامة والمدخل
ما أهداف درس الشغل؟
١) يعرّف مفهوم الشغل · ٢) يعرّف الجول · ٣) يميّز بين الشغل الناتج عن قوة ثابتة والشغل الناتج عن قوة متغيرة · ٤) يحسب مقدار الشغل الناتج عن قوة ثابتة · ٥) يحسب مقدار الشغل الناتج عن قوة متغيرة.
هل يبذل العامل شغلًا عندما يحاول دفع صندوق (شكل 1) من دون أن يتمكن من تحريكه؟ ولماذا؟
لا يبذل شغلًا من وجهة نظر الفيزيائيين رغم أنه يجهد نفسه؛ لأن الصندوق لم يتحرك. فالشغل ليس الجهد والتعب وبذل القوة كما يعتقد الكثيرون.
هل تبذل شغلًا وأنت واقف تحمل حقيبتك الثقيلة على جانب الطريق؟
لا؛ مع أنك تبذل قوة لتبقيها مرفوعة وقد تشعر بالتعب، لكنك من وجهة نظر الفيزيائيين لم تبذل شغلًا.
ما المعنى الشائع لمفهوم الشغل في الحياة اليومية؟
القيام بعمل بجهد جسدي أو فكري، وهو يختلف عن المفهوم الفيزيائي.
من هو جيمس جول، وما أثره؟ (شكل 2)
جيمس جول (24 ديسمبر 1818 – 11 أكتوبر 1889) كان له أثر بارز في تطور مفهوم الطاقة، وأثبت التكافؤ بين أشكال الطاقة المختلفة (الميكانيكية والكهربائية والحرارية)، وأنه يمكن تحويلها من شكل إلى آخر.
1. تعريف الشغل
الشغل (Work): عملية تقوم فيها قوة مؤثرة بإزاحة جسم في اتجاهها.
الجول (J): الشغل الذي تبذله قوة مقدارها 1N تُحرّك جسمًا في اتجاهها مسافة متر واحد.
ما وحدة قياس الشغل في النظام الدولي؟ وما رمزها؟
الجول (Joule) ويرمز لها بـ (J).
لو تمكّن العامل من إزاحة الصندوق ببذل قوة أكبر، فهل بذل شغلًا؟
نعم، يكون من وجهة نظر الفيزيائيين قد بذل شغلًا.
ما الحالتان اللتان يدفعنا اختلاف أنواع القوى إلى دراستهما؟ ولماذا؟
١) الشغل الناتج عن قوة منتظمة (ثابتة المقدار والاتجاه) · ٢) الشغل الناتج عن قوة متغيرة؛ لأن هناك اختلافًا كبيرًا في حساب مقدار كلٍّ…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٢
الدرس 1-2: الشغل والطاقة (Work and Energy)
الفصل الأول: الطاقة · صفحات 23–33الأهداف العامة والمدخل
ما أهداف درس الشغل والطاقة؟
١) يعدّد أنواعًا مختلفة من الطاقة · ٢) يعرّف الطاقة · ٣) يعرّف الطاقة الحركية · ٤) يستنتج العلاقة بين الشغل والطاقة الحركية · ٥) يستخدم قانون الشغل والطاقة في حل مسائل · ٦) يعرّف الطاقة الكامنة · ٧) يعرّف طاقة الوضع · ٨) يستنتج العلاقة بين الشغل الناتج عن الوزن وتغيّر طاقة الوضع · ٩) يعرّف الطاقة الميكانيكية.
كيف تطور استخدام الإنسان لمصادر الطاقة؟
استخدم طاقة الحيوانات بأنشطته الزراعية وللتنقل، وطاقة النار في الطهو والإنارة، وطاقة المياه والرياح في تشغيل المطاحن، ثم اكتشف مع تطور العلم أنواعًا جديدة كالطاقة الكيميائية والكهربائية والميكانيكية حتى توصّل في يومنا هذا إلى اكتشاف الطاقة النووية واستخدامها (شكل 17).
لماذا يتناول الدرس الطاقة الميكانيكية؟
لأنها كمية يمتلكها الجسم أو النظام، ولأنها أكثر أنواع الطاقة ارتباطًا بالشغل؛ فنتذكر الطاقة الحركية لنفسّر نتيجة الشغل المبذول في حركة الجسم والتغير في طاقته، ونتعرف الطاقة الكامنة كجزء آخر من الطاقة الميكانيكية.
1. تعريف الطاقة
الطاقة (Energy): المقدرة على إنجاز شغل، وتُقاس بوحدة الجول (J) كالشغل.
عند دفعك صندوقًا لإزاحته، من أين تأتي الطاقة وإلى أين تنتقل؟
تعطي الصندوق جزءًا من طاقتك الكيميائية التي اكتسبتها من الطعام وحوّلتها إلى طاقة حركية، أي تنتقل الطاقة منك إلى الصندوق من أجل القيام بشغل.
علّل: الكرة المقذوفة بسرعة أفقية كبيرة تقطع مسافة أكبر قبل أن تتوقف من كرة مماثلة قُذفت بسرعة أقل.
لأن مقدار الشغل المنجز يتوقف على مقدار الطاقة التي يصرفها الجسم، والكرة الأولى تمتلك طاقة حركية أكبر.
علّل: المطرقة الساقطة من مكان مرتفع تغرز المسمار أكثر من سقوطها من مكان أقل ارتفاعًا.
لأنها تمتلك في الحالة الأولى طاقة أكبر، فتنجز شغلًا أكبر.
2. الطاقة الحركية (Kinetic Energy)
الطاقة الحركية: شغل يُنجزه الجسم بسبب حركته.
علامَ تتوقف الطاقة الحركية لجسم يتحرك على مسار مستقيم؟
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٣
الدرس 1-3: حفظ (بقاء) الطاقة (Conservation of Energy)
الفصل الأول: الطاقة · صفحات 34–43الأهداف العامة والمدخل
ما أهداف درس حفظ الطاقة؟
١) يعرّف الطاقة الميكانيكية الماكروسكوبية · ٢) يعرّف الطاقة الداخلية للنظام · ٣) يعرّف مفهوم الطاقة الكلية · ٤) يعرّف قانون حفظ (بقاء) الطاقة الكلية في الأنظمة المعزولة · ٥) يستنتج قانون حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة · ٦) يستنتج شغل قوى الاحتكاك في غياب حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المغلقة.
إلى أي قسمين تنقسم الطاقة الميكانيكية في هذا الدرس؟
طاقة ميكانيكية ماكروسكوبية، وطاقة ميكانيكية ميكروسكوبية. ونتعرف مبدأ حفظ الطاقة وتحولها من شكل إلى آخر دون أن تتولد أو تفقد (شكل 28: توليد الكهرباء باستخدام سقوط المياه من السدود).
1. الطاقة الميكانيكية الماكروسكوبية
ما الفرق بين الجسم الماكروسكوبي والأجسام الميكروسكوبية؟
الماكروسكوبي: يملك أبعادًا يمكن قياسها ورؤيتها بالعين · الميكروسكوبية: أجسام صغيرة جدًا لا تُرى بالعين المجردة. وكل الأجسام التي تناولناها سابقًا ماكروسكوبية.
| طاقة الجسم الماكروسكوبي | العلاقة |
|---|---|
| طاقة حركية ماكروسكوبية | KE = ½ m v² |
| طاقة كامنة تثاقلية (على ارتفاع h من مستوى مرجعي) | PEg = m g h |
| طاقة كامنة مرنة (طاقة وضع مرونية) | PEe = ½ k x² |
الطاقة الميكانيكية الماكروسكوبية: مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة للجسم الماكروسكوبي: MEmacro = KEmacro + PEmacro ، وهي الطاقة الميكانيكية نفسها التي عرفناها، فنسميها «الطاقة الميكانيكية» للتسهيل.
2. الطاقة الميكانيكية الميكروسكوبية (الطاقة الداخلية U)
هل يختزن كوب الماء الموضوع على الطاولة طاقة (شكل 29)؟
نعم؛ تتألف الأجسام الصلبة والسائلة والغازية من جزيئات تتحرك عشوائيًا وبشكل دائم، وتزداد سرعتها بارتفاع درجة حرارة الجسم، فتمتلك طاقة حركية ميكروسكوبية، كما أن قوى التجاذب بين الجزيئات ترتبط بطاقة الوضع.
ما الطاقة الكامنة الميكروسكوبية؟
الطاقة التي تتبادلها جسيمات النظام وتؤدي إلى تغيير حالته بتغيير طاقة الربط بين أجزائه، وتنتج…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
م١
مراجعة الفصل الأول وأسئلة مراجعته
الفصل الأول: الطاقة · صفحات 44–47المفاهيم
| المفهوم | بالإنجليزية |
|---|---|
| الشغل | Work |
| أنظمة معزولة | Isolated System |
| الطاقة الحركية | Kinetic Energy |
| الطاقة | Energy |
| الطاقة الكامنة | Potential Energy |
| الطاقة الداخلية | Internal Energy |
| الطاقة الكامنة المرنة | Elastic Potential Energy |
| الطاقة الكامنة (الوضع) التثاقلية | Gravitational Potential Energy |
| قوة ثابتة | Constant Force |
| طاقة ميكانيكية ماكروسكوبية | Macroscopic Mechanical Energy |
| قوة متغيرة | Varying Force |
الأفكار الرئيسة في الفصل
١) يحدث الشغل بإزاحة جسم في اتجاه القوة المؤثرة · ٢) الشغل الناتج عن قوة منتظمة F تسبب إزاحة AB: W = F⃗ · AB⃗ = F × AB × cos θ · ٣) الشغل الناتج عن قوة متغيرة يساوي المساحة تحت منحنى القوة بدلالة الإزاحة · ٤) الطاقة هي المقدرة على إنجاز شغل · ٥) الطاقة الحركية هي الشغل الذي ينجزه الجسم بسبب حركته · ٦) قانون الطاقة الحركية: الشغل الناتج عن محصلة القوة الخارجية في فترة زمنية محددة يساوي التغير في طاقته الحركية في الفترة نفسها · ٧) الطاقة الكامنة طاقة يختزنها الجسم وتسمح له بإنجاز شغل للتخلص منها · ٨) الطاقة الميكانيكية (الماكروسكوبية MEmacro) مجموع الطاقة الحركية والكامنة للجسم الماكروسكوبي · ٩) الطاقة الداخلية…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٤
الدرس 2-1: عزم الدوران (عزم القوة) τ
الفصل الثاني: ميكانيكا الدوران · صفحات 48–57مدخل الفصل الثاني: ميكانيكا الدوران
ما دروس الفصل الثاني؟
١) عزم الدوران · ٢) القصور الذاتي الدوراني · ٣) ديناميكا الدوران · ٤) كمية الحركة الزاوية.
ماذا درسنا سابقًا عن الحركة الدورانية، وما الذي سيضيفه هذا الفصل؟
الحركة بشكل عام خطية أو دورانية أو الاثنان معًا. درسنا الحركة الدورانية (الزاوية) والإزاحة الزاوية والسرعة الزاوية والعجلة الزاوية، والحركة الدورانية منتظمة السرعة (كالأقمار الصناعية) ومنتظمة العجلة؛ واقتصرت الدراسة على كينماتيكا (علم الحركة) الدوران دون البحث في تأثير القوة. ويتمحور هذا الفصل حول ميكانيكا الدوران: تأثير القوة في تدوير الأجسام، وكتابة قوانين نيوتن الثلاثة للحركة الدورانية، ومفاهيم الطاقة الدورانية وكمية الحركة.
ما الأسئلة التي يجيب عنها الفصل؟
هل للقوة تأثير في الحركة الدورانية؟ متى تجعل القوة الجسم ينتقل ومتى تجعله يدور؟ هل يمكن استخدام قوانين الحركة الخطية في دراسة الحركة الدورانية؟ (حركة كرات البلياردو بعد الاصطدام: خطية أو دورانية أو الاثنان معًا؟)
أهداف الدرس ومدخله
ما أهداف درس عزم الدوران؟
١) يعرّف عزم القوة · ٢) يميّز بين عزم القوة والقوة · ٣) يذكر شرط اتزان عزمين · ٤) يعرّف الازدواج.
ماذا يحدث عند دفع جسم حرًا ليتحرك؟ ومن أمثلة ذلك؟
ستتحرك بعض الأجسام دون دوران، وبعضها يدور دون حركة انتقالية (شكل 46: الباب)، وبعضها خطيًا ودورانيًا معًا؛ فعند ركل كرة قدم غالبًا ما تنقلب من جانب لآخر. والدرس يوضح العوامل المؤثرة في الدوران التي تفسر معظم تقنيات لاعبي الجمباز ورياضة تقوية العضلات والتزلج على الجليد والغطس.
1. تعريف عزم الدوران (عزم القوة) τ
عزم القوة (Torque): كمية فيزيائية تعبّر عن مقدرة القوة على إحداث حركة دورانية للجسم حول محور الدوران.
ما الفرق بين القوة وعزم القوة من حيث الأثر؟
القوة هي المسبب لتسارع الأجسام (تحريكها)، أما عزم القوة فهو…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٥
الدرس 2-2: القصور الذاتي الدوراني (I)
الفصل الثاني: ميكانيكا الدوران · صفحات 58–65الأهداف العامة والمدخل
ما أهداف درس القصور الذاتي الدوراني؟
١) يعرّف القصور الذاتي الدوراني (I) · ٢) يعدّد العوامل التي يتوقف عليها مقداره · ٣) يعرّف معادلات أو قوانين القصور الذاتي الدوراني لبعض الأجسام · ٤) يطبّق قانون المحاور المتوازية لإيجاد القصور الذاتي الدوراني.
ما مقياس القصور الذاتي في الحركة الخطية؟ ولماذا؟
الكتلة؛ لأن كتلة الجسم تعمل على مقاومة التغير في حركته، وتغيير الحركة يحتاج (بحسب قانون نيوتن الثاني) قوة يختلف مقدارها باختلاف الكتلة؛ فكلما كانت الكتلة أكبر احتجنا قوة أكبر. (شكل 63: يعتمد القصور الذاتي الدوراني على بعد الكتلة عن المحور.)
1. القصور الذاتي الدوراني (I)
القصور الذاتي الدوراني (Rotational Inertia): مقاومة الجسم لتغيّر حركته الدورانية؛ حيث تميل الأجسام التي تدور إلى الاستمرار في الدوران، في حين تميل الأجسام الساكنة إلى البقاء ساكنة.
ما قانون الدوران الشبيه بقانون القصور الذاتي الخطي؟
«عندما يدور جسم حول محور فإنه يميل إلى أن يبقى دائرًا حول هذا المحور».
ما المطلوب لتغيير الحالة الدورانية لحركة الجسم؟ وماذا يحدث في غيابه؟
عزم القوة، كما يحتاج الجسم إلى قوة ليغير حالته الخطية · وفي غياب محصلة القوة (العزم) فإن الأجسام التي تدور تحتفظ بدورانها.
2. العوامل المؤثرة في القصور الذاتي الدوراني
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٦
الدرس 2-3: ديناميكا الدوران (Rotational Dynamics)
الفصل الثاني: ميكانيكا الدوران · صفحات 66–75الأهداف العامة والمدخل
ما أهداف درس ديناميكا الدوران؟
١) يطبّق معادلات الحركة الدورانية المنتظمة · ٢) يعرّف الجسم المصمت · ٣) يطبّق معادلات الحركة الدورانية منتظمة العجلة · ٤) يقارن بين معادلات وقوانين الحركة الخطية والدورانية · ٥) يذكر قوانين نيوتن الثلاثة في الحركة الدورانية · ٦) يطبّقها · ٧) يحسب مقدار الشغل والطاقة الحركية في الحركة الدورانية · ٨) يعرّف القدرة.
ماذا يتناول هذا الدرس؟
ديناميكا الحركة الدورانية ونصوص قوانين نيوتن الثلاثة للحركة الدورانية ومقارنتها بقوانين الحركة الخطية، واستخدامها لتفسير مسائل عملية مرتبطة بحياتنا اليومية (شكل 75: تنتج الحركة الخطية من الحركة الدورانية).
1. الحركة الدورانية المنتظمة والمنتظمة العجلة
(أ) الحركة الدورانية المنتظمة: حين يقطع الجسم على محيط الدائرة أقواسًا متساوية في أزمنة متساوية، أي أن نصف القطر يمسح زوايا متساوية في أزمنة متساوية، فيكون مقدار السرعة الزاوية ثابتًا.
| العلاقة | الرموز |
|---|---|
| Δθ = ωt | Δθ = θ − θ₀ تغير الإزاحة الزاوية (rad) ، ω السرعة الزاوية (rad/s) |
| Δs = vt | Δs المسافة على محيط الدائرة بسرعة خطية v ثابتة، v = rω (r نصف قطر المسار) |
(ب) الحركة الدورانية منتظمة العجلة: عندما تتغير السرعة الزاوية للجسم بالنسبة إلى الزمن تغيرًا منتظمًا، فتكون العجلة الزاوية ثابتة θ″ = Δω/Δt = constant. وإشارة θ″ موجبة عند تسارع الجسم وسالبة عند تباطئه.
كيف نستنتج معادلات الحركة الدورانية من الخطية؟
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٧
الدرس 2-4: كمية الحركة الزاوية (L)
الفصل الثاني: ميكانيكا الدوران · صفحات 76–84الأهداف العامة والمدخل
ما أهداف درس كمية الحركة الزاوية؟
١) يعرّف كمية الحركة الزاوية لكتلة تدور حول محور · ٢) يعرّفها لنظام يدور حول محور · ٣) يستنتج العلاقة بين كمية الحركة الزاوية والسرعة الزاوية · ٤) يذكر نص قانون كمية الحركة الزاوية · ٥) يذكر العلاقة بين كمية الحركة الزاوية وعزم الدوران · ٦) يستنتج قانون حفظ (بقاء) كمية الحركة الزاوية · ٧) يفسّر بعض المشاهدات اعتمادًا عليه · ٨) يطبّقه في حل مسائل عددية.
ما الذي يضيفه هذا الدرس؟
درسنا أن لكل جسم متحرك على مسار خطي قصورًا ذاتيًا للحركة هو كمية الحركة الخطية، وتعرفنا قوانين نيوتن للحركة الدورانية والقصور الذاتي الدوراني وكيف تستمر الأجسام في دورانها حتى يطرأ ما يوقفها؛ ويضيف الدرس مفهوم كمية الحركة الزاوية للأجسام الدوارة لتكتمل كافة المفاهيم المتعلقة بالحركة الخطية والدورانية والمركبة (شكل 84: المروحة).
1. تعريف كمية الحركة الزاوية
كمية الحركة الزاوية L: كمية متجهة مقدارها يساوي حاصل ضرب القصور الذاتي الدوراني في السرعة الزاوية: L = I ω ، واتجاهها اتجاه متجه السرعة الدورانية على طول محور الدوران، ووحدتها kg.m²/s.
1.1 كمية الحركة الزاوية لكتلة نقطية تدور حول محور ثابت
استنتج كمية الحركة الزاوية لكتلة نقطية m تدور حول محور ثابت بسرعة زاوية ω (شكل 85).
L = m v r ، و v = rω (r المسافة العمودية بين الكتلة والمحور) ⇐ L = m r² ω = I ω. أي أن كمية الحركة الزاوية تساوي حاصل ضرب كمية الحركة الخطية في نصف قطر المسار الدائري.
2.1 اتجاه كمية الحركة الزاوية
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
م٢
مراجعة الفصل الثاني وأسئلة مراجعته
الفصل الثاني: ميكانيكا الدوران · صفحات 85–89المفاهيم
| المفهوم | بالإنجليزية |
|---|---|
| بقاء كمية الحركة الزاوية | Conservation of Angular Momentum |
| العجلة الزاوية | Angular Acceleration |
| الحركة الدائرية المنتظمة العجلة | Uniform Varied Circular Motion |
| الشغل الدوراني | Rotational Work |
| الطاقة الحركية الدورانية | Rotational Kinetic Energy |
| العزم | Moment (Torque) |
| عزم الازدواج | Torque of a Couple |
| العزم المضاد | Opposite Moment |
| القانون الأول لنيوتن | Newton's First Law |
| القانون الثالث لنيوتن | Newton's Third Law |
| القانون الثاني لنيوتن | Newton's Second Law |
| القدرة الدورانية | Rotational Power |
| القصور الذاتي الدوراني | Rotational Inertia |
| كمية الحركة الزاوية | Angular Momentum |
الأفكار الرئيسة في الفصل
١) يقيس عزم القوة مقدرة القوة على إحداث حركة دورانية: τ = F d sin θ (d ذراع القوة، θ الزاوية بين القوة وذراعها) بوحدة N.m · ٢) يكون الجسم في اتزان دوراني إذا كان حاصل جمع العزوم المؤثرة فيه صفرًا · ٣) العزم كمية متجهة تنطبق على محور الدوران · ٤) العزم موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة وسالب مع عقارب الساعة · ٥) يكون العزم أعظم عندما تكون القوة متعامدة مع ذراعها · ٦) يدل القصور الذاتي الدوراني…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٨
الدرس 3-1: كمية الحركة والدفع (Momentum and Impulse)
الفصل الثالث: كمية الحركة الخطية · صفحات 90–98مدخل الفصل الثالث: كمية الحركة الخطية
ما دروس الفصل الثالث؟
١) كمية الحركة والدفع · ٢) حفظ (بقاء) كمية الحركة والتصادمات.
لماذا تُعد كمية الحركة مفتاح نجاح كثير من الألعاب الرياضية؟
في البيسبول وكرة القدم والهوكي على الجليد والتنس يحلم كل لاعب بضرب الكرة لمسافة طويلة جدًا؛ وخلال تصادم الكرة بالمضرب يحدث تغيّر في سرعة كل منهما وبالتالي تغير في كمية الحركة، وهذا التغير يحدد نجاح الضربة وسرعة انطلاقها من جديد.
أهداف الدرس ومدخله
ما أهداف درس كمية الحركة والدفع؟
١) يعرّف كمية الحركة · ٢) يعرّف الدفع I · ٣) يستنتج العلاقة بين الدفع والتغير في كمية الحركة · ٤) يستخدم قانون الدفع وكمية الحركة في حل التطبيقات العددية وتفسير الظواهر والمشاهدات الحياتية · ٥) يستنتج القانون الثاني لنيوتن بدلالة التغير في كمية الحركة.
ما الأسئلة التي يثيرها الدرس؟ وما المفهوم المطلوب لفهمها؟
كيف يكسر لاعب الكاراتيه مجموعة ألواح خشبية بضربة بحرف يده (شكل 94)؟ ولماذا السقوط على أرض خشبية أقل ألمًا من السقوط على أرض إسمنتية؟ ولفهمها نتذكر مفهوم القصور الذاتي: بالنسبة إلى جسم ساكن، وبالنسبة إلى جسم متحرك؛ ويهتم الدرس بالقصور الذاتي أثناء حركة الجسم الخطية وهو كمية الحركة الخطية.
1. كمية الحركة
علّل: إيقاف شاحنة كبيرة أصعب من إيقاف سيارة صغيرة تسير بنفس السرعة (شكل 95).
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
٩
الدرس 3-2: حفظ (بقاء) كمية الحركة والتصادمات
الفصل الثالث: كمية الحركة الخطية · صفحات 99–109الأهداف العامة والمدخل
ما أهداف درس حفظ كمية الحركة والتصادمات؟
١) يستنتج قانون حفظ (بقاء) كمية الحركة · ٢) يذكر قانون حفظ كمية الحركة · ٣) يفسّر بعض المشاهدات اعتمادًا عليه · ٤) يطبّقه في حل مسائل عددية · ٥) يعرّف التصادم · ٦) يميّز بين أنواع التصادم · ٧) يحسب سرعة الأجسام الخطية بعد تصادمها بالنسبة إلى سرعتها الابتدائية.
ما الأسئلة التي تثيرها كرة بلياردو تصطدم بكرة ساكنة (شكل 102)؟
كمية حركة كل كرة تختلف بعد الاصطدام: الساكنة ستتحرك (تزيد كمية حركتها)، والمتحركة قد تنخفض سرعتها فتنقص كمية حركتها. فهل كمية الحركة التي اكتسبتها الأولى تساوي ما خسرته الثانية؟ هل كمية الحركة محفوظة؟ هل ستتوقف الثانية أم تتابع؟ هل لكتلة الكرتين تأثير؟ هل نستطيع معرفة السرعة بعد التصادم؟ وهل لزاوية التصادم أهمية في تحديد الاتجاه والمقدار؟
1. حفظ (بقاء) كمية الحركة
هل تُحدث القوى الداخلية تغييرًا في كمية حركة الجسم؟ مثّل.
لا؛ فقوى التفاعل بين جزيئات الغاز داخل كرة القدم (شكل 103) ليس لها تأثير في تغيير سرعتها وكمية حركتها، وإذا دفعتَ مقعد السيارة الأمامي وأنت جالس على الخلفي لا تُحدث تغييرًا في كمية حركة السيارة؛ فحسب القانون الثالث لنيوتن هذه قوى داخلية على شكل زوج من القوى المتزنة يلغي تأثيرها داخل الجسم.
لا يحدث تغيّر في كمية الحركة إلا في وجود قوة خارجية مؤثرة في الجسم أو النظام.
النظام المعزول: النظام الذي تكون محصلة القوى الخارجية المؤثرة فيه مساوية للصفر ΣF⃗ext = 0 ⇐ dP⃗/dt = 0 ، أي أن كمية الحركة P⃗ كمية محفوظة.
قانون حفظ (بقاء) كمية الحركة: كمية حركة النظام، في غياب القوى الخارجية المؤثرة، تبقى ثابتة ومنتظمة ولا تتغير.
اذكر أنظمة تتصف بحفظ كمية الحركة، وأخرى لا تتصف به.
محفوظة: النشاط الإشعاعي للذرات، تصادم السيارات، انفجار النجوم، التفاعل بين جزيئات الغاز داخل الكرة · غير محفوظة (توجد قوى خارجية): قوة الاحتكاك على سيارة متحركة في خط مستقيم تغير مقدار السرعة، والحركة الدائرية حيث يتغير اتجاه السرعة.
نشاط: الزلاجة وكمية الحركة
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
م٣
مراجعة الفصل الثالث وأسئلة مراجعته
الفصل الثالث: كمية الحركة الخطية · صفحات 110–114المفاهيم
| المفهوم | بالإنجليزية |
|---|---|
| ارتداد | Recoil |
| بقاء | Conservation |
| تصادم لامرن | Inelastic Collision |
| تصادم مرن | Elastic Collision |
| تصادم لامرن كليًا | Perfectly Inelastic Collision |
| الدفع | Impulse |
| القصور الذاتي | Inertia |
| قوى خارجية | External Forces |
| قوى داخلية | Internal Forces |
| كمية الحركة | Momentum |
| كمية الحركة الخطية | Linear Momentum |
الأفكار الرئيسة في الفصل
١) يحدث الشغل عند إزاحة جسم باتجاه القوة المؤثرة · ٢) كمية الحركة هي القصور الذاتي للجسم المتحرك · ٣) كمية الحركة لنظام من مجموعة كتل في فترة زمنية محددة تساوي كمية حركة مركز كتلة النظام في الفترة نفسها · ٤) حاصل ضرب مقدار القوة والفترة الزمنية التي تؤثر فيها يسمى مقدار الدفع (دفع القوة) · ٥) كمية الدفع على جسم في مدة زمنية تساوي التغير في كمية حركته في الفترة نفسها · ٦) قانون حفظ كمية الحركة: في غياب القوى الخارجية المؤثرة في النظام تبقى كمية حركة النظام ثابتة ومنتظمة ولا تتغير · ٧) أثناء التصادم أو الانفجار تكون…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
✎
اختبر نفسك
اختر الإجابة وسيظهر الصواب فورًاباقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة
★ نصائح ليلة الاختبار
١) القوانين الأساسية: W = Fd cos θ · W = ½kΔx² · KE = ½mv² = ½Iω² · PE = mgh · ME = KE + PE · E = ME + U · ΔME = −ΔU · τ = Fd sin θ · C = F × d · I = I₀ +…
باقي هذا القسم مقفل افتح المذكرة كاملة