الفيزياء

قررت وزارة التربيـة والتعليـم تدريس

نفقتهــا علــى وطبعــه الكتـــاب هــذا

1430 - 1431هـ

2009-2010م

لجنة التطوير والتعديل

اأ. دالل عبد القـادر مخلص اأ. ربى حســـــــــن حســـــــــونة

اأ. لميـــاء اأحمــد محمـد وزة اأ. بـدريـــة محـمـد فـالتــــــه

لجنة المراجعة

د. عمر بن مرزوق الدوسري اأ. عبدالعزيز بن اإبراهيم الريص

اأ. عبداهلل بن فهد الحنوص

الطبعة الثانية

التعليم الثـانوي

) (فيزياء )الربنامج املشرتك(

وزارة التربية والتعليمموقع

www.moe.gov.sa

البوابة التعليمية للتخطيط والتطوير موقع

http://www.ed.edu.sa

اإدارة التعليم الثانويموقع

www.hs.gov.sa

البريد الإلكتروني لإدارة التعليم الثانوي

[email protected]

لهذا الكتاب قيمة مهمة وفائدة كبيرة فحافظ عليه واجعل نظافته تشهد على

حشن شلوكك معه .

اإذا لم تحتفظ بهذا الكتاب في مكتبتك الخاشة في اآخر العام لالشتفادة فاجعل

مكتبة مدرشتك تحتفظ به .

حقوق الطبع والنشر محفوظة لوزارة التربية والتعليم المملكة العربية الشعودية

وزارة التربية والتعليم ، 1427 هح

فهرشة مكتبة الملك فهد الوطنية اأثناء النشر

وزارة التربية والتعليم

فيزياء 1 ) التعليم الثانوي ( - الرياض ، 1427 ه

202 ض ؛ x 27 21 شم

9960 48 226 x : ردمك

1 الفيزياء كتب دراشية 2 التعليم الثانوي الشعودية كتب دراشية

اأ. العنوان

ديوي 530،0712 3776/ 1427

رقم االإيداع : 3776 / 1427

9960 48 226 x : ردمك

اأسرف على الطباعة والتوزيع

الإدارة العامة للمقررات المدرسية

اأسرف على التاأليف والتطوير

الإدارة العامة للمناهج

اإن الحمد هلل نحمده و نشتعينه ونشتهديه و نشترشده ، والشالة والشالم على خاتم الأنبياء

والمرشلين محمد شلى اهلل عليه وشلم و اآله وشحبه ومن شار على نهجه اإلى يوم الدين .

اأخي المعلم / اأختي المعلمة

اإن الغاية من تدريض العلوم عامة و الفيزياء خاشة ليشت تحشيل المعرفة العلمية فحشب، بل تتعدى

ذلك اإلى تطوير اإمكانات المتعلم باتجاه جديد، ينطلق من شرورة توظيف هذا العلم في حياة الفرد

والمجتمع ، والفيزياء في الأشاض علم تجريبي يقوم على المالحظة الموجهة ، والقياض الدقيق لشتنباط

القوانين والوشول اإلى النظريات الشاملة التي تشاعدنا على فهم الظواهر الطبيعية ، ولذلك فقد وشعنا

عددا مناشبا من النشاطات العلمية البشيطة وبعض التجارب المخبرية النظامية لتكون خلفية يشتمد

اختباراتهم الذاتية التي تنطلق منها اإلى دراشة الموشوع دراشة نظرية متكاملة.)*(

منها الطالب

فنحث المعلمين والمعلمات على الهتمام بهذا التجاه التربوي في تعليم الفيزياء، واإفشاح المجال اأمام

الطالب لكتشاب اأكبر قشط ممكن من اأشاليب التقويم المتنوعة التي تنمي المهارات العلمية ، بالإشافة

ل مهمة المعلمين والمعلمات اإلى المدى اإلى المعرفة النظرية. وفي اعتقادنا اأن هذا المنهج التعليمي يشه

البعيد . وقد تم تمييز النشاطات والتجارب عند الطباعة عن العرض النظري؛ وذلك تشهيال لمتابعة المادة

وتدريشها. كما اأننا اأدخلنا بعض الأشئلة التي تثير تفكير الطالب خالل عرض الموشوعات والأنشطة

لتشويقهم لفهم الموشوع ، ومشاعدتهم على الكتشاف وتنمية حب البحث والطالع لديهم. وفي هذا

الشدد نوؤكد على الأخوة المعلمين والمعلمات اإفشاح المجال للطالب للتفاعل داخل الشف وحل الأنشطة

والتمارين والشتكشاف. وليض تحويل المقرر اإلى كم معرفي اأشم، اإذ ليض بالشرورة تقديم كل ما في

المقرر للطالب في الشف فقد تترك بعض الموشوعات؛ ليتعلمها الطالب باأنفشهم تحقيقا لمبداأ التعلم

الذاتي. وقد اأخذ بعين العتبار عند تعديل فشول المقرر توشيات المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم

والطالع على مقرارت مماثلة لبعض الدول العربية والأجنبية والرجوع اإلى الكثير من المشادر المتنوعة.

ويدرض هذا الكتاب في فشل دراشي واحد بواقع خمض حشض اأشبوعيا - وهو الكتاب الأول في

نشخته التجريبية )وهي قابلة للتعديل بناء على اآراء العاملين في الميدان التربوي( شمن شلشلة كتب

الفيزياء الأربعة للنظام الثانوي الجديد - ويحتوي على اأربع وحدات : الوحدة الأولى وتحتوي على فشل

واحد )القياض الفيزيائي(، الوحدة الثانية خواض المادة وتحتوي على فشلين )حركة الأجشام،

الخواض الميكانيكية للمادة(، الوحدة الثالثة وتحتوي على فشلين )الشوت ، والشوء(، الوحدة الرابعة

وتحتوي على فشلين )الكهرباء والمغناطيشية(.وينتهي كل فشل بعدد من الأشئلة المتنوعة التي تقيض

مشتويات مختلفة من المعرفة .

)*( تعني كلمة طالب للبنين والبنات.

وبحكم اأن هذا المقرر اإجباري على طالب المرحلة الثانوية )برنامج مشترك( فاإن التجاه اأن يكون

تعليمه كثقافة علمية اأكثر منه عمقا علميا حيث تكون مقررات التخشض المتبقية ذات عمق علمي اأكبر.

لذا ناأمل اأن يوؤدي هذا الكتاب الغرض المنشود لدراشة موشوع الفيزياء، واإلى تعريف الطالب بالشلة

الوثيقة القائمة بين الفيزياء والتقنية الحديثة .

ولنا الثقة الكاملة اأن يعمل المعلمون والمعلمات على تبشير الطلبة بالحقائق الفيزيائية الكامنة خلف

التطبيقات العملية وتدريبهم على اشتخدام الأجهزة العلمية اشتخداما شحيحا، مع المالحظة الدقيقة في

مختلف جوانب الحياة التي تقع في متناول حواشهم؛ لإكشابهم مهارة البحث العلمي التي تشيف في كل يوم

روؤية جديدة واإدراكا اأشمل للمعرفة البشرية ليلتقي كل ذاك المعنى العظيم عند الوحدة القائمة في الكون.

فتكون الفيزياء شاهد اإثبات على وحدانية الخالق عز وجل موؤكدة بالعلم المحشوض تناشق هذا الكون،

وترابطه، وتجانشه عبر ما اأبدعه الخالق عز وجل من شنن ونواميض .

وشدق الحق عز وجل القائل :

الأنبياء : 22.

واهلل ولي التوفيق ،،،

اأعساء لجنة التعديل

هذا وقد تسمنت حواسي الكتاب بعص التعليقات الجانبية السيقة لزيادة الفسول العلمي تحت عدد

من الموسوعات الجانبية مثل :

مدلوالتهاالفقرةالرمز

قانون

تعريف

للبحث

سوؤال

للتاأمل

الع فقط لالط

قسية للمناقسة

هنا يترك للطالب موشوع ما يبحثه، من خالل مهاراتة

الخاشة، مشتخدما كل الإمكانيات المتاحة لديه من

كتب، و حاشب اآلي، و شبكة المعلومات الدولية.

- فالبد اأن تعرف اأنك *

عندما تراه - عزيزى الطالب

الآن اأمام اإحدى قوانين مادة الفيزياء.

عندما تراه - عزيزى الطالب - فالبد اأن تمشك قلمك

لأنك اأمام اإحدى تعريفات مادة الفيزياء.

اأشئلة ذات عالقة بموشوع الدرض؛ وتحل للطالب؛ ليتم

تدريبه على اأنماط الأشئلة المختلفة.

هي عبارة عن مواقف، ويترك للطالب اأن يشبح بخياله

ليتاأمل بعض المواقف، التى قد تحدث فى حياتنا اليومية

والتى لها عالقة بموشوع الدرض.

هي عبارة عن معلومة للطالب، نريد من خاللها لفت

نظر الطالب اإليها لالطالع عليها.

هي عبارة عن موشوع معين، وهو ذو اأهمية؛ نريد جذب

انتباه الطالب اإليها ليشلط الشوء عليه.

)*( تعني كلمة الطالب للبنين والبنات.

وهي تلك التشاوؤلت التي تشهم فى تنمية مهارات التفكير

لدى المتعلمين، وترتبط ارتباطا وثيقا بموشوع الدرض

ويطالب بها فى عمليات التقويم المختلفة

مدلوالتهاالفقرةالرمز

حقيقة مدهسة

ابحث في

مكتبتك

مفتاح العالقة

تطبيق

مالحظة مهمة

تمرين

لمعلوماتك

ه نظر الطالب لحقائق عجيبة فى هذا نريد هنا اأن نوج

الكون الواشع، ليرى من خالل دراشته لمادة الفيزياء

قدرة اهلل فى الكون .

هي مفتاح ذهني لشتكشاف العالقة الرياشية.

اأشئلة لها عالقة بموشوع الدرض ويتم طرحها على

ا الطالب بعد دراشة جزء محدد من الدرض ليشبح ملم

بكافة نواحي الدرض.

نريد هنا لفت نظر الطالب لموشوع بعينه ذي اأهمية

وشلة بموشوع الدرض .

هي معلومات مرتبطة بموشوع الدراشة؛ فالغرض منها

توشيع مدارك الطالب و زيادة واإثراء الحشيلة العلمية له.

نشجع هنا الطالب على عقده للشلة بين التعلم بالقراءة

و الرجوع للمكتبة فى الأمور الدراشية لزيادة معلوماته

فى جانب معين .

اأشئلة توؤهل الطالب على جو المتحانات، حيث اإنها غير

يم نفشه تقييما ذاتيا. مجابة، يشتطيع من خاللها اأن يق

مواقف تفكر فيها

مسكلة تحتاج لحل

سوؤال للتفكير

عملية القياص الفيزيائي ...........................

الكميات الفيزيائية ..................................

وحدات واأنظمة القياص .............................

اأنظمة ينبغي مراعاتها في القوانين الفيزيائية ...

اأجهزة القياص .......................................

القياسات الفيزيائية المباسرة ......................

القياسات الفيزيائية الغير مباسرة .................

تعلمت في هذا الفسل ...............................

الكميات القياسية والمتجهة ........................

الحركة ...............................................

العزم ..................................................

السغل .................................................

الطاقة ................................................


رقم الشفحة

39 -7

رقم الشفحة

69 -43

الوحدة األولى

الوحدة الثانية

3

35

33

9

13

18

20

24

44

48

56

58

60

67

43

9

االإسالم والعلم ......................................

4طبيعة العلم ..........................................

7

الخواص الطبيعية للمادة ....................

الخواص الميكانيكية للمادة .................

قانون هوك ....................................

معنى السغط : اأوال سغط الجامد ..........

ثانيا : سغط المائع .........................

قاعدة اأرخميدص ..............................

مبداأ اأرخميدص لالأجسام الطافية ..........

الغالف الجوي ................................

خواص مميزة للسوائل .......................

التوتر السطحي ..............................

ظواهر ناسئة عن التوتر السطحي ..........

تعلمت في هذا الفسل ........................

اأسئلة نهاية الفسل ...........................

حدوث السوت ................................

انتقال السوت وانتساره .......................

سرعة السوت ..................................

تطبيقات على سرعة السوت في الجوامد ...

عالقة سرعة السوت بدرجة الحرارة ........

رقم الشفحة

104 - 71

رقم الشفحة

125 - 107

الصوت

الوحدة الثالثة

71

72

73

74

78

81

84

88

90

91

91

94

99

100

107

108

110

112

115

115

السوء ................................................

مسادر السوء .......................................

طبيعة السوء ........................................

مسار السوء .........................................

سلوك السوء ........................................

انعكاص السوء .......................................

انكسار السوء ........................................

الزاوية الحرجة واالنعكاص الكلي الداخلي .......

االألياف البسرية ....................................

االمتســاص ..........................................

االآالت البسريـة .....................................

العين والروؤية .......................................

تعلمت في هذه الوحدة .............................

اأسئلة نهاية الفسل .................................

انعكاص الموجات السوتية ...........................

تطبيقات على انعكاص السوت .......................

استخدامات الموجات فوق السمعية .................


رقم الشفحة

144 -127

الضوء

117

118

121

123

128

129

130

131

133

133

136

139

140

141

142

143

127

140

141

الكهرباء ........................................

الكهرباء الساكنة والمتحركة .................

اتجاه التيار الكهربائي ........................

سدة التيار الكهربائي .........................

الجهد الكهربائي ..............................

الدوائر الكهربائية البسيطة .................

مكونات الدوائر الكهربائية ...................

الموسالت والعوازل ..........................

السالمة في الكهرباء .........................

تعلمت في هذا الفسل ........................

اأسئلة نهاية الفسل ...........................

المغناطيسية ...................................

طرق الحسول على المغناطيص ..............

المجال المغناطيسي ..........................

المغناطيسية الوجه االآخر للكهرباء .........

تعلمت في هذا الفسل .........................

اأسئلة نهاية الفسل ............................

رقم الشفحة

168 -147

رقم الشفحة

179 -169

الوحدة الرابعة

147

148

149

150

151

153

156

157

160

162

165

166

169

170

171

174

175

178

179

المقذوفات الراأسية.....................................................

االهتزازة الكاملة.......................................................

سدى السوت...........................................................

المقاييص الحرارية.....................................................

الزاوية الحرجة.........................................................

تحول الطاقة الحرارية اإلى طاقة ميكانيكية حركية .................

االمتساص السوئي....................................................

االنعكاص المنتظم وغير المنتظم......................................

الموجات الطولية.......................................................

المجال المغناطيسي لتيار يمر في سلك..............................

ظواهر ناسئة عن التوتر السطحي للسوائل..........................

توازن االأجسام في الهواء الساكن ......................................

Experiments and Moviesfrom Multimedia Library

تجارب ورسوم متحركة من

مكتبة الوسائط المتعددة

رشم متحركتجربة

مواد تعليمية مرفقة

البالون كاأحد تطبيقات قاعدة اأرخميدص .........................

جريان المائع المثالي...............................................

السغل والحرارة .....................................................

تاأثير السغط الجوي على جريان السائل االأوعية المملوءة به تماما

سغط السائل........................................................

سغط سائل عند نقطة..............................................

سغط توازن االأجسام المتحركة....................................

الكميات الفيزيائية الموؤثرة في العزم..............................

تفسير المرونة.......................................................

استنتاج سيغة رياسية عامة لحساب العزم ........................

ظاهرة التمدد وقياص درجة الحرارة...............................

تمدد الماء............................................................

الطاقة الميكانيكية .................................................

مبداأ حفظ الطاقة .................................................

االألياف البسرية ...................................................

الحركة الموجية ....................................................

كيف ينتسر السوت؟ ...............................................

التعرف على المرونة ...................................................

سور تحوالت الطاقة ...................................................

سكل المجال للسحنات ..................................................

الهيدرومتر ..............................................................

الظاهرة السعرية .......................................................

البارومتر الزئبقي ......................................................

استنتاج سغط السائل في نقطة ما ....................................

تفسير ظاهرة التوتر السطحي ........................................

طريقة تعيين قيمة السغط الجوي ...................................

العالقة بين سغط السائل وكثافته ....................................

العالقة بين القوة الموؤثرة واالستطالة الحاسلة .....................

الكميات المتجهة ........................................................

الكميات القياسية.........................................................

تمثيل الكميات المتجهة بيانيا...........................................

سغط المائع..............................................................

التوتر السطحي للسائل..................................................

معنى السغط.............................................................

اأوال : مواقع اأدلة المواقع الفيزيائية

/http://members.lycos.co.uk/phyoua01 http://www.jamal.i8.com/new_page_1.htm

/http://www.hazemsakeek.com/daleel ثانيا : مواقع فيزيائية عربية

موقع منتديات الفزيائيين العرب

http://www.phys4arab.net/vb/index.php?1-

موقع سبكة العلوم -

/http://phys.olom.infoالموقع التعليمي للفيزياء

/http://www.hazemsakeek.com المعمل االإلكتروني

http://www.aghandoura.com/ALWAHA/thanawey.htm موقع اأسرار الطبيعة

http://www.thenaturesecrets.net/index.php مدرص الفيزياء

http://www.deyaa.org/physics5.html موقع اأفكار علمية

http://afkaaar.com/html/iframe.php?file=phyflash/main.htm المنتديات العلمية

http://olom.info/ib3/ikonboard.cgi?act=SF;f=1 موقع مختبر العلوم

http://www.seed.slb.com/ar/scictr/lab/index_air.htm

مواقع فيزيائية على االإنترنت :

البارومتر المعدني..................................................

خاسية المرونة ....................................................

التعرف على المرونة...............................................

توازن االأجسام في الهواء الساكن..................................

ظواهر ناسئة عن التوتر السطحي للسوائل......................

تحول الطاقة الحرارية اإلى طاقة ميكانيكية حركية.............

منساأ قوة دفع السائل...............................................

طبـيعـة الفـيـزيــاء تطـور علم الفيزياء بفشل جهود الرجال والنشاء الذين وشحوا وفشروا لماذا تتشرف

بيئتنا الفيزيائية على نحو معين. وقد نجحت هذه الجهود اإلى درجة كبيرة حتى اأن قوانين

الفيزياء في الوقت الحالي تتشمن تنوعا كبيرا من الظواهر تمتد من الكواكب التي تدور حول

الشمض اإلى اأشعة الليزر التي تشتخدم في جراحة العيون.

تشتهر قوانين الفيزياء بالمدى الواشع الذي تتناوله بدراشاتها واأبحاثها. تشف قوانين

الفيزياء الجشيمات الدقيقة التي تشغر الذرة بعدة مرات والأجشام الكبيرة التي تكبر بحجمها

حجم الشمض. وتطبق ذرة القوانين على الحرارة التي يولدها عود الثقاب وعلى الحرارة التي

تولدها اآلت الشواريخ. ونفض هذه القوانين ترشد رجل الفشاء في اشتخدام الشوء الشادر

من نجم بعيد ليقرر الشرعة التي يتحرك بها ذلك النجم وترشد اأيشا رجل الأمن في اشتخدام

الرادار لتحديد شرعة الشيارات على الطرق العامة. ويمكن تطبيق قوانين الفيزياء على الأجشام

المختلفة والمتنوعة مثل الجشيمات التي تشغر الذرة والنجوم البعيدة والمركبات التي تتحرك

على الطرق العامة ذلك لأن قوانين الفيزياء تركز على قشايا اأشاشية تعتمد على النمطية التي

تقوم الطبيعة من خاللها باأداء عملها.

وتنبثق قوانين الفيزياء من حقيقة قوانين تقوم على التجربة. وهذا ل يعني اطالقا اأن

اشتخدام البشيرة والتخمين المدروض جيدا ليشا مهمين في العلوم. اأو من الإبداعات المثيرة

التي تحدث بالعلم كما هو الحال في الفن والأدب ، تحدث في قفزات هائلة وكبيرة يشعب علينا

فهمها في كثير من الأحيان. في علم الفيزياء ل يمكننا قبول نواتج البشيرة ونعتبرها قوانين اإل

اإذا تم اإثباتها بطريق التجريب. واإن هذا التاأكيد على التثبت التجريبي جعل علم الفيزياء قادرا

على بناء فهم متماشك ومنطقي للطبيعة المحيطة بنا.

اإن الشفة المثيرة للفيزياء هي قدرتها على التنبوؤ بشلوك الطبيعة في موقف معين

اعتمادا على البيانات التجريبية التي تم جمعها من موقف اآخر. تشع هذه التنبوؤات علم

نا على حياتنا. اإن اشتخدام الشواريخ الفيزياء في قلب التقنية الحديثة ولهذا فاإن لها اأثرا بي

وتطوير رحالت الفشاء لها جذورها العميقة في قوانين جاليليو الفيزيائية )1642-1564(

وقوانين نيوتن )1642-1727(. اإن شناعة المواشالت تعتمد بشكل كبير على علم الفيزياء

في مجال تطوير الآلت وتشميم المركبات. واإن شناعات الليكترونيات والحاشبات تقوم

كليا على اختراع الترانزشتور الذي نما مباشرة من قوانين الفيزياء التي تشف شلوك

الليكترونيات في الأجشام الشلبة .وتعتمد شناعة التشالت اعتمادا كبيرا على الموجات

الكهرومغناطيشية التي تم التنبوؤ بها من قبل جيمض ماكشويل )1831-1879( في نظريته

في الكهرباء والمغناطيشية. تشتخدم مهنة الطب x-ray والأشعة الفوق شوتية ووشائل

المغناطيشية الرنانة للتعرف على الوشع الداخلي للجشم الإنشاني وفي هذا كله تقع الفيزياء

في قلب هذه العمليات. وقد يكون الأثر الواشع للتقنية الحديثة يكمن في اأشعة الليزر. اإن

المدى الواشع الذي يقع بين اكتشاف الفشاء اإلى الفوائد الطبية يكمن في التطبيق المباشر

لمبادئ الفيزياء الذرية.

ولأن الفيزياء موشوعا رئيشا فاإنه متطلبا للطالب في مجال واشع من التخششات.

واإننا نرحب بك لدراشة هذا الموشوع الشيق. في هذا العلم يمكنك اأن ترى العالم من خالل

عيون الفيزياء ويمكنك اأن تفكر كما يفكر الفيزيائيون. وشوف تتعلم كيف تطبق مبادئ

الفيزياء في مجال كبير من المشكالت ونرجو اأن تدرك اأن الفيزياء لديها اأشياء مهمة كثيرة

يمكنها اأن تعبر عنها حول البيئة التي تعيض فيها.

بعس المهارات المطلوبة في تدريس العلوم الطبيعية

اســم المهـارةاســم المهـارة

المالحظة 7- نمذجة1-

8- سياغة االأسئلة والفرسيات2-التواسل

9- جمع وتحليل البيانات3- التسنيف

10-التحكم بالمتغيرات4- القياص والتقدير

11- التخمين5- الحكم بناء على معلومة

12- التجريب6- تعريف اإجرائي

الوحدة األولى

Physical Measurement (metrology(

فيزياء )1(

3

الإشالم والعلم

كان لظهور الإشالم في الجزيرة العربية دورا بارزا في اإحياء العلم والتعليم وتاأثره بالروح الإشالمية.

ومع نزول اأول اآيات الوحي على الرشول شلى اهلل عليه وشلم وهي:

)شورة العلق:1(. وفيها حث على القراءة والكتابة وطلب العلم ، و الهتمام

بالعلم والتعليم في المجتمعات الإشالمية التي وشلتها رشالة الإشالم مع الفتوحات مما اأدى اإلى قيام

حشارة اإشالمية ازدهرت لقرون عديدة في جميع مجالت العلوم الدينية و الإنشانية والطبيعية.

وتشتطيع من خالل تدبرك لكتاب اهلل وشنة نبيه شلى اهلل عليه وشلم .اأن تتبين تقدير الإشالم للعلم

مة للبحث والتقشي يمكنك اأن تشنف ما توشلت اإليه وفق والعلماء .وتشجيعا على اتباع مناهج وطرق منظ

الموشوعات التالية :

الحث على طلب العلم وفشله :ويتبين ذلك في نزول اأول اآيات الوحي بالحث على طلب العلم .ومن دلئل 1-

اهتمام الرشول شلى اهلل عليه وشلم بالعلم اأنه جعل فداء اأشرى بدر تعليم الواحد منهم عشرة من

اأبناء الأنشار القراءة والكتابة. وامتن اهلل على محمد شلى اهلل عليه وشلم بالعلم في مواشع كثيرة من

القراآن ، كما امتن على المشلمين باأن بعث فيهم محمد شلى اهلل عليه وشلم كما في قوله تعالى:

.)164 )اآل عمران :

فشل العلماء: تدل كثير من الآيات في القراآن الكريم على منزلة العلماء الرفيعة قال تعالى:2-

وقوله تعالى: )الزمر :9(. ولم يشهد التاريخ الإشالمي

اأي حادثة من حوادث القتل اأو التعذيب لأحد من علماء الطبيعة مثل ما حدث عند بعض الأمم بشبب

الإفشاح عن اأفكاره ونظرياته ، ولولم يكن هناك تقديرا للعلماء لما وشل لنا هذا التراث الحشاري

الشخم الذي نبت وترعرع في ظل هدى الإشالم وتعاليمه.

)المجادلة : 11(.

هذا المحتوى مشتل من كتاب الفيزياء للشف الأول ثانوي مع

بعض التعديل.

Physics (1)

4

مه الحث على التفكير والدراشة والبحث : وذلك لتشخير قوى الكون في خدمة الإنشان المخلوق الذي كر

اهلل على شائر المخلوقات وميزه بالعقل لعمارة الأرض قال تعالى:

)الذاريات 21:20(. وقوله تعالى :

)الفرقان :45(

)راجع تفشير الآية في اأحد كتب التفشير(.

-3

ذم الجهل والتعشب والتقليد والهوى: اأعطى الإشالم الحرية الفكرية لإتباعه ودعا اإلى تحرير الإنشان

من اأغالل العقل الحجري والتبعية العمياء وتربية الفرد تربية اإشالمية تقوم على اشتقالل الإرادة وحرية

الفكر ، قال تعالى:

-4

)البقرة :70(.

طبيعة العلملقد تمكن الإنشان في كل عشر من عشور حياته وبما وهبه اهلل من حض ونظر اأن يجمع بين كثير

من المعارف التي حوله ، فشنفها في اأنواع مختلفة ، وشجلها في كتاباته ورشوماته غير اأن كثيرا منها

كان عبارة عن تاأمالت ل تمت للواقع بشلة . اأما بعض المعارف الواقعية فقد كانت عامة قابلة للتاأويل

ويختلف الأفراد في فهم مدلولتها. لقد تقدم الإنشان في معرفته تقدما كبيرا عندما اعتمد في تعلمه عن

الموجودات حوله بطريقة منظمة في الشتقشاء والبحث عندما نهج في تفكيره المنهج العلمي في دراشته

للموجودات وفهمه لشلوكها وتفاعالتها . ولقد اكتشف الإنشان المعاشر اأن المنهج العلمي هو اأفشل منهج

فكري يمكنه اعتماده ليشل اإلى فهم شادق لالأشياء والأحداث والظواهر في هذا الكون الذي يعيض فيه،

ووجد اأن المعرفة التي يحشل عليها بهذا المنهج العلمي تفوق في شدقها ودقتها وثباتها واشتقرارها ما

يحشل عليه من معارف عن طريق المالحظة العفوية غير المشبوطة. ويمكننا في شوء ذلك تعريف العلم

في مجال العلوم التجريبية اأو الطبيعية باأنه:مفهوم عام يشمل النظريات والتطبيقات العملية للمعارف

المنظمة التي تم جمعها وتشنيفها، اأو اكتشافها وتطويرها، ودراشة العالقات بينها شمن مناهج وطرائق

(.)حاول اأن تعطي تعاريف اأخرى(. محددة)

ول تنتهي المعرفة العلمية عند حد معين بل هي قابلة للتطوير والزيادة في شوء ما يتوفر من حقائق مفشلة

تشهم في تكوين القوانين والمبادئ الأشاشية وشول اإلى النظريات . وتتميز المعرفة العلمية باأمر اآخر األ

وهو قابليتها للفحض مرارا للتاأكد من شحتها من خالل دراشات الباحثين الآخرين وتجاربهم . لهذا فاإن

الموشوعة العلمية ض 354 المجلد )16(.

فيزياء )1(

5

النظريات والقوانين تخشع للبحث والدراشة قبل القبول بها كجزء من المعرفة العلمية .وحتى تتعرف

على المنهج العلمي المتبع في دراشة العلوم الطبيعية تاأمل المثال التالي : كيف ترى العين الأجشام؟

هل الشوء يشدر من العين فيشقط على الأجشام فترى العين بذلك الأجشام ،اأم اأن الشوء يشدر من

الأجشام فيشقط على العين فترى العين بذلك الأجشام ؟ حتى نحدد اأي الحتمالين شحيحا لبد من

اإتباع طريقة منظمة في البحث للتاأكد من الإجابة الشحيحة .ويمكنك القيام بمشاعدة معلمك في الشف

من اإجراء بعض التجارب للوشول لالإجابة الشحيحة .)تاأكد بنفشك( علما باأن هذه القشية قد اختلف

فيها العلماء شابقا حتى فشل فيها الحشن بن الهيثم باشتخدام المنهج العلمي. اإن المنهج العلمي يتطلب

ف باأنه مجموعة من الخطوات التشلشلية التي تقود اإلى نمطا من التفكير يشمى التفكير العلمي الذي يعر

حل المشكلة . ولقد شبق علماء المشلمين في اإتباع طرق البحث العلمي في مجال العلوم الطبيعية . ويعد

جابر بن حيان )ت : 200ه ( من اأوائل الذين اأدخلوا المنهج التجريبي في اأبحاثهم ، وكذلك الحشن بن

الهيثم )ت : 430ه( الذي اعتمد عليه في اأبحاثه عن الشوء وغيرهم من علماء المشلمين الذين اأثروا

الحشارة الإشالمية باإنجازاتهم.

منهج العلم والفكر في القران الكريم: عند تالوة كتاب اهلل تعالى بتدبر شتلمح بال ريب مفاتيح اكتشاف

الكون من حولك ، وهي التي تحدد شمات المنهج العلمي في القراآن الكريم واأبرز مالمحها ما يلي:

اإزاحة كل ما يعوق العقل الإنشاني عن المالحظة والتفكير شواء كان من رواشب الماشي اأم من تاأثيرات 1-

الحاشر:

)يونض :101(.

)البقرة : 282(.

اإن الكون خاشع لشنن اإلهية ثابتة: )الفرقان :2(.2-

اإن العالقة بين الإنشان والكون عالقة مخلوق اأكرمه اهلل بمخلوق مشخر .واإن النتفاع بهذا التشخير ل 3-

نن الإلهية المبثوثة فيه بالتفكير ،والدراشة ،والبحث والتجريب. يمكن اإل بالوقوف على الش

)الجاثية : 13-12(.

Physics (1)


6

اإن الإنشان ماأمور بالنظر ، والتفكر ، والعتبار في نفشه وفي الكون من حوله.

نن الكونية فما هي اإل حوافز للعقل كما اأن هناك اإشارات في القراآن الكريم حول بعض القشايا والش

البشري ، وشواهد على اأن هذا القراآن الكريم معجزة خالدة واأنه ل ياأتيه الباطل من بين يديه ول من

خلفه.

-4

ناقض مع زمالئك ما يلي:

1-عالقة الإشالم بالعلوم الطبيعية .

2-كيف ترد على من يقول اأن الإشالم يمكن اأن يكون عائقا اأمام التطور العلمي والتقني؟

3-نشمع عن )الإعجاز العلمي في القراآن والشنة( من يهتم به؟ وهل هناك جهات تعنى بهذا؟

4-هل القراآن كتاب علمي اأم كتاب هداية اأم ماذا؟

لعلماء المشلمين اأثر بالغ في تطور العلوم . اكتب مقال عن بعض ماآثرهم

بالرجوع اإلى بعض المشادر المناشبة.

يتوقع منك في نهاية الفسل اأن تكون

قادرا على :

معرفة عملية القياض الفيزيائي. 1

المقارنة بين الكميات الأشاشية والمشتقة. 2

معرفة الوحدات الفيزيائية ونظام الأبعاد. 3

اشتخدام بعض اأجهزة القياض الفيزيائي 4

لتعيين بعض الكميات الفيزيائية عمليا.

معرفة نطاق اشتخدام الوحدات الفيزيائية. 5

التمييز بين مشطلحات علم القياض الفيزيائي. 6

التحويل لبعض كميات فيزيائية لأي نظام قياض. 7

Physical Measurement (metrology(

Physics (1)

8

القياس الفيزيائي

Physical Measurement (metrology)

توقف اأحد الشباب عند محطة وقود ) بنزين( ليزود شيارته الفارغة من الوقود وكان من عادته

اأن يمالأ خزان الوقود 60 ريال ) 100 لتر ( اإل اأنه بعد خروجه من المحطة لحظ اأن موؤشر الوقود

لم يشل للنهاية) Full ( . وبعد اأن فرغ خزانه وعباأ في محطة اأخرى امتالأ خزانه بنفض الشعر .

ما المشكلة ؟ كيف تحل ؟

من خالل اإجابتك على الأشئلة الشابقة شتجد اأنك تشتخدم اأجهزة واأدوات مختلفة لقياض كميات مختلفة

مثل الطول ، الشرعة ، الوزن ، درجة الحرارة ، الشغط وغيرها.

اإن علم القياشات علم شامل يدخل في جميع العلوم الطبيعية والتكنولوجيا ، ولتطبيقاتها تاأثير بالغ ومهم

على جميع النشاطات البشرية ، وتعد الدقة في القياض اأمر مطلوب ومهم ، ويترتب على عدم اللتزام بها

كيف تحشب اأطوال المشتطيالت والمربعات ، وقيم الزوايا التي ترشمها؟

ما فائدة الشاعة التي تزين بها معشمك؟

عند ركوبك للشيارة تالحظ وجود عدادات قياض . ما هي ؟ ..................................................

ما فائدة وجود هذه الأجهزة في الشيارة؟

عند مدخل المنزل تالحظ وجود عداد للكهرباء واآخر للماء . ما فائدة وجود هذه الأجهزة في

المنازل؟

كيف يعرف الطبيب مقدار ارتفاع شغط الدم اأو انخفاشه؟

فيزياء )1(

Physical Measurement

9

)المطففين: 3-1(.


قام الفكر الإنشاني باإيجاد تنظيم وتشريع

وشعي للقياشات ، واأنشاأت الدول منظمات

وهيئات دولية ومحلية للشبط والقياض

ووشع معايير لجودة المنتج.. ناقض مع

زمالئك اأهمية ذلك. ثم وشح اآثار الغض

التجاري واإهمال التقييض.

عناسر عملية القياص:

1.الكمية الفيزيائية.

2.اأنظمة القياض )وحدات القياض(.

3.اأداة القياض )جهاز القياض(.اكتب تقريرا عن التطور التاريخي

للموازين والمكاييل، موشحا اأهمية ذلك

في الشريعة الإشالمية.

نتائج شلبية كثيرة ، ولقد حظي القياض وبالأخض المكيال والميزان )وهما من اأجهزة القياض المشتخدمة

في المعامالت التجارية قديما وحديثا( باهتمام المشرع الحكيم ، قال تعالى:

عملية القياص الفيزيائي:

هي مجموعة من العمليات التي تهدف اإلى تعيين

قيمة كمية ما بوحدة قياض مناشبة. اأو تعرف باأنها

مقارنة بين الكمية المراد قياشها بوحدة قياض معيارية

اأو باشتخدام قانون يربط هذه الكمية بكميات اأخرى

توؤثر فيها وفق نظام معين للوحدات.

(Physical quantities) : اأوال: الكميات الفيزيائية

الشفة الفيزيائية القابلة للقياض ، اأي التعبير عنها بالأرقام باشتخدام اأداة قياض معينة تشمى كمية

فيزيائية ، فلون الشعاع الشوئي مثال ليعني كمية فيزيائية اأما تردد الشعاع وطول موجة اللون فهي كميات

فيزيائية لأنها شفات يمكن قياشها.

Physics (1)

10

الوحـــــــــداتالكمــــــــــــيات

ةيس

ساالأ

ات

يام

كل ا

)1

)

رمزهااسم الوحدةرمزهااسم الكمية

1- الطول

2- الزمن

3- الكتلة

4- درجة الحرارة

5- شدة التيار الكهربائي

6- قوة الإشاءة

7-كمية المادة

Length

Time

Mass

Temperature

Current Intensity

Luminous Intensity

Amount of Substance

متر

ثانية

كيلوجرام

كلفن

اأمبير

قنديلة

مول

ةق

ستم

ل ا

تيا

مكل ا

ص

ع ب

)2

)

1- الطاقة

2- الكثافة

3- كمية الحرارة

4- الشغط

5- الشغل

6-مشاحة الشطح

7- الحجم

8- القوة

9- القدرة

10- عجلة / تشارع

Energy

Density

Heat )Quantity of(

Pressure

Work

Area

Volume

Force

Power

Acceleration

جول

كجم/ م3

جول

)pa( باشكال

جول

متر مربع

متر مكعب

نيوتن

واط

م/ث2

وتنقسم الكميات الفيزيائية اإلى نوعين هما:

Fundamental Physical Quantitiesالكميات الفيزيائية االأساسية:1-

وهي التي ل يمكن اشتقاقها من كميات اأخرى بل تعرف بذاتها وهي الطول ، الكتلة ، الزمن ، شدة التيار،

قوة الإشاءة ، درجة الحرارة.

Derived Physical Quantitiesالكميات الفيزيائية المستقة:2-هي الكميات التي تشتق من غيرها من الكميات مثل الشرعة ، القوة ، الكثافة ،.....اإلخ.

جدول رقم )1-1( يبين الكميات الأشاشية والمشتقة مع وحداتها

ق

-

ل

ن

ك

د

ت

Lt

mTIL

جول

3كجم/م

جول

2نيوتن/م

جول

2م

3م

ق

واط

2م/ث

Jkg/m3

JN/m2

Jm2

m3

NW

m/s2

م

ث

كجم

ك

اأ

قند

مول

ms

kgkAcd

mol

ط

ث

ك

ض

شغ

ض

ح

ق

قد

ج/ت

EDQPWAVFP

g/a

فيزياء )1(


11

2- الوزن = الكتلة × تشارع الجاذبية الأرشية

)2

) نيوتن( = ) كجم( × )م/ ث

المشافة

الزمن

)كمية اأشاشية(

)كمية اأشاشية(

1- الشرعة =

)كمية مشتقة(

3- الكثافة =

الكتلة

الحجم

)حدد الكميات المشتقة والأشاشية ؟(

....................................................................................................

....................................................................................................

....................................................................................................

....................................................................................................

....................................................................................................

1-1

وفي النظام الدولي للوحدات اشتخدمت هذه الكميات ككميات رئيشة وهناك كميات اإشافية مثل حالة

الحجم نشتخدم متر مكعب ككمية اأشاشية ونشتخدم اللتر لقياض شعة الشوائل )1م3=1000 لتر ( وهذا

ينطبق عند اشتخدامنا لليوم والشاعة والدقيقة كوحدة زمن والطن كوحدة كتلة ) 1 طن = 1000 كجم (

وهكذا.

كيف تتاأكد من اأن كمية ما مشتقة وليشت اأشاشية ؟

)م(

)ث(

Physics (1)

12

تحقق من سحة القانون التالي : المسافة = السرعة × الزمن

نعوض بوحدات القياض حشب النظام الدولي لكل طرف في القانون الرياشي.

المشافة ) متر ( = الشرعة ) متر / ثانية ( الزمن ) ثانية (

متر = )متر / ثانية( ثانية نختشر الوحدات المتشابهة كما في الأرقام

متر = متر )وحدات الطرف الأيشر تشاوي وحدات الطرف الأيمن( اإذا القانون شحيح.

1-1

وقد بني النظام الدولي على عدة وحدات اأشاشية كل واحدة منها تعتبر منفشلة عن الأخرى.

وتكتب قيمة الكمية الفيزيائية كرمز اأو كتابة، فمثال نكتب كتلة الجشم على النحو التالي :

الكتـلة )ك( = 50 كجم

الوحدة القيمة العدديةرمز الكميةاشم الكمية

القيمة الكمية

ويمكن معرفة اشم الكمية من القيمة الكمية والعكض شحيح فعندما نشمع 40 متر تعني طول اأو مشافة

وهكذا وعند كتابة القوانين الفيزيائية فاإننا نتبع المعادلت الرياشية المعروفة وذلك لمعرفة كميات

الوحدات المشتقة . والجدير بالذكر اأن العالقات بين الكميات الفيزيائية في اأبشط شورها تكون طردية

ونكتب مثال : ف ∝ ز فيكون ف = ع x ز ، وقد تكون عكشية فنكتب ض ∝ . وقد تكون اأعقد من ذلك.

حاول اأن تعطي اأمثلة اأخرى. ......................................................................................................................

/ /

1

ح

فيزياء )1(


13

نعوض بوحدات القياض حشب النظام الدولي لكل طرف في القانون الرياشي.

المشافة ) متر ( = الشرعة ) متر / ثانية ( الزمن ) ثانية (

متر = )متر / ثانية( ثانية نختشر الوحدات المتشابهة كما في الأرقام

متر = متر )وحدات الطرف الأيشر تشاوي وحدات الطرف الأيمن( اإذا القانون شحيح.

2-1

مشتعينا بجداول الكميات ووحدات القياض تحقق من تشاوي وحدات الطرفين في العالقات

التالية :

المشاحة = الطول × العرض. -1

الكثافة = الكتلة / الحجم. -2

الشغط = الشغل / الحجم. )وحدة الشغل جول = نيوتن.م( -3

...................................................................................................-1

...................................................................................................

....................................................................................................-2

....................................................................................................

....................................................................................................-3

....................................................................................................

Units Measurements : ثانيا: وحدات القياص

يعد تجانض الوحدات في المعادلت الفيزيائية اأمرا هاما ل بد من مراعاته، وكتابة الأرقام مشحوبة

بالوحدات المختلفة مما يشهم في شمان شحة الحل فاإذا كانت المعطيات في مشاألة ما ذات وحدات مختلفة

فالبد من اإجراء عملية تحويل لهذه الوحدات لتشبح من نظام واحد . والنظام المعتمد عالميا هو النظام

International unite system( SI(. وهناك اأنظمة اأخرى للقياض تشتعمل كالنظام الدولي للوحدات

الإنجليزي والفرنشي. انظر جدول ) 2-1(.

Physics (1)

14

النظام الدولي)SI()م. كجم .ث(النظام الفرنشي)شم.جم.ث(النظام النجليزي )قدم.رطل.ث(

)inch )1 م2.54 شم1 بوشة 2-

10×2.54

foot )1( 0،30م30.5 شم1 قدم

mile شم1 ميل 21610 م1610×10

nautical mile شم1 ميل بحري21852م1852×10

yard 0.91 م91.44 شم 1 ياردة

pound 0.454 كجم 454 جم 1 رطل

)oz)ounce 0.0283 كجم28.3 جم1 اأونض

جدول رقم ) 1 - 2 ( يبين التحويل بين اأنظمة القياض

3-1

1- حول الوحدات التالية للنظام الدولي للوحدات:

اأ - 5 دقائق = .................

ج - 3 اأقدام =.................

ه - 15 انض = .................

ب - 3× 10 جم = .............

د – 2،5 ميل = .................

و – 23 رطل = .................

2- سع دائرة على القيم التي تتبع النظام الدولي للوحدات:

2ز - 20 رطل / بوشه مربعة = ................................. كجم /م

3 = .......................................... كجم /م

3ح- 15 جرام / شم

15شم ، 13 ياردة ، 2 رطل ، 7 م ، 20 كجم ، 65 ثانية ، 10شاعات.

نساط 1-1

خذ مقياض عيار هواء عجالت الشيارات )الدواليب( ماذا يقيض ؟ انظر التدريج بداخله،

حاول اأن تعرف كيف تم تدريجه وفقا لنظام القياض المشتخدم.

خذ مخبار المدرج اأو رشاعة حليب اأطفال وانظر التدريج وحاول اأن تعرف كيف تم تدريجه

وفقا لنظام القياض المشتخدم.

-1

-2

فيزياء )1(


15

SI النظام الدولي للوحدات

ال SI تعني النظام الدولي للوحدات. ويشتخدم الحرفان SI في جميع اللغات للتعبير عن ذلك

النظام.

وال SI هو نظام وحدات تتبناه اأعلى شلطة دولية للوحدات ، هي " الموؤتمر العام لالأوزان

والمقاييض" )CGPM( وقد تم وشع هذا النظام عل شوء اأنظمة مترية شابقة له ؛بحيث يكون

مالئما للتطبيق في كل من المجالت الفنية والعلمية.

وقد روعي في وشع ال SI اأن تشتخدم الوحدة الواحدة فقط في التعبير عن كمية واحدة فقط،

مما يقلل من اإجمالي عدد الوحدات ، وييشر فهم النظام واشتخدامه.ويتيح الهيكل البنائي

للنظام اإجراء الحشابات بشكل اأشهل.

قم بزيارة لمختبر القياض والمعايرة التابع لهيئة المواشفات والمقاييض اأو مختبرات الجودة

والنوعية التابعة لوزارة التجارة والشناعة في مدينتك، اأو جهات تفتيض حكومية اأو اأهلية، واكتب

تقريرا عن ذلك.

خلفية تاريخية:

لم تكن وحدات القياض القديمة تشكل جزءا من اأي نظام ، فالوحدات الخاشة لكل مجال يتم

وشعها بشكل مشتقل ويعتبر النظام الإمبراطوري قدم – رطل نتاج تطورات مشتمرة من وحدات

قديمة يعود تاريخها اإلى العشر الروماني . وعلى الرغم من التبشيطات العديدة في خطوات

نظام القدم – رطل ، اإل اأنه ل يزال يحتوي على اأكثر من وحدة للتعبير عن الكمية الواحدة ،

فمثال البوشة والقدم والياردة والميل كلها وحدات تعبر عن الطول.

Physics (1)

16

وللتحويل بين الوحدات يجب معرفة معامل التحويل ، واإجراء العملية الرياشية المناشبة . والجدول

) 1-3 ( يوشح بعض معامالت التحويل لبعض الكميات المشتخدمة في اأنظمة القياض المختلفة.

ويمكن اشتخدام اأنظمة الوحدات للتحقق من شحة المعادلت والقوانين الفيزيائية كما في المثال التالي:

التعبير الأشي الكشر العشري الكشر العتياديالتشمية الأجزاء

ديشيالعشر

شنتيجزء من المئة

ميلليجزء من الألف

ميكروجزء من المليون

1

10

1

100

1

1000

1

1000000

0.1

0.01

0.001

0.000001

1-10

2-10

3-10

6-10

التعبير الأشيالرقم العشريالتشميةالمشاعفات

10ديكاالعشرة1 10

100هكتوالمئة2 10

10 10003كيلوالألف

1000000ميجاالمليون6 10

جدول رقم )1-3( يبين الأجزاء والمشاعفات العشرية

وتجدر الإشارة اإلى اأن التشميات الخاشة بالأجزاء والمشاعفات ليشت كلمات مشتقلة ، بل اأنها عبارة

عن مقاطع تشاف قبل اشم الوحدة ، ولهذا نقول ) ميجاهرتز ( و ) كيلو متر (، و) ميليجرام( وهكذا.

في كثير من الأحيان وبخاشة في المشائل ، تحتاج اإلى تغيير الوحدة التي تقدر بها كمية ما ، وهذا يمكن اأن

يتم بشهولة بشرب المقدار المراد تحويله في قيمة الوحدة القديمة من الوحدات الجديدة.

فيزياء )1(


2-1

17

4-1

)100 شم / م ×100 شم / م ( =2 = 35 م

2مشاحة غرفة 35 م -1

2 شم

4 10 × 35 =

2 350000 شم

كتلة شخرة 650 جم = 650 جم × = 0.650كجم -2

وهكذا يتم التحويل لأي كمية بهذه الطريقة.

1كجم

1000جم

.................................................................. = 21- مشاحة بالطة 150 شم

2- مشافة بين مدينتين 400 كلم = ...........................................................

3- شعة العلبة 1.5 لتر = .......................................................................

4- شدة تيار 500 ملي اأمبير = .................................................................

5- قدرة محطة كهربائية 800 ميجاوات = ....................................................

6- شمك قرنية العين 80 ميكرومتر = .........................................................

7- شرعة شاحنة 15 كم / شاعة = ..........................................................

....

ص : حول الكميات التالية اإلى الوحدات الرئيسة )كجم . متر . ثانية( باستخدام جدول

االأجزاء والمساعفات.

قام ساب بقياص اأو قراءة ما يلي :

Physics (1)

18

نظام قياص الزوايا:

نظام الدرجات: وفيه يتم تقشيم محيط الدائرة حول مركزها اإلى 360 وكل درجة تشاوي 60 دقيقة

والدقيقة 60 ثانية.

نظـــام الزاوية النســـف قطرية: في هذا النظام تقاض الزوايا بدللة القوض الذي يقابل الزاوية ونشف

قطر الدائرة التي منها هذا القوض ، وتشمى الوحدة في هذا النظام بالراديان.

-1

-2

الزاوية النشف قطرية =

طول القوض ) ف (

نشف القطر ) ر (

ضقو

ل الطو

نشف القطر

العالقة بين نظامي الزوايا:

راديان º360 2 π دورة واحدة تعني

= π / 180 راديان = 17.5 ملي راديان 5 اأي اأن: 1

π = 180 / 3.14 = 57.3 2/360 = اأو: 1 راديان

22.5 وليض 30 .22( ) مالحظة :نكتب

فيزياء )1(


19

5-1

والجدير بالذكر اأن المشتخدم عادة في القوانين الفيزيائية هي الراديان وليشت الدرجات.

1-اأو جد مقدار الزوايا التالية في النظام المقابل لها:

نظام الدرجاتراديان

5............................

............................45

............................ 90

13............................

............................ 360

2- كم مقدار الدرجات في:

1- ربع دورة = .......................................

2-3 /4 دورة =......................................

3-5 دورات ونشف = ..............................

4- 3 دورات = .............................. راديان

Physics (1)

20

القياص : هو مجموعة من العمليات التي تهدف اإلى تعيين قيمة كمية ما.

تقدر الكميات الفيزيائية اإما بطريقة حشابية اأو باشتخدام اأجهزة القياض ، وتتاأثر القيم الناتجة من

عملية القياض بعدد من العوامل منها:

القياض. واأدوات لأجهزة الدقيق غير • التشميم الأجهزة. لحفظ اأو مناشبة عمل بيئة توفر وعدم التشنيع عند للجهاز الدقيقة غير • المعايرة

للنتائج(. الدقيق غير العلمي التدوين )اأو للنتيجة الدقيقة غير • القراءة وهذه العوامل مجتمعة اأو منفردة تجعل نتائج القياض غير متطابقة مع القيم الحقيقية.

ثالثا: اأجهزة القياص:

مسطلحات في القياص

-1

2-دقة القياص :هي مدى تقارب التفاق بين نتيجة القياض والقيمة الحقيقية للكمية المقاشة.

الخطاأ المطلق = القيمة المقاسة – القيمة الحقيقية

النسبة المئوية للخطاأ = × 100الخطاأ المطلق

القيمة السحيحة

تشمى القيمة الشحيحة لأي كمية فيزيائية بالقيمة المعيارية ، ابحث بالتعاون مع

زمالئك عن بعض القيم المعيارية لكميات فيزيائية اأشاشية مشهورة )جداول الثوابت

الفيزيائية( ثم حاول اأن تتعرف كيف تم قياشها ؟

ويعبر عنها اإما باإيجاد الخطاأ المطلق اأو النشبة المئوية للخطاأ.

فيزياء )1(


3-1

21

1( المطلق

2( المئوي

3(ما هي اأشباب عدم تطابق القيمة المقاشة مع القيمة الحقيقية ؟

1( الخطاأ المطلق = -300.65 300 = )+( 0.65 م

2( الخطاأ النشبي = × 100 = 0.217 ٪

.............................................................................. )3

سبـــط القياـــص : الشفة التي تميز قدرة الجهاز على اإعطاء بيانات قريبة من القيمة الحقيقية للكمية

المقاشة.

-3

ويطلق على اأقل قيمة يقروؤها الجهاز بدقة الجهاز فعندما يقراأ ميزان وزن الخاتم = 10.14 جم تكون دقة

جم( ومقدار الخطاأ هو 0.01 جم . ولكل جهاز دقة تختلف عن -2

الجهاز هي 0.01 جم ) 1×10

الأخرى وكلما كانت الدقة اأشغر كانت كان القياض اأشح.

وللتفريق بين دقة القياض وشبط القياض انظر التمرين التالي:

تم قياض طول مشمار للشباق باشتخدام متر معدني فكان طوله 300.65 م ، مع اأن طوله

الحقيقي 300 م . احشب الخطاأ في القياض:

0.65

300

+-

Physics (1)

22

6-1

قام طالب بتدوين نتائج قياشات لكمية معينة ووجد التالي: )اأكمل الفراغات(

قيمة حقيقية

0 قراءة )قياض(

دقة منخفشة ، شباطية شعيفة

0

0 0

0

0

..........................

باأ

0

..........................

0

0

0

0

0

..........................

دج

0

0

00

0

0

00

0

التدوين العلمي للقياسات )التعبير االأسي( :

يشتخدم التدوين الأشي لختشار الأرقام الكبيرة جدا اأو الشغيرة جدا

لشمان الدقة في القياض، حيث تكتب الأرقام بالطريقة التالية:

10≤ اأ < 1 ب

العدد = اأ × 10

فمثال كتلة الأرض =.......................64 كجم.

كجم.24

وبالتعبير الأشي تكتب =6.4× 10

وكتلة الإلكترون = 1/ ............................. 109 كجم.

كجم. -31

وبالتعبير الأشي = 9.1 × 10

شكل )1-1( اأجهزة قياض مختلفة

فيزياء )1(


23

8-1

7-1

اكتب االأرقام التالية بالتعبير االأسي :

1( شرعة الشوء = ........3 م/ث =

2( شحنة الإلكترون = 1/ ................ 625 كولوم =

3( كتلة البروتون = 167252....................... 0 كجم =

احشب المشافة بين الرياض وكل من مكة –الدمام – تبوك، ثم اأوجد نشبة الخطاأ بين

القيمة التي تحشل عليها والقيم الحقيقية للمشافة . )اشتعن بجداول المشافات المعتمدة

بين المدن للمقارنة اأو بمقياض الرشم لخريطة المملكة العربية الشعودية (.

التحقـــق جميع العمليات التي يقوم بها اأحد اأجهزة المعايرات القانونية بهدف التحقق والتاأكد من اأن

الجهاز اأو اأداة القياض تفي بمتطلبات الدقة المطلوبة ) عمل وزارة التجارة والشناعة ( .

-4

المعايـــرة جميع العمليات التي تحدد قيم اأخطاء الجهاز )اأداة( القياض وبعض الخشائض القياشية

الأخرى ) عمل هيئة المواشفات والمقاييض ( .

-5

والجدير بالذكر اأن التحقق يشتخدم لالأغراض التجارية )كحماية للمشتهلك( والمعايرة لالأغراض

العلمية والشناعية. وهذا يبين اأهمية القياض في حياتنا ، وفي كلتا الحالتين يتم مقارنة الجهاز المراد

معايرته بجهاز اأدق منه.

....................................................................................................

....................................................................................................

....................................................................................................

Physics (1)

نحاض

حديدتدرج

24

اأمثلة متنوعة لقياس كميات اأشاشية ومشتقة:

هناك عدة طرق لقياض الكميات الفيزيائية اإما باشتخدام اأجهزة القياض مباشرة اأو بطريقة غير مباشرة

تشتخدم فيها الأجهزة والطرق الحشابية.

القياسات الفيزيائية المباسرة:

وهي شفة مالزمة للمادة ، ترتبط بمقدار طاقة حركة Temperature Degree : 1) درجـــة الحـــرارة

جزيئاتها ، وتقاض باشتخدام المقاييض الحرارية )مقاييض درجة الحرارة(، ولها اأنواع متعددة:

مقاييض تعتمد على ظاهرة تمدد الشوائل بالحرارة كالزئبق والكحول.

مقاييض تعتمد على تمدد المواد الجامدة مثل الزدواج الحراري ، والترمومتر البالتيني.

مقاييض تقوم على مبداأ تمدد الغازات )الترمومتر الغازي(.

مقاييض تعتمد على خواض اأخرى لقياض درجة الحرارة غير خاشية تمدد المواد وهي تغير المقاومة

الكهربائية للفلز بتغير درجة الحرارة وتعرف بموازين الحرارة الكهربائية.

مقاييض تعتمد على الإشعاع الحراري.

-1

-2

-3

-4

-5

.................................

تدريـــج ميـــزان حراري : عند تدريج ميزان حراري يجب الأخذ في العتبار تحديد نقطتان مرجعيتان

اأحدهما تمثل بدء التدريج والأخرى نهايته ، والآن قم بالنشاط التالي:

..................................................................

شكل )1-2( اأنواع مختلفة لمقاييض الحرارة

فيزياء )1(


نساط 2-1

25

ويوجد عدة اأنواع من المقاييض الحرارة الشائلية كما ترى في الشكل ) 1-4 ( حيث تكون الدرجة الشفلى

درجة تجمد الماء والعليا درجة غليان الماء لكل مقياض.

رانكنكالفنفهرنهايتيمئوي

م5 100

م5شفر

ف 5 212

ف5 32

ك5 373

ك5 273

ر5 672

ر5 492

خطوات العمل:

االأدوات : اأنبوب زجاجي في اأشفله مشتودع شغير )معامل تمدده شغير

جدا( وبه شائل منتظم التمدد مع ارتفاع درجة الحرارة )الزئبق(، حوض

به ماء ، جليد مجروض ، موقد للتشخين.

شع الأنبوب المبين في الشكل ) 1-3 ( في وعاء به ماء وجليد مجروض وراقب مشتوى الزئبق،

ثم شع اإشارة عند ثبوت مشتوى الزئبق.

خذ الأنبوب الآن وشعه في وعاء به ماء يغلي ، راقب مايحدث لمشتوى الزئبق ، ثم شع اإشارة

عند ثباته.

االآن دون مالحظاتك كالتالي :

العالمة التي ثبت عندها الزئبق في البدء تشمى ..................................................

العالمة التي ثبت عندها الزئبق في النهاية تشمى ..................................................

قشم المشافة بين العالمتين اإلى اأقشام متشاوية )مئة قشم( كل قشم منها يشمى..................

اأنت شنعت الآن مقياض حرارة مئوي.

•

•

•••

شكل )3-1(

شكل )4-1(

Physics (1)

( 1-1 (

26

لماذا ال يستخدم الماء في سنع ميزان الحرارة السائلي ؟

ما فائدة تعدد اأنواع الترمومترات ) مقاييص الحرارة ( Thermometer ؟

اشتخدم ميزان الحرارة المناشب لقياض درجة حرارة كل من :

1( المختبر المدرشي = ..................................................

2( درجة حرارة زميلك في الشف = ....................................

ولتحويل درجات الحرارة من مقياض لآخر نشتخدم العالقة التالية :

الدرجة المطلوبة - درجة انشهار الجليد

عدد الأقشام

الدرجة المعطاه - درجة انشهار الجليد

عدد الأقشام

=

الترمومتر الأول

احسر مقياص حرارة سائلي يحمل المقياسين معا، ثم قارن بين تدريجهما.

اإذا كانـــت درجـــة حـــرارة جسم ما على الميزان الفهرنهايتـــي 41 ف فما الدرجة المقابلة على

الميزان المئوي.

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

الترمومتر الثاني

9-1

فيزياء )1(


( 2-1 (

شكل )1-5( يبين اأجهزة قياض كتلة )موازين(

27

ما قراءة مقياض الحرارة المطلق المقابلة 50 م؟

كتلـــة الجســـم Mass : هي كمية المادة الموجودة في جشم ما ، وهي اإحدى الخواض العامة للمادة

وتقاض بموازين خاشة بالكتلة كالميزان العادي ذو الكفتين ، وقد تم تطويره لموازين رقمية تقيض مدى

واشع من قيم الكتل.

حاول اأن تعدد عدة اأنواع من الموازين ؟

....................................................................................................

استخـــدم الميزان المناسب اليجاد كتل المواد التالية، ثم قارنها مع نتائج

زمالئك داخل المختبر المدرسي:

1- كتلة نقطة من الماء ............................... 2- كتلة حجر ...................................

3- كتلة حبة من الخرز .................................. 4- كتلة مكعب خشبي .....................

....................................................................................................

....................................................................................................

)2

10-1

Physics (1)

( 3-1 (

( 4-1 ( 1-1

لمعلوماتكئ28

الطول : Length يمثل الطول البعد بين نقطتين محددتين ، ويقاض باشتخدام المشطرة ، الشريط

المتري، القدمة )الميكرومتر(.... اإلخ .

0 1 2 3 4 5

استخدم االأداة المناسبة لقياص االأبعاد لكل من:

1- نشف قطر شلك معدني ............................ 2- قطر كرة .................................

3- شمك شفيحة معدنية رقيقة ....................... 4- ارتفاع حجرة الشف .............

5- القطر الداخلي لأنبوب زجاجي ................................................................................

)اشتخدم نموذج القياض المرفق(

لماذا تتنوع اأدوات قياص الطول رغم اأنها تقيص كمية واحدة ؟

.........................................................................................................................................................

4( الزمن : Times اهتم الإنشان منذ فجر التاريخ بقياض الزمن وتعددت اأدوات ووشائل قياشه، الشكل )6-1(.

احسب بالوحدات الدولية كل من:

1( الفترة الزمنية الالزمة لملئ علبة حليب حجمها 1 لتر.

)2

قارن النتائج التي تحشل عليها بنتائج زمالئك.

سمـــم عرـــص تقديمي عـــن تطور

الزمـــن عبـــر واآالت قياـــص اأدوات

التاريخ والعسر الحديث، مدعما

بالسور واالأمثلة.

)3

الزمن الالزم لتشخين 100 ملل من الماء من الدرجة

25 م اإلى 50م.

فيزياء )1(


( 5-1 (

1-1

29

هي ذلك الموؤثر الذي اإذا اأثر على جشم ما شبب له تغير ، والقوى الميكانيكية من Force : 5( القـــوة

القوى التي يمكن قياشها مباشرة باشتخدام الميزان الزنيركي كقوة الشد والدفع ووزن الأجشام ويقوم عمل

، ويدرج 2الميزان الزنركي على اأن جميع الكتل تقع تحت تاأثير قوة جذب الأرض بتشارع مقداره 9.8 م/ ث

الميزان الزنبركي بوحدات قياض القوة.

القوة )الوزن( = الكتلة × تسارع الجاذبية االأرسية

استخدم ميزان زنبركي مناسب لقياص:

القوة الالزمة لشحب مقعد دراشي. )1

قوة شحب يدك اأو اأشبعك. )2

وزن حقيبة شفر. )3

وزن كرة معدنية في الهواء وفي الشائل. )4

هي عبارة عن كتلة وحدة الحجم. Density :6( الكثافة

الكثافة =الكتلة )كجم(

الحجم )م3)

وتقاض كثافة الشوائل بالهيدرومتر

وتقاض كثافة المادة الجامدة حشابيا باشتخدام العالقة التالية:

هل يمكـــن اأن تسنع هيدرومترا بسيطـــا باستخدامك

لقسة سرب وسلسال ؟

شكل )7-1(

شاعة رقميةشاعة رملية

ةيرذ

الم

ويز

يش

الة

عشا

شكل )1-6( يبين اأجهزة لقياض الزمن

Physics (1)

( 6-1 (

30

ويتشل بشاق زجاجية غير مشمتة )جوفاء( مدرجة

بوحدات الكثافة .كما في الشكل ) 1-8 (، اأين تكون قراءة

الكثافة القشوى والدنيا على الشاق ؟ اإن التدريج الشفلي

يشير اإلى اأعلى كثافة يقيشها الهيدرومتر، اأما التدريج العلوي

يشير اإلى اأدنى كثافة يقيشها.اأما الكثافات الأخرى التي

يقيشها الجهاز فتتراوح بين الكثافة العليا والدنيا، وهكذا

فاإن كل هيدرومتر يشنع ليقيض مدى معينا من الكثافة.

ما المبداأ الذي يعمل عليه الهيدرومتر ؟

فـــي اأي السوائـــل التاليـــة يكـــون حجـــم الجزء المغمـــور من الجســـم السلب اأكبـــر المـــاء ، الزئبق ، اأم

ب بنفسك(. الزيت؟ )جر

يتركب من مشتودع زجاجي غير مشمت مثقل

بمعدن لماذا ؟

تركيبه :

شكل ) 1-8 ( تركيب الهيدرومتر

.)31( غض اللبن ) كثافة اللبن 1،03 جم /شم

2( كثافة حمض الكبريتيك في المراكم )بطارية الشيارة(.

3( كثافة محلول شكر.

4( كثافة زيت الزيتون.

ثم حدد نشبة الخطاأ في القياشات التي توشلت لها مشتعينا بجدول كثافات الشوائل المعيارية.

استخدم الهيدرومتر للكسف عن:

اأقل كثافة

ثقل معدني

مشتودع غير

مشمت

شاق زجاجية غير

مشمته مدرجة

بوحدات الكثافة

اأعلى كثافة

فيزياء )1(


نساط 3-1

31

حساب كثافة جسم جامد غير معلوم:

االأدوات : قطعة حجر شلب ، مخبار مدرج ، ماء اأو اأي شائل اآخر كثافته

معروفة ، ميزان زنبركي.

اشتخدم الأدوات الشابقة لإيجاد كثافة قطعة الحجر وشجل الخطوات

التي تقوم بها:

.................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

الشتنتاج ..............................................................................................................................................

كيف تعرف نوع المعدن المسنوع منه ملعقة معدنية ؟ وكيف تكتسف اأن الحلي الذهبية

التي استريتها غير مغسوسة ) عيارها مختلف ( ؟

ما معنى قولنا اأن كثافة الماء النقي 1000كجم/م3

شكل ) 9-1 (

Physics (1)

( 7-1 (

32

: Pressure 7 - السغط

ويكون لكل من الجوامد والشوائل والغازات قوانين مختلفة لحشاب الشغط )كما شندرض لحقا( . في حالة

الشغط الجوي وهو شغط ناشئ عن جذب الأرض للهواء المحيط بها ، يكون اإيجاد قيمة الشغط عمليا من

موازنته بعمود من الشائل )حاول اإيجاده في المختبر( انظر الشكل )1-10( وتكون قيمته عند شطح البحر

( ويتناقض بمقدار 1 مليبار / 10متر ارتفاعا وبهذه 276شم زئبق اأو)1015( مليبار )1 مليبار = 100ن/ م

الطريقة نوجد ارتفاع الطائرة مثال .يشمى جهاز قياض الرتفاع بالألتيميتر وهو موجود في الطائرة.

استخدم مقياص السغط المتوفر لديك لقياص السغط الجوي:

داخل حجرة الشف ، المختبر المدرشي ، في اأعلى البناية . قارن النتائج التي تحشل عليها بالقيمة

المعيارية للشغط الجوي.

سغط الدم :

يشتخدم المانومتر لقياض شغط الدم وهو احد

الأجهزة القائمة على فكرة عمل البارومترات الزئبقية.

وتبلغ قيمة الشغط النقباشي والنبشاطي للشاب

العادي الشليم حوالي 120مم زئبق /80 مم زئبق .

)حاول اأن تقيض بنفشك(.

شكل ) 1-11 ( قياض شغط الدم

شكل ) 10-1 (

البارومتر المعدني البارومتر الزئبقي

فيزياء )1(


2-1

33

لمـــاذا توســـع لفافة جهاز قياـــص سغط الدم حول العسد وال توسع حول الساق ؟ جرب قياص

سغطك في الحالتين، وانظر الفرق؟

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

عرـــص فيلم تعليمي عن استخدام اأجهـــزة قياص سغط الدم

وسغط الهواء داخل جسم االإنسان.

القياسات غير مباسرة :

شكل ) 1-12 ( يبين شرعات مختلفة لمتشابق

Physics (1)

نساط 4-1

( 8-1 (

34

- قض طول المشافة من بداية ملعب المدرشة اإلى نهايته بالمشاركة مع مجموعة من زمالئك بالشف

)اأو احد الممرات بالمدرشة(.

- تاأكد من شحة قياشك بالرجوع اإلى الطول المقاض فعليا للملعب.

- شجل الزمن الالزم لقطع هذه المشافة لثالث طالب كما في الجدول التالي:

اشم الطالبالزمن

)1(

الزمن

)2(

الزمن

)3(

الشرعة

)1(

الشرعة

)2(

الشرعة

)3(متوشط الشرعة

- كرر التجربة مع نفض الطالب وشجل الزمن الالزم في الجدول اأعاله.

- باشتخدام ورقة رشم بياني ارشم العالقة بين المشافة )على محور

الشادات( و)الزمن على محور الشينات( ثم اأوجد قيمة الشرعة )الشرعة

= المشافة / الزمن( ،احشب الشرعة التي تحرك بها كل طالب في كل مرة

ودونها في الجدول.

- جد متوشط الشرعة لزميلك وقارن النتائج .................................................

Flow meter : 2- قياص التدفق

يشتخدم كثيرا مقياض تدفق الشوائل في التعبئة ، فمثال تشتخدمه شركة اأرامكو لتعبئة النفط في

الشاحنات والناقالت ، قم باإيجاد مقدار تدفق شائل )لتر / ث( باشتخدام شاعة رقمية ومخبار

مدرج . اشتخدم النموذج المرفق.

حاول اأن تحشل على جهاز يقيض التدفق مباشرة.

مالحظة : اأحيانا يقاض التدفق بالحجم فقط.

3- كثافة جسم )سلب ، سائل( :

حاول اأن تقيض كثافة جشم شلب منتظم وغير منتظم بنفشك في المختبر. )اشتخدم نموذج القياض(.

فيزياء )1(

35

.)metrology( اأهمية علم القياص الفيزيائي

عملية القياص الفيزيائي وعناسرها : الكمية الفيزيائية – اأداة القياض – اأنظمة القياض.

الكميات الفيزيائية : وهي الشفات الفيزيائية القابلة للقياض وتنقشم لكميات اأشاشية ومشتقة.

اأهمية وحدات القياص في التعبير عن الكميات الفيزيائية ، وتوجد عدة اأنظمة للقياض منها النظام

.SI الإنجليزي والفرنشي، اأما النظام المعتمد على المشتوى العالمي فهو النظام الدولي للوحدات

التحويل بين اأنظمة القياص المختلفة والتحقق من سحة القوانين الرياسية.

نظامي قياص الزوايا ، نظام الدرجات ونظام الزاوية النسف قطرية والتحويل بين النظامين.

الدقـــة وسبـــط القياص عن طريق حشاب الخطاأ المطلق والنشبة المئوية للخطاأ .وطريقة التدوين

العلمي للقياشات.

الطريقة المباسرة لقياص الكميات الفيزيائية باشتخدام اأجهزة القياض ، اأو الطريقة الغير مباشرة

وهي اشتخدام القوانين الحشابية اإشافة اإلى اأجهزة القياض.

بعـــص القياســـات الفيزيائيـــة المباســـرة مثل: درجة الحرارة ، كتلة الجشم، الطول، الزمن، القوة

الكثافة )للشوائل( ، الشغط الجوي.

بعـــص القياســـات الفيزيائية غير المباسرة مثل : الشرعة ، تعيين كثافة الأجشام الجامدة . مقياض

التدفق.

3

2

1

Physics (1)

1( وحدة درجة الحرارة في النظام الدولي للوحدات:

اأ –درجة مئوية.

ب- درجة مطلقة اأو كالفن.

ج -درجة فهرنهايتية.

د- جول.

2( الوحدة التي تقاض بها القوة هي النيوتن وتكافىء:

اأ- جول / م.

.-2

ب- كجم . م 2. ث

ج -كجم.م. ث.

.-2

د – م. ث

3( وحدة قياض الشغل هي الجول وتكافىء:

.-2

اأ- كجم . م 2. ث

.-1

ب - كجم. م. ث

ج - كجم .م.ث.

د- نيوتن.م.

4( اإحدى الكميات الفيزيائية التالية كمية اأشاشية:

اأ- الشغط.

ب- الطول.

ج- الكثافة.

د- المشاحة.

5( الكيلومتر = 1000متر ويعبر عنه كالتالي:

.1 -

اأ- 10

.3 ب- 1/ 10

.3

ج - 10

.-3

د- 1/ 10

اختار االإجابة السحيحة لكل مما يلي:

36

3

2

فيزياء )1(

6( المتر هو معيار الطول في النظام:

اأ- المتري.

ب- البريطاني.

ج- الفرنشي.

د- العالمي )الدولي( للوحدات.

7( في النظام الدولي للوحدات يشتخدم الأمبير وحدة لقياض:

اأ- الشعة الكهربائية.

ب- شدة التيار.

ج- كمية الكهرباء.

د – فرق الجهد الكهربائي.

سع اأمام كل عبارة في العمود االأيمن رقم العبارة التي تناسبها في العمود االأيسر :

الكمية الفيزيائيةوحدة القياص

) 1 ( الزمن) ( المتر

) 2( قوة الإشاءة ) ( الكيلوجرام

) 3( الأمبير ) ( الثانية

) 4 ( الكتلة ) ( الأمبير

) 5 ( كمية المادة ) (الدرجة الكالفنية

) 6 ( الطول ) ( المول

) 7 ( شدة التيار الكهربائي ) (القنديلية

) 8 ( فرق الجهد

) 9 ( الحرارة المطلقة

اكتب الكميات الفيزيائية التي تعبر عنها الوحدات التالية:

1-نيوتن . م. 2-كيلوجرام / م3. 3-م/ ث.

37

10

9

5

Physics (1)

1 ( يشترط لجمع اأو طرح كميتين فيزيائيتين اأن يكون لهما نفض الأبعاد.

2 ( المانومتر هو جهاز يقيض الحجم.

3 ( نقول كثافة الزيت = 880 كجم.

4 ( الكميات الفيزيائية ) الطول ، الشرعة ، الإزاحة ( جميعها كميات مشتقة.

5( عندما يقراأ ميزان كتلة خاتم تشاوي 8.345جم هذا يعني اأن دقة الجهاز تشاوي 0.01 جم.

.3 6( 300 ملليتر = 300 شم

7( دقة شاعة الألعاب الأولمبية 0.1 ثانية.

سنف الكميات التالية اإلى اأساسية ومستقة:

ط = )2/1( ك ع2 فما هي وحدة قياض طاقة الحركة ؟ واإذا علمت اأن جشم كتلته0.5 كجم تحرك

بشرعة 10كم /ض احشب طاقته الحركية بالوحدات الدولية .

الوحدة ) جــ (القانون ) ب (الكمية ) اأ (

...........................ق = ك ج...........................

......................................................الكثافة

م/ث......................................................

4

6

7

8

اإذا كانـــت طاقـــة الوســـع = ك جـ ف ، حيث ف بعد الجسم عـــن مركز االأرص و جـ تسارع

الجاذبيـــة االأرسيـــة و ك كتلـــة الجســـم. اثبـــت وحدة قياـــص طاقة الوسع هـــي نفسها-

وحدة قياص السغل )السغل = القوة × المسافة(.

( واإسارة )×( اأمام العبارة الخاطئة وسححها: سع اإسارة )

الطاقة – الكثافة – درجة الحرارة – المشاحة – الإزاحة – شدة التيار – الشرعة.

تعطى طاقة الحركة لجسم كتلته ك وسرعته ع حسب العالقة التالية :

اأكمل الجدول التالي :

38

10

9

فيزياء )1(

اأ- كيف تعرف اأي الميزانين اأشح )طريقة علمية(؟

ب- كم مقدار خشارتها لو باعت خاتمها في المحل الأول اإذا كانت قيمة الجرام الواحد 50 ريال؟

)افترض اأن المحل الثاني يعطي القيمة الأدق(.

فـــي الســـكل المقابـــل ، مـــا اســـم هـــذه االأداة ؟ مـــاذا

تقيص؟ كم دقتها ؟

قياص قطر السمص ! : باستخدام ورق مقوى مثقوب ال يزيد قطره عن 2ملم وبمعرفة 12

المسافة بين االأرص والسمص ) 150 مليون كلم ( وباستخدام طريقة التناسب بين قطر

الورقـــة وقطـــر السمص وبعـــد الورقة عن السورة المتكونة على سطـــح االأرص )السوء (

اأوجد قطر السمص . قارن نتيجتك بالقيمة العلمية الدقيقة. )حاول اأن ترسم(.

لديك كاأص مملوء من الماء ومخبار مدرج وجسم سلب غير منتظم . كيف يمكنك اإيجاد 11

حجم هذا الجسم؟ علما باأنه ال يمكن اإدخاله اإال في الكاأص فقط .

اأ- ما حجم قطرة واحدة من الماء؟

ب- كم عدد القطرات الالزمة للوشول اإلى 0.08 لتر؟

نســـب بواسطـــة قطـــارة 100 قطرة مـــن الماء في مخبار مـــدرج في وحـــدة ملليتر) ملل (

فيسل مستوى الماء اإلى القسمة 5 ملل.

13

اأرادت ســـارة اأن تبيـــع خاتـــم لهـــا فوجدت وزنـــه في المحـــل االأول 30.5 جـــم ، ووزنه في

المحل الثاني 34.8 جم . )يستخدم الناص الوزن بدال من الكتلة وهذا سحيح الأن الجاذبية االأرسية ثابتة تقريبا(

في الفقه االإسالمي تستخدم المكاييل والموازين

فما الفرق بينهما ؟ )انظر غالف الوحدة(.

14

39

شكل )13-1(

الوحدة الثانية

ميكانيكا الموادMechanical of Matter

يتوقع في نهاية الفسل اأن تكون قادرا

على اأن :

1-تقارن بين الكميات القياشية والكميات

المتجهة.

2- تعدد اأنواع الحركة وتمثل لكل نوع منها.

3-تقارن بين الحركة على خط مشتقيم

وحركة المقذوفات المنحنية.

4-تشتنتج الفرق بين الحركة على خط

مشتقيم والحركة الهتزازية والحركة

الدائرية.

5- تربط بين الموؤثر الفيزيائي ونتائجه.

6-تعدد مشببات الحركة.

7- تعرف القوة اإجرائيا.

Body motion

8- تقارن بين التاأثير المباشر وغير

المباشر للقوة.

9- تعرف قوة التجاذب الكتلي.

10-تطبق القانون لحشاب قوة التجاذب

بين جشمين.

11-تجري اأنشطة توشح الأثر الغير مباشر

للقوة الكهربائية والمغناطيشية.

12-تعرف الشغل فيزيائيا.

13-تعرف الطاقة.

14-تشرح شور تحولت الطاقة لبعض

الأجشام.

44

Physics (1)

الكميات القياشية والمتجهة

تناولنا في الفشل الشابق عناشر عملية القياض الفيزيائي من حيث الكميات الأشاشية والمشتقة

ووحدات قياشها، وفق النظام الدولي للوحدات واأدوات القياض المشتخدمة عمليا ، وفي هذا الفشل

شنتعرف على اأثر التجاه في مقدار هذه الكميات عند التعامل معها رياشيا.

دعنا نقيض المشافة بين راأض هذا القلم وقاعدته في الشكل اأ-

) -2 1 ( . هل تختلف المشافة اإذا قشناها بين قاعدته

وراأشه ؟ لماذا لم تختلف الإجابتان ؟

نستنتـــج ممـــا سبـــق : اأن المسافة والزمن كميات تعتمد فقط علـــى المقدار وسوف نسميـها

كميات قياسية.

د بالمقدار فقـــط مثل : درجة الحـــرارة ، والكثافة ، اإذا الكميـــات القياسيـــة : هـــي التـــي تحد

والكتلة ، والزمن.

Scalars and Vectors

تاأمل المثالين التاليين:

المثال االأول:

انظر الآن اإلى الشاعة التي في يدك وراقب حركة عقرب الثواني حتى يتم دورة كاملة.هل يختلف زمن ب-

هذه الدورة اإذا نظرت اإلى شاعتك من زوايا مختلفة ، مرة من اليمين ، ومرة من اليشار ، ومرة من

الأعلى ؟ لماذا لم يختلف زمن الدورة ؟

مثل للكميات القياسيـــة باأمثلة اأخـــرى .....................................................

................................................................................................

................................................................................................

شكل )2-1( يبين تمثيل الكمية القياشية

•

•

Body Motion

45

فيزياء )1(

توؤثر قوتان متشاويتان في حلقة كما في الشكل )-2 2(.

المثال الثاني:

حدد اتجاه كل من القوتين .•

.................................................................

وما الذي يحدث عندما توؤثر القوتان في اتجاه واحد ؟

.................................................................

وكم تكون القوة الكلية الموؤثرة على الحلقة ؟

.................................................................

( 1- 2 )

•

•

مثل للكميات المتجهة باأمثلة اأخرى .....................................................

...............................................................................................

. Scalars )1- كمية قياسية )عددية

.Vectors 2- كمية متجهة

وهذا مثال يوشح الفرق الجوهري يبن الكمية العددية والمتجهة: لنفرض

اأن شباحا قفز من لوحة القفز متخذا المشارمن اأ اإلى ب عبر الخط

المنحني ، وبعد وشوله اإلى النقطة ب يمكننا القول اأنه اأزيح من اأ اإلى

ب كما لو تحرك من اأ اإلى ب عبر الخط المشتقيم مباشرة. كما في

الشكل )2- 3(.

( 1- 3 )

اأ

ب

شكل )2-2( يبين تمثيل الكميات المتجهة

اإذا الكميـــات المتجهـــة : هـــي الكميـــات التـــي تحدد بالمقـــدار واالتجاه معا مثـــل : االإزاحة ،

والوزن.

نستنتج مما سبق : اأن القوة كمية يتاأثر مقدارها باالتجاه وتسمى : الكميات المتجهة.

وعليه تنقسم الكمية الفيزيائية من حيث قياسها اإلى قسمين:

شكل )3-2(

46

Physics (1)

1-2

وعلى هذا فيمكننا القول باأن:

والسوؤال الذي يتبادر اإلى ذهننا االآن:

ما المشافة التي قطعها الشخض اأثناء حركته ؟

وما الإزاحة التي حدثت له؟

••

- شيارة تتحرك من النقطة اأ بشرعة 20كم/شاعة، حدد موقع الشيارة

بعد نشف شاعة وفي اأي اتجاه ؟

- راقب حركة شخض خرج من منزله يبحث عن مبلغ فقده في الطريق

فلم يجده وعاد اإلى منزله فما مقدار المشافة التي تحركها. وما مقدار

الإزاحة التي قطعها؟

المسافة Distance: هي عدد وحدات الطول الفعلية التي يقطعها الجشم في حركته.

واأما االإزاحة Displacement : فهي البعد المشتقيم المتجه من نقطةالبداية اإلىنقطة النهاية، ويمثلها

الشهم المنطلق من نقطة بداية الحركة والمنتهي بنقطة نهايتها ، وهي تشاوي عدد وحدات الطول التي

يقطعها الجشم اإذا تحرك من نقطة البداية اإلى نقطة النهاية مباشرة.

باأ

ج

400م 500م

300م

انطلقت دراجة من نقطة اأ اإلى ب ثم اإلى جـ في زمن قدره 350 ث )كما في السكل 6-2):

المشافة التي قطعتها هي =..........................................

الإزاحة التي قطعتها هي =..........................................

الشرعة القياشية )Speed( هي = ............................

الشرعة المتجهة )velocity( هي = ............................

عداد شرعة الشيارة ماذا يقيض ؟...................................

شكل )4-2(

شكل )2-5( يبين الفرق بين

الإزاحة والمشافة

شكل )6-2(

Body Motion

2-2

اأ

ب

5 30

الشكل )8-2(

47

فيزياء )1(

اأي الكميات الآتية قياشية واأيها متجهة ؟............................... علل.

1- شرعة الطائرة ........................................................................

2- الطواف حول الكعبة ..................................................................

3- كثافة شبيكة من الذهب ..............................................................

4 - الفترة الزمنية بين الإفطار والشحور ................................................

تمثل الكمية المتجهة بسهم يحدد عناسرها:

الشكل )2-7( يبين عناشر الكمية المتجهة

المنحنى

نقطة الإتجاه

المقدار

المقـــدار: يشير طول الشهم اإلى مقدار الكمية كما في الشكل

)-2 7( ، وذلك باشتخدام مقياض رشم مناشب فمثال

1شم / 1 نيوتن )اإذا كانت الكمية هي القوة(.

االتجـــاه والمنحـــى : يشير الشهم اإلى اتجاه الكمية المتجهة

وبالطبع شتعبر الزاوية التي يشنعها مع الأفق عن اتجاهها.

نقطة التاأثير: هي نقطة الأشل )نقطة اإشناد(.

-1

-2

-3

مثال:

توؤثر قوة مقدارها 4 نيوتن في نقطة مادية ) اأ ( باتجاه 30 مع

الأفق . والشكل )-2 8( يوشح تمثيل القوة بقطعة مشتقيمة

طولها 4 وحدات واتجاهها يشكل زاوية 30 مع الأفق ويشمى

امتداد القطعة المشتقيمة الممثلة للقوة بخط عمل القوة .

ونقطة تاأثيرها اأ ومنحاها من اأ اإلى ب.

نساط 1-2

48

Physics (1)

Motionالحركة

اإن الشكون والحركة والتغير من الظواهر الطبيعية في هذا الكون . وقد اشتحوذت مشاألة حالة الشكون

وحالة الحركة لجشم ما اهتمام الفيزيائيين من مختلف الأمم وعلى مر العشور وترتب على هذا الهتمام

نتائج فكرية وعلمية كثيرة.

ولتحديد مفهوم الحركة قم بالنساط التالي:

ادفع كرة موشوعة على شطح الأرض بقدمك وراقب مايحدث لها.

حدد موشع الكرة عند ) اأ ( بالنشبة لشطح الأرض .

ما موشعها عند ) ه ، و ( بالنشبة لشطح الأرض ؟

هل تغير موشعها ؟ كيف حكمت على ذلك ؟

ما الذي حدث للكرة حتى تغير موشعها ؟

ناقض مع زمالئك واشتنتج مفهوم الحركة .........................................................

فالحركة: هي تغير ...................................................................................

راقب حركة عداءين في مشمار شباق، واشتنتج اأهم الكميات الفيزيائية التي تحكم نتائج الشباق.

المكونات االأساسيةللحركة:

تعزى معظم الحركات التي نشاهدها من حولنا اإلى نوعين اأشاشيين هما:

)1( الحركة النتقالية.

)2( الحركة الدورية.

اأنواع )اأنماط( الحركة :

......................... ،........................ ،........................ ،........................

اأه و

شكل )9-2(

Body Motion

) ( ) () ( ) (

3-2

49

فيزياء )1(

تاأمل اأنماط الحركة في السور التالية، ثم سنفها:

اأعط مفهوم للحركة النتقالية .......................

اأعط مفهوم للحركة الدورية .......................

اذكر اأمثلة من بيئتك على اأنواع الحركة

.....................................................................................................................

.....................................................................................................................

اأوال - الحركة االنتقالية:

وفيها يتحرك الجشم بين نقتطين تشمى الأولى

نقطة البداية والثانية نقطة النهاية ، وبذلك يغير

موشعه في الفشاء مع الزمن. ومن اأمثلتها:

)1( الحركة في خط مشتقيم وتمتاز بثبات التجاه

مع اإمكانية تغيرمقدار الشرعة مثل :حركة

الشكل ) -2 10 ( يبين حركة الدلفين النتقاليةالدراجة على مشتوى اأفقي اأو مائل.

)2(حركة المقذوفات المنحنية وفيها يتغير مقدار الشرعة واإتجاهها في كل نقطة من نقاط المشار اأثناء

الحركة.

................................................................

( 3- 6 )

50

Physics (1)

4-2

قـــارن )من حيث المســـار والقيمة االتجاهية( بين حركة

كـــرة تسير في خط مستقيم وبين حركة كرة انطلقت من

مسدص .

ثانيا-الحركة الدورية:

هي الحركة التي تكرر نفشها

متتالية زمنية فترات في

ومتشاوية ، ومن اأمثلتها:

1 - الحركة في دائرة ) الحركة

.)12-2( الشكل ) الدورانية

2 - الحركة الهتزازية مثل حركة

بندول الشاعة الشكل )-2 13(.

3 - الحركة الموجية شكل)-2 14(.

خيط

ل

الشكل ) -2 12 (

الشكل ) -2 11 (

الشكل ) -2 13 (

1- حركة القمر .......................... 2- الطاحونة ..................................

3- حركة العلم ........................... 4- كتلة معلقة بنابض ........................

5- تمايل الشجر .........................

سنف الحركات الدورية التالية :

6-حركة الشيارة عند المطب ...............

الشكل ) -2 14 (

Body Motion

ما الآثار التي يمكن اأن تحدثها القوة النووية ؟

51

فيزياء )1(

مستعينا بمسادر التعلم :

مسببات الحركة:

تعرفنا فيما شبق على مفهوم الحركة واأنماطها، ولك اأن تتشاأل كيف تنشاأ الحركة ؟

كيف يمكن لجشم شاكن اأن يتحرك والعكض ؟

لالإجابة عن هذا التشاوؤل قم بتحريك بعض الأجشام الموجودة اأمامك ونقلها من مكان لآخر !

كيف تمكنت من ذلك ؟ ماذا بذلت؟ ........................ ........................ ........................

ولدراشة حركة الأجشام فاإننا نشتخدم مفهوم القوة الميكانيكية التي تعمل على تحريك الأجشام اأو اإيقافها

اأو التغيير من حركتها مقدارا واإتجاها.

ومن اأمثلة القوة المباشرة : قوة الشد ، قوة الدفع ، قوة الحتكاك و .................................

اأما القوة غير مباشرة من اأمثلتها القوة الكهربائية والقوة النووية و ...............................

هي ذلك الموؤثر الذي يشبب تغير لالأجشام عندما يوؤثر عليها، و تاأثيرالقوة اإما القوة :

اأن يكون مباشرا )مالمشة( اأو غير مباشر )مجالي(

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

اشتنتج خشائض الحركة الدورية بمتابعة حركة كرة تتاأرجح

متدلية من خيط ) بندول(.

الشكل ) -2 15 (

( 1 - 2 (

52

Physics (1)

ب بنفسك اإن اأمكن(! الحظ السور التالية وحددنوع القوة وتاأثيرها. )جر

نوع القوة ..............................................

تاأثيرها .................................................

نوع القوة ..............................................

تاأثيرها .................................................

نوع القوة ..............................................

تاأثيرها .................................................

نوع القوة ..............................................

تاأثيرها ................................................

ما الفرق بين التاأثير المباشر للقوة والتاأثير غير المباشر ؟ اذكر اأمثلة غير الواردة في الكتاب.

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

وقد اأودع اهلل سبحانه وتعالى في هذا الكون عدة مسادر من القوى اآنفة الذكر.

الشكل ) -2 16 (

Body Motion

ة

قال

عل ا

حتا

فم ق = ج ×

ب × ك

اأك

2ف

1-2

ف

قق

53

فيزياء )1(

قوة التجاذب الكتلي:

ماشبب شقوط الأجشام نحو الأرض ؟

ماشبب دوران القمر حول الأرض في مدار ثابت ؟

لماذا يشتمر دوران الكواكب في مدارات خاشة لكل منها حول الشمض ؟

..................................................................................................................................................................................

تشمى قوة الجذب بين جميع الأجشام الموجودة في هذا الكون ببعشها ببعض قوة التجاذب الكتلي. لماذا؟

و يعبر عنها رياشيا بالقانون التالي:

ق : القوة

: كتلة الجشم الأولاأك

: كتلة الجشم الآخر ب

ك

ف :المشافة بين مركزالجشمين

ثابت الجذب العام ورمزه ج

ماهي وحدة ثابت الجذب العام وفق النظام الدولي للوحدات ؟ )اشتخرجها من القانون(.

............................................................................................................................................................................

كرتان كتلتهما 8 كجم،200كجم والمشافة بين مركزيهما 35شم اأوجد مقدار قوة التجاذب

.2 نيوتن.م2 /كجم

11-الكتلي بينهما اإذاعلمت اأن قيمة ثابت الجذب العام ج = 6.67 ×10

× 11-

ق = 6.67 ×10

200 × 8

2)0.35(

= .............................. نيوتن

54

Physics (1)

مستعينا بجداول الثوابت الفيزيائية:

احشب مقدار قوة جذب الأرض لجشم كتلته ك كجم موشوع على شطح الأرض .

x 10 م7

قطر الأرض = 1.27

x 10 كجم24

كتلة الأرض = 5.98

وبمااأن جميع القيم الشابقة تعتبر مقادير ثابتة لأي جشم على شطح الأرض، فاإننا نشل اإلى نتيجة

هامة تتمثل في قانون الوزن، وهو اأن وزن الجشم = مقدار قوة جذب الأرض للجشم ويعطى

هي قيمة الجاذبية الأرشية(.بالعالقة :2

ثق = 9.8 × كتلة الجشم. )حيث 9.8 م/ث

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

ل تظهر قوى الجذب الكتلي بوشوح بين شخشين يقفان على بعد اأمتار من بعشهما، وذلك لشغر

مقدار قوة التجاذب بينهما بالنشبة اإلى تاأثير قوة جذب الأرض على كل منهما، فقوة التجاذب بين

جشمين كتلة كل منهما )1000كجم( والبعد بينهما 1متر = 0.0000667 نيوتن ، كيف ؟

تظهر قوة التجاذب الكتلي بوشوح بين الأجرام الفلكية لكبركتلتها . لماذا؟ فالأرض تجذب الشمض

تجاهها والشمض تجذب الأرض بقوة مشاوية تجاهها ولذلك تشتمر الأرض تدورفي مدار ثابت حول

الشمض. فتبارك اهلل اأحشن الخالقين .

•

•

5-2

Body Motion

55

فيزياء )1(

نساط 2-2

القوة الكهربائية:

انظر اإلى )الفيلم العلمي(

واأعط تفشير لما تشاهد.

قم باإجراء النساط التالي:

عرص لفيلم عن القوة الكهربائية ومجال تاأثيرها.

القوة المغناطيسية:

هل شبق لك اأن قمت بتحريك قطعة حديد دون اأن تلمشها ؟

قم باإجراء نشاط تثبت لزمالئك في الشف اأنك تمكنت من تحريك زورق في اإناء ليحوي ماء دون اأن

تلمشه !! ثم دون النتائج العلمية التي توشلت اإليها.

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

هل لحظت شيء من اشتخدام المغناطيض في األعاب الشيرك ؟

االأدوات :كرة نخاع البيلشان ، شاق بالشتيك ، قطعة شوف.

الخطوات : قرب شاق البالشتيك من كرة نخاع البيلشان ماذاتالحظ ؟

اأدلك الشاق بقطعة الشوف، ثم قربها من الكرة . هل تحركت الكرة !

ماذا تشتنتج ؟ ...................................................................................................................................

اذكر ظواهر طبيعية تشاهدها في حياتك تدل على وجود كهرباء شاكنة .

...............................................................................................................................................................

1 - 2

حاول اأن تبحث عن بعص خدع األعاب السيرك عموما .

2 - 2

56

Physics (1)

من خالل الأمثلة الشابقة وجدت اأن القوة فقط قد لتكفي لإنجاز بعض الأعمال كما يجب، بل لبد من

الأخذ بعين العتبار المشافة التي تفشل بين مشدر القوة والجشم الذي توؤثر عليه.

Torqueالعــــزمتاأمل الشور التالية :

والآن ناقض وبين اأيهما اأشهل لرفع الجشم وتحريكه في الشورتين التاليتين ، الشكل ) 18-2 ( :

نشمي المشافة في هذه الحالة بذراع القوة. وناتج شرب المركبة

العمودية للقوة بالمشافة يشمى العزم.

ق

فنقطة التاأثير

فمثال : اإذاكانت القوة الموؤثرة شغيرة فيمكن الشتعانة بذراع لتوليد عزم يوؤدي لحركة الجشم على مشار

دائري وبحيث يكون مقدار العزم مشاو ل شرب القوة في طول الذراع مما يزيد في مقدار التاأثير الواقع

على الجشم فيتحرك بشهولة، وعليه فاإننا نالحظ اأن القوة الكبيرة تحتاج اإلى طول ذراع اأقل من القوة

الشغيرة.

اأ نقطة الرتكازب

الشكل ) -2 17 ( يبين اأمثلة عن العزم

الشكل ) -2 18 (

الشكل ) -2 19 (

Body Motion

57

فيزياء )1(

شاهد تجربة العزم في مكتبة المشادر

العزم = ............................................................... ووحدته ...............................................................

هل العزم كمية قياشية اأم متجهة ؟

لماذا نلجاأ اإلى زيادة طول مفتاح العجل اأحيانا اإذااأردنا فك عجلة الشيارة ؟

اأيهما اأشهل دفع الباب من الوشط اأم من طرفه الداخلي اأم الخارجي ؟ جرب وانظر الفرق ناقض عمل

الآلت والأدوات المبينة في الشور الشابقة وفق مفهوم العزم .

شمي مجموعة من الأدوات الأخرى التي تعمل بناء على مبداأ العزم .

............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................

العزم فيزيائيا :

المشافة في القوة شرب حاشل

العمودية بين نقطة تاأثير القوة ونقطة

الإرتكازالواقعة على ذراع القوة.

العزم كمية فيزيائية تعمل على تحريك جشم ل يمكن

تحريكه بالقوة المباشرة. اإذا تشمى بنقطة الرتكاز

عبرمشافة معينة وعلى اشتقامة واحدة مع الجشم موقع

التاأثير.بحيث تكون المشافة متعامدة مع خط عمل القوة.

حدد اأين يجب اأن يكون جلوض الطفل على الأرجوحة وفي

المقابل جلوض والده حتى يتمكن من تحريك الأرجوحة ؟

3 - 2

نقطة التاأثير

الشكل ) -2 20 (

2مف

80 كجم25 كجم

....................................................................................................................................................................

ويمكن تعريف العزم فيزيائيا باأنه :

58

Physics (1)

workالشغل تشتخدم كلمة شغل في حياتنا اليومية لتدل على معان مختلفة لالأعمال التي ننجزها ،فنحن نشتخدمها

ا محددا يمكنك لوشف اأي جهد عشلي اأوذهني نقوم به ،اأما في الفيزياء فاإن لكلمة شغل معنى خاش

التوشل اإليه من خالل الشور التالية:

ماهي الكمية التي توشحها الشور اأعاله؟

لوطلب منك شخض مشاعدته لتحريك شيارته التي توقفت في منتشف الطريق، فاإنك شوف تقوم ببذل

............................ لتحريك الشيارة ........................... معينة وعندها شوف تشعر باأنك قد اأنجزت شغال.

لوطلب منك شخض اآخر مشاعدته لدفع جدار ثابت فاإن ...................... التي تبذلها لن تنجز شغال ما

الشبب ؟.......................................................... قارن بين اتجاه ........................... المبذولة والأثر المطلوب

شتجد اأنهما يكونان .......................... التجاه. ماهومفهوم الشغل بالمعنى الفيزيائي ؟

................................................................................................................................................................

مماشبق يمكننا القول باأن الشغل كمية فيزيائية تعتمد على مقدار القوة الموؤثرة على جشم لإزاحته

مشافة معينة في نفض اإتجاهها.

الشغل = القوة . المشافةويعطى السغل بالعالقة التالية:

ووحدة قياشه تعرف بالجول ويكافئ في النظام الدولي للوحدات )....................(.

الشكل ) -2 21 (

Body Motion

59

فيزياء )1(

العزمالسغل

احسب مقدار السغل الذي يقوم به رجل يرفع دلو وزنه 60 نيوتن من

عمق 10م. انظر السكل ) 22-2 ( .

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

بالرغم من اأن الشغل كمية قياشية اإل اأنه يكون موجبا اإذاكانت القوة والمشافة في نفض المنحى يقال

عندئذ اأن الجشم اكتشب طاقة ويكون شالبا اإذا تعاكشتا في المنحى ويقال عندئذ اأن الجشم فقد طاقة.

قارن بين السغل والعزم من حيث : التعريف ، القانون ، الوحدة ، نوع الكمية؟

واأعط مثاال على ذلك.

6-2

الشكل ) -2 22 (

7-2

ة ق

الع

لح ا

فتام

60

Physics (1)

قـــام عامـــل برفع كيص من االإسمنت كتلته 50كجم من سطح االأرص اإلى سطح بناية

ارتفاعها 8 م . احسب طاقة وسع كيص االإسمنت عند هذا االرتفاع.

2 ك = 50 كجم ، ف = 8م ح = 9.8 م / ث

ط = ح ف ك

= 9.8 ×8 × 50 = 3920 جول

وتقدركمية الطاقة بوحدة الجول فاإذا كان الشغل موجبا، فاإن الجشم الواقع تحت تاأثير القوة يكتشب طاقة

والعكض شحيح اأي اأن ..........................................................................................................................................

ماالفرق بين الشغل المبذول عندرفعك لجشم ما مشافة معينة عن شطح الأرض وعند تشلقك جبل لنفض

الرتفاع ؟!!

توجد الطاقة في شور متعددة ونالحظ ذلك فيما يلي:

مظاهر الطاقة واأسكالها في الطبيعة:

-1الطاقة المكانيكية: وتتمثل في شكون اأو حركة الأجشام ومرونتها. ومن شورها:

=ف ك ح ك

ط

: الطاقة الكامنة.ك

ط

ك :كتلة الجشم.

ج :تشارع الجاذبية.

ف :ارتفاع الجشم عن شطح الأرض.

: Potential Energy )اأ- طاقة كامنة )طاقة الوشع

هي التي يحتفظ بها الجشم اإما بشبب وشعه عن شطح الأض اأو تركيبه الكيميائي اأو حالته.

ول توجد شيغة عامة رياشية لطاقة الوشع واإنما تعتمد على حالة الجشم. فمثال اإذا كانت ناشئة عن

الجاذبية الأرشية فاإن طاقة الوشع تعتمد على كتلة الجشم ، وارتفاعه عن شطح الأرض . وتتناشب

طرديا مع كل منهما . ) تحقق من ذلك ( وتختلف عنها في حالة الزنبرك اأو البطارية.

وتكتب رياسيا على السورة :

الطاقة : القدرة على اإنجاز شغل

2-2

Energyالطاقة

Body Motion

ة ق

العلح ا

فتام

)2(

61

فيزياء )1(

تعطى قيمة الطاقة الحركية بالسيغة التالية:

مستخدمـــا االأدوات التاليـــة : كرات معدنية مختلفة الأوزان / متر /تربة طينية

مبللة ، تحقق من قانون طاقة الوشع باشتخدام طريقة العوامل المشتقلة.

قارن بين الطاقة الكامنة لكرتين وسعت اإحداهما على اأرص الغرفة ، والثانية على طاولة

عالية.

: Kinetic Energy ب - طاقة حركية

وهي التي تظهر على شكل حركة.

مثـــال : شقوط الأجشام على شطح الأرض ،وانتقال الكرة ، وشقوط قطرات الماء في الشالل ، وحركة

اللكترونات في الشلك الكهربائي ، وحركة الرشاشة المنطلقة في الهواء ، والأعمال الحركية البشرية التي

اشتغلها الإنشان لأداء العديد من الأعمال، وحركة جزيئات المادة كلها تمثل طاقة حركية. اذكر اأمثلة اأخرى.

فما العوامل التي تعتمد عليها الطاقة الحركية لجشم ما ؟

................................................................................................ -1

................................................................................................ -2

2طح = ك ع

1

2

: الطاقة الحركية.حط

ك : كتلة الجشم.

ع : شرعة الجشم.

تشكل حوادث الطرق مشكلة تقلق الكثير لما تشببه من اإزهاق اأرواح العديد من الناض في كل

عام. ويعزى الشبب في معظم هذه الحوادث اإلى الشرعة الزائدة ويشدد)المرور( على شرورة

تقيد الشائقين بالتعليمات ومن اأهمها شبط الشرعة الالزمة. ناقض مع زمالئك التدمير الذي

تحدثه الشرعة الزائدة للشيارة .

(2-2(

62

Physics (1)

قارن بين مقدار الطاقة الحركية لكل من :

1- شيارة كتلتها 1000كجم ) 1طن ( وشرعتها 20م /ث. ...................................................

2- نفض الشيارة عندما تكون شرعتها 40م/ ث. ....................................................................

3- شاحنة كتلتها 8 طن وشرعتها 20 م / ث. ..........................................................................

4- قارن بين قيم الطاقة الحركية في الحالت الشابقة . ماذا تالحظ ؟ .............................

فالطاقة الكهربائية هي الشكل الوحيد للطاقة التي تجمع بين شهولة التوليد ، والنقل ، والتوزيع ، والشتخدام،

والتحكم وهي قابلة للتحول اإلى اأشكال الطاقة الأخرى . تخيل يومك بدون الكهرباء !

عدد بعض الأجهزة التي تعمل بالطاقة

........................................... الكهربائية.

...............................................................

اإشرافك في اشتخدام الكهرباء يحرم غيرك

ممن هو في اأمض الحاجة اإليها قال الرشول

:"اطفئوا المشابيح اإذا رقدتم، واغلقوا

روا الطعام الأبواب، واأوكئوا الأشقية، وخم

والشراب". رواه البخاري.

فمثال اإذا وشعنا كاأشين متالمشين واأشدرنا شوتا بالقرب منهما فاإن الشوت يشبب ارتطام الكاأشين.

2- الطاقة الكهربائية:

الطاقـــة الكهربائية : هي الطاقة الموجودة في الشحنات الكهربائية وعندما تتحرك

هذه الشحنات في النواقل فاإنها تنجز شغال يشتفاد منه في تشغيل الآلت الكهربائية.

3-الطاقة السوتية:

الطاقة السوتية: هي الطاقة الناتجة عن الشوت وهي متمثلة في اهتزاز الأجشام.

8-2

ما هي وشائل اإنتاج الطاقة الكهربائية في

العالم المعاشر ؟ ...........................................

Body Motion

63

فيزياء )1(

5-الطاقة السوئية : اأبرز مشادرها الشمض وهي مشدر شخم للطاقة المتجددة وهي نظيفة فال ينتج

عن اشتخدامها غازات ملوثة اأو نواتج ثانوية شارة بالبيئة كما هو الحال في الفحم والبترول والخشب، ول

تترك وراءها مخلفات على درجة كبيرة من الخطورة.

ما فائدة شوء الشمض في عملية التمثيل الشوئي ؟

ما نوع الطاقة المخزونة في البطارية الجافة ؟ اذكر اأمثلة عن الطاقة الكيميائية.

......................................................................................................................................................

6-الطاقة الكيميائية :

الطاقة الكيميائية : هي الطاقة الناتجة عن التفاعالت الكيميائية اأثناء عمليات الحتراق توؤدي

اإلى تحرير طاقة كاحتراق الخشب ، والفحم ، والبنزين ، وغير ذلك . تظهر على شكل طاقة

حرارية يشتفاد منها في اأغراض عديدة كتشغيل المحركات في وشائل النقل.

الطاقة النووية : هي الطاقة المحبوشة داخل النواة في الذرة والتي يتم فيها تحويل كتلة

النواة اإلى طاقة.

7-الطاقة النووية :

4-الطاقة المغناطيسية :

الطاقة المغناطيسية : هي الطاقة الناتجة عن مجموعة من التيارات الكهربائية المنتظمة

مثل الطاقة التي يجذب بها المغناطيض القطع المعدنية.


يشتطيع الحمام عادة اأن يجد طريق العودة اإلى بيته و يشتشعر طريقه باشتخدام مغنطيشية الأرض .

ماذا تعرف عن الخاليا الشمشية ؟

64

Physics (1)

قم باإجراء نشاط عملي تثبت من خالله عالقة الطاقة الحرارية بالطاقة الحركية.

لو اأعدنا النظر اإلى مظاهر الطاقة واأشكالها في الطبيعة لوجدنا اأنه باإمكاننا اأن نفهم كل اأشكال الطاقة في

شوء مشطلحات ميكانيكية.

8-الطاقة الحرارية : وتوؤثرفي طاقة حركة جزيئات وذرات المادة مشببة ارتفاع في درجة الحرارة.

9-الطاقة الحيوية: كالنفط.

عندما نشتهلك الطاقة فاإننا ل نشتنزفها،ول ندمرها،ول نعدمها .ولكننا نحولها فقط من شكل لآخر.وهذا

ما ينشه.

ومن اأمثلة تحول الطاقة من سكل الآخر:

التفريغ البرقي وفيه تتحول الطاقة الكهربائية اإلى طاقة شوئية )البرق(،وشوتية)الرعد(، وحرارية.

وتحول الطاقة الكهربائية في المكواة اإلى حرارية ، والطاقة الكيميائية عند انفجار الألعاب النارية اإلى

شوئية وشوتية وحرارية.... اإلخ.

والواقع اأن تحولت الطاقة جارية حولنا باشتمرار.

( 3-2 (

9-2

تتبع مشار تحولت الطاقة في كل من:

الفرن الكهربائي ............................................... ، و الغشالة ...............................................،

ومحرك الشيارة ............................................... ، والتلفاز ..................................................،

اذكر اأمثلة على تحول الطاقة من شكل لآخر.

..................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................

Body Motion

65

فيزياء )1(

10-2

كامنة وهكذا .وخالل عملية التحول هذه يتبدد جزء من

الطاقة على شكل حرارة امتشتها كل من الكرة و الأرض

والهواء المحيط بها . بحيث يبقى مجمل الطاقة مع

الحرارة المبددة مشاويا للطاقة المحولة )اأو المتحولة(.

الطاقـــة ذات كميـــة ثابتـــة في الطبيعة فاإذا حدث نقص في اأحـــد اأسكال الطاقة فالبد اأن تحدث زيادة في

االأسكال االأخرى لها.

هل هناك ارتباط بين اأشكال الطاقة وبين مشادر واأنواع القوة ؟ فشر ذلك مشتعينا باأمثلة

من الطبيعة.

1- قوة الجاذبية الأرشية تعطي طاقة الوشع الناشئة عن الجاذبية الأرشية.

................................................................................................................................................ -2

................................................................................................................................................ -3

................................................................................................................................................ -4

يمكن اأن تتحول اأشكال الطاقة المختلفة باأكملها اإلى اأشكال اأخرى من

الطاقة . فعندما نترك كرة لتشقط على الأرض نشاهد اأنها تشطدم

بالأرض فترتد وترتفع اإلى اأعلى، ثم تعود وتشقط وترتد اإلى علو اأقل

من الشابق . وهكذا اإلى اأن تتوقف الكرة تماما عن الحركة كما في

الشكل )2-23(. فتتحول الطاقة الكامنة اإلى حركية، ثم اإلى

Law of Conservation Of Energy : قانون )مبداأ(حفظ الطاقة

قانون حفظ الطاقة يقول : اإن

الطاقة محفوظة ، وفي التلفاز

يطالبوننا بترشيد اشتهالك الطاقة

بعدم هدرها. فكيف نوفق بين الأمرين ؟

ويمكن وشع نض لمبداأ حفظ الطاقة على النحو التالي :

2-1

شكل )23-2(

مبداأ حفظ الطاقة

مبـــداأ حفـــظ الطاقة : مجمل كمية الطاقة ثابتة اأي اأن الطاقة الكلية البتدائية تشاوي

الطاقة الكلية النهائية.

66

Physics (1)

نساط 3-2

الرشم التالي يبين تحولت الطاقة في الطبيعة.

حدد نوع الطاقة الناتجة على الرشم ) انظر الأشهم(.

اأنواع الطاقة هي ) اإشعاعية – شوئية –كيميائية- حرارية – شوتية – كهربائية – حركية(.

بالتعاون مع زمالئك حاول اأن :

- تقارن بين مشادر الطاقة المنتجة في العالم من حيث:

1- رخشها. 2- نظافتها )عدم تلوث البيئة(.

3- شهولة اشتخدامها وتحويلها. 4- توفرها في المملكة.

ض- هل توؤيد اعتماد البلد على نوع معين من الطاقة اأو التنوع ؟ لماذا ؟

- تقشم الطاقة اإلى عدة اأنواع حشب معايير محددة ومن شمن التقشيمات كونها شناعية )مثال

النووية( اأو طبيعية )الطبيعية اإما تكون متجددة اأو محدودة ناشبة(.

حاول اأن تقشم اأنواع الطاقة- مع اأمثلة- على شكل مخطط تشعيبي معتمدا على هذا التشنيف.

11-2

Body Motion

67

فيزياء )1(

1- الكميات القياسية تعتمد على المقدار فقط والكميات المتجهة تحدد بالمقدار واالتجاه.

2- حركـــة االأجســـام تكون اإما انتقالية مثل حركـــة الطائر واإما دورانية مثل حركة الساعة وهناك عدد

من مسببات الحركة مثل القوة والعزم.

3- الحركـــة علـــى خط مستقيم تعنـــي ثبات االتجاه اأما الحركة المنحنية مثل حركة المقذوفات تكون

متغيرة االإتجاه.

4- تستنتج الفرق بين الحركة على خط مستقبم والحركة االهتزازية والحركة الدائرية.

5- القـــوة هـــي ذلـــك الموؤثـــر الذي يوؤثر علـــى االأجسام، فيسبب لهـــا تغير يختلف على حســـب نوع القوة

الموؤثـــرة وحالـــة الجســـم ، وقديكـــون تاأثيـــر القــــوة مباســــر )تالمـــص( واإالكان تاأثيرا غيـــر مباسر

)مجالي( مثل تاأثير قوة التجاذب الكتلي.

6-اأن للقـــوة الكهربائيـــة والمغناطيسيـــة تاأثيـــرا غيـــر مباســـر مـــن خالل التجـــارب التـــي اأجريتها على

االأجسام المسحونة اأو قطع الحديد والمغناطيص.

7-اأن السغـــل فيزيائيـــا يتطلـــب وجـــود قوة تحرك الجسم فـــي نفص االتجاه. وعندما يبـــذل جسم سغل

فاإنه يحتاج اإلى طاقة يمكن تحويلها من سكل اإلى اأخر.

8- اأسكال الطاقة وسورها وتحوالتها وقانون حفظ الطاقة.

9

68

Physics (1)

ماالمفهوم العلمي لكل من العبارات التالية:

- حركة اللكترونات في ناقل.

- بين اأي جشمبن في هذا الكون يوجد قوة تجاذب تعتمد على كتلة الجشمين والمشافة بينهما.

2

رفع عامل مطرقة ملقاة على اأرص الغرفة اإلى سطح الطاولة .1

هل وزن الجسم كمية قياسية اأم متجهه ؟ناقص هذا االأمر علميا مع الرسم.3

تاأمل في السور ، وناقص الظواهر الفيزيائية التي تتم في كل منها حسب ما ترى؟ 4

ما الفرق بين المقذوف الراأسي والمقذوفات المنحنية، ارسم ؟ 5

لماذا التسعر بقوة جذبك لالأرص اإذا كان قانون الجذب العام سحيحا ؟6

اإذا كان لديك طاقة سوئية بين كيف تتحول اإلى طاقة كهربية بمثال، ثم اإلى حركية، 7

ثم اإلى سوتية.

فـــي الســـكل المقابـــل، بين اأنماط الحركـــة الناتجة ونوع القوة الموؤثـــرة وسكل الطاقة 8

المكتسبة.

- اإذا كنت تعرف وزن المطرقة فما الذي يجب اأن تعرفه لتتمكن من حشاب الطاقة الكامنة التي

اكتشبها ؟ وما مقدار الشغل الذي بذله العامل لرفع المطرقة ؟

Body Motion

9

10

11

12

اأ

ب

ج

د

20م

69

فيزياء )1(

تتزحلق الكرة كتلتها 15 كجم من مرتفع يقدر بـ 20 م

اأ -قارن بين قيمة الطاقة الكامنة والحركية عند النقاط الموشحة

ب -احشب اأقشى طاقة وشع . واأين؟

ج- طاقتها قبيل الشقوط ونوعها .

د- شرعتها على ارتفاع 10 م .

كم مقدار العزم الناسئ من فتح مسامير العجل ) كفرات ( بقوة 100 نيوتن اإذا كان طول

المفتـــاح 40 ســـم ؟ اإذا كان هنـــاك ولد يريد فتحها وال تتجاوز قوته 50 نيوتن كيف يتمكن

من فتحها ؟

يقـــوم عامـــل بتحريك كيص كتلته 50 كجم على االأرـــص بمسافة اأفقية قدرها 8م . احسب

السغـــل الناتـــج – كيـــف يتاأثر مقـــدار السغل المبذول لـــو كان المستوى مائـــال سعودا اأو

نزوال؟ لماذا؟ ارسم.

انظـــر الرسم اأمامك ، ما هو الفرق بين دور

البكـــرات والحبـــل في الحركة ؟ لـــو زاد عدد

البكرات ماذا يحدث؟

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................

.............................


قادرا على اأن :

1- تشنف المواد من حيث قابليتها للشحب ، لالإنثناء.

2- ترشم العالقة بين القوة والشتطالة في نابض.

3- تطبق قانون هوك لحل بعض المشائل الحشابية.

4- تعرف الشغط.

5- تفشر ظاهرة التوتر الشطحي.

6- تذكر بعض الظواهر الناتجة عن التوتر الشطحي.

7- تفشر ظاهرة ثقب الأوزون.

8- تشرح قانون الطفو.

Mechanical Properties of Matter

Physics (1)

72

الخواص الطبيعية للمادة :

يشتخدم الإنشان في حياته مواد كثيرة واختيار المادة المشتخدمة يعتمد على خشائشها

الفيزيائية، ومنها الخشائض الميكانيكية مثل ما نشتخدم الفولذ كمادة شلبة جدا والمطاط كمادة

مرنة . وهكذا. ويتم تطوير المنتجات والشناعات باختيار مواد تعتمد على اأشض علمية في البحث.

1-3

قارن بالرشم بين قوى الربط بين جزيئات المادة في حالت المادة الثالث .

1- تتكون المادة من دقائق متناهية الشغر تدعى الجزيئات اأو الذرات.

2-جزيئات المادة الواحدة متشابهة في كل الخواض،ومختلفة في ذلك عن جزيئات مادة اأخرى.

3-يوجد بين جزيئات اأي مادة مشافات تشمى المشافات البينية اأو الجزئية.

4- توؤثر جزيئات المادة على بعشها البعض بقوى تجاذب وكلما اقتربت الجزيئات من بعشها زادت قوى

التجاذب فيما بينها . فاإذا ما اأشبحت المشافة اأشغر من حد معين فاإن بعض قوى التجاذب تتحول

اإلى قوى تنافر فتبتعد الجزيئات عن بعشها . وعند مشافة معينة يحدث اتزان بين قوى التجاذب وقوى

التنافر فشتقر الجزيئات في حالة اتزان.

5- جزيئات المادة في حالة حركة مشتمرة وقد تكون هذه الحركة اهتزازية ، اأو دورانية ، اأو انتقالية ، اأو

الثالثة معا . تبعا لنوع المادة.

ماذا تشمى هذه النظرية ؟ .......................................................................................

Natural Properties of Matter

Body MotionMechanical Properties of Matter

فيزياء )1(

73

نساط 1-3

الخواص الميكانيكية للمادة:

1- خذ مجموعة من المواد : زجاج ، شلك من النحاض ، مشطرة خشبية ، مشطرة بالشتيكية ،

قشيب حديدي ، كرة من الحديد ، ورقة.

2- اأثر على هذه المواد بقوى مختلفة مثل قوة القشف )قابل لالنقشام( ، اللي )قابل لالإنثناء(،

الشحب )قابل للتمدد(، الطي )قابل للتقلض(.

3- راقب ما يحدث للمواد بعد زوال تاأثير القوى عنها.

4- شنف المواد من حيث التشوه الحاشل فيها بعد زوال القوى الموؤثرة عليها كما في الجدول التالي:

كشرطيشحبليقشف

زجاج

شلك نحاشي

مشطرة خشبية

مشطرة بالشتيكية

قشيب حديدي

كرة من الحديد

ورقة

نوع القوى

المادة

ماذا تشتنتج ؟ .....................................................................................................................

شم المجموعة التي احتفظت بالتشوه . .............................................................................

اإذا ماذا نشمي المجموعة التي لم تحتفظ بالتشوه وعادت اإلى حالتها الطبيعية بعد زوال

تاأثير القوى عليها؟..................................................................................................................

اأعط تعريف لخاشية المرونة .............................................................................................

Physics (1)

74

نساط 2-3

1-خذ مجموعة من المواد المرنة )مطاط نابض(.

ر بقوة متشاوية على كل من )الزنبرك و قطعة مطاط(. 2-اأث

هل حدث تغير في الشكل اأو الحجم )تشوه(؟

3-اأزيل الآن القوة ماذا تشتنتج ؟

مطاط

اأ

ق

اأب

بق

نشتنتج من النشاط الشابق اأن المواد المرنة )كالنابض والمطاط( تتفاوت في مرونتها وعلى ذلك فاإن

المواد المرنة يمكن تشنيفها اإلى:

1- مواد مرنة : وهي التي تعود اإلى حالتها الأشلية تماما بعد زوال القوى الموؤثرة عنها.

2- مواد غير مرنة : وهي التي ...........................................................................................................................

قانون هوك

هل مرونة المواد مطلقة ؟ اأي ليض لها حد معين ؟

كيف يمكن قياض مرونة المواد المختلفة ؟

الشكل ) -3 1 ( يبين مقارنة مرونة المواد

Hoke's Law


فيزياء )1(

75

االأدوات : زنبرك لين ثم علقه من حامل طويل ، علبة كاملة من الأثقال

)اأكبر ثقل فيها كتلته 1 كجم( ، مشطرة مترية.

خطوات التجربة:

1- ثبت المشطرة في وشع راأشي قريبا من الزنبرك كما في الشكل.

2- جد على المشطرة القراءة المناظرة لطرف الزنبرك دون تعليق اأي

وزن به ثم شجل هذه القراءة ....................................................................

الكتلة

)جم(

مقدار القوة

)نيوتن(

القراءة

المناظرة على

المشطرة)شم(

الزيادة في طول

الزنبرك )شم(

الزيادة

بالمتر

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

3- علق من طرف الزنبرك )اأ( كتلة 10 جم، ثم اأوجد على المشطرة القراءة المناظرة في

الجدول الذي اأعددته، ثم احشب مقدار الشتطالة وشجلها اأيشا في الجدول.

4- اأعد الخطوة الشابقة معلقا كتلة اأكبر، ثم اشتمر بتعليق كتل اأكبر .انتبه من تعليق ثقل قد

يوؤدي اإلى قطع النابض )الزنبرك(.

هل هناك عالقة بين مقدار القوة الموؤثرة والزيادة في طول الزنبرك ؟ ما هذه العالقة ؟

ما اأكبر قوة يمكن اأن توؤثر بها على الزنبرك قبل اأن يفقد الزنبرك مرونته ؟ ما القوة الالزمة لكشر

الزنبرك؟

w=f

الشكل ) -3 2 ( يبين

تحقيق قانون هوك

(1-3 ( تجربة عملية

ارشم باشتخدام ورق بياني العالقة بين مقدار القوة )المحور الشادي( والزيادة بالمتر )ا لمحور

الشيني(

تحقيق قانون هوك عمليا :

Physics (1)

76

وحتى يمكنك التوشل اإلى العالقة بين القوة الموؤثرة والشتطالة الحاشلة مثل المعلومات في الجدول

بيانيا)ورقة رشم بياني( وذلك برشم القوة الموؤثرة المحور الراأشي والشتطالة بالمتر المحور الأفقي.

- ما الخط الذي يمكن اأن تمرره في النقاط المرسومة ؟

وكما يمكنك التوشل اإليه من التجربة الشابقة فاإن الزيادة الحاشلة في طول الزنبرك تتناشب طرديا مع

القوة الموؤثرة عليه مادامت هذه القوة دون حد المرونة ، وفي هذه الحالة يعود الزنبرك تماما اإلى وشعه

الأشلي بزوال القوة الموؤثرة عليه.

اأما اإذا تجاوزت القوة الموؤثرة هذا الحد الأعلى فاإن الزيادة الحاشلة في الطول ل تتناشب طرديا مع القوة

الموؤثرة ، كما اأن الزنبرك يحتفظ بالتشوه الحاشل فيه وربما يتعرض لالنكشار.

اإن الشيء نفشه ينطبق على الأجشام المرنة التي يكون التشوه الحاشل فيها اشتطالة اأو تقلشا في

اأطوالها.

ويمكننا اأن نوشح العالقة بين مقدار التشوه الحاشل في جشم معدني تحت الشد والقوة الموؤثرة بالشتناد

اإلى الشكل )3 3(.

وكما تالحظ في هذا الشكل ، فاإن الجزء من المنحنى بين م ، اأ هو خط

مشتقيم وفي هذا الجزء تكون الشتطالةمتناشبة طرديا مع القوة الموؤثرة

وتعتبر النقطة اأ حد المرونة للمادة المعدنية. وهي تمثل الحد الأعلى من

القوة التي يمكن التاأثير بها على المادة المعدنية دون اأن تفقد المادة

مرونتها ، وفي الشكل الشابق تمثل القوة )ق( الحد الأعلى المشار اإليها.

الشتطالة

ةر

ثوؤم

الة

وق

ال

اأما الجزء اأ ج من المنحنى فهو ليض بخط مشتقيم ومن ثم فاإن الشتطالة الحاشلة ل تتناشب في هذا

الجزء طرديا مع القوة الموؤثرة ويمثل هذا الجزء من المنحنى حالة فقدان المادة المعدنية لمرونتها.

)المنطقة البالشتيكية غير المرنة(.

وتمثل النقطة ب نقطة الشتشالم اأو الذعان وهي النقطة التي بعدها يشتمر الشلك في الشتطالة مع

زيادة بشيطة في قوة الشد وتمثل النقطة ج النقطة التي تنكشر عندها المادة المعدنية ويعبر عن القوة التي

تلزم لكشر المادة المعدنية بقوة القشف وتعرف العالقة بين الشتطالة الحاشلة في مادة معدنية تحت

الشد والقوة الموؤثرة بقانون هوك ، ويمكن شياغة هذا القانون على النحو التالي:

الشكل )-3 3( يبين منحنى

مرونة الزنبرك


فيزياء )1(

77

وبسيغة رياسية ، يمكن كتابة قانون هوك على النحو التالي:

تحت حد المرونة لمادة تحت الشد ، فاإن الشتطالة الحادثة تتناشب طرديا

مع قوة الشد المشببة لها.

ق = اأ ∆ ل

:

ة

قال

عل ا

حتا

فم

استنتج وحدة معامل السالبة.

ق : القوة الموؤثرة.

ل : الشتطالة الحاشلة.

اأ : معامل الشالبة اأو

∆

معامل القوة.

علقت كتلة مقدارها 1 كجم بزنبرك ، فكم يستطيل هذا الزنبرك اإذا علمت اأن معامل

السالبة له 980 نيوتن / م ؟

= 9.8 ) ن (∆ل

980 = 0.01 م

ق

اأ

=

ق= ك × ج = 1 × 9.8 = 9.8 نيوتن

1-3

قانون هوك

كيف يمكن تدريج ميزان زنبركي لقياض القوة ؟ حاول في المعمل مع زمالئك معتمدا

على ما درشته.

) ن

م)

Physics (1)

78

Presure غط الش

اأوال: سغط الجامد:

د الشورة التي يمكن للشكين قطع التفاحة فيها بشهولة. تاأمل الشورتين ثم حد

........................................................................................................................

ما الفرق بين الطرف الحاد والغير حاد ؟ ........................................

ما العالقة بين مشاحة المقطع وشهولة النغراز ؟ ..................................

ماذا لو شاعفت القوة الشاغطة في كال الحالتين ؟ ...............................

ما العالقة بين القوة ومقدار النغراز؟ ........................................

اإن مقدار انغراز الشكين في الأجشام ل تتوقف فقط على )القوة الشاغطة(

واإنما تتوقف اأيشا على مشاحة الشطح الذي يوؤثر عليه الثقل فكلما شغرت

مشاحة الشطح زاد تاأثير القوة )الشغط(.

علـــل: سهولـــة اإنغراز االإبـــرة في االأجسام اأكثر مـــن المسمار في حـــال التاأثير عليهما

بالقوة نفسها.

لعلك لحظت اأنه لبد من اإدخال فكرة جديدة لوشف تاأثير القوة وهذه الفكرة المقشودة هي الشغط.

- ماذا تستنتج مما سبق ؟

علقت كتلة مقدارها 300 جرام بزنبرك فاستطال بمقدار 0.2 سم ، اأوجد ثابت القوة .

..................................................................................................................................................................

2-3

الشكل ) -3 4 ( يبين عالقة

الشغط بالمشاحة


فيزياء )1(

79

نتيجة : )يتناشب الشغط طرديا مع القوة وعكشيا مع مشاحة المقطع( اأي المشاحة التي توؤثر عليها القوة

الشاغطة.

وعلى هذا الأشاض يمكننا اأن نعرف الشغط باأنه:

اإذا الشغط = .....................................................................................................................

ة و يكتب على الشورة:ق

العلح ا

فتام

ض : الشغط.)اكتب القانون داخل المشتطيل(

ق : القوة.

ض : المشاحة.

ما وحدة قياص السغط ؟ جدها في النظام الدولي للوحدات.

فتاتـــان تـــزن كل منهمـــا 500 نيوتـــن ترتـــدي اإحداهما حـــذاء ذي كعب خنجـــري مساحة سطحه

1.5سم2 واالأخرى ترتدي حذاء مسطحا مقطعه 32سم2.

احسب السغط المتسبب عن كل منهما.

م2-4

=1.5شم2 =1.5 ×10 1

ض

م2 ، ق = 500 نيوتين4-

=32شم 2 = 32 ×102

ض

.2 ن/م

4 10 * 333.3 = = =

1ض

.2 ن/م

4 10 * 15.625 = = =

2ض

شعفها كم مرة؟ ..................................

ق

1ض

ق

2ض

500

-4 10 * 1.5

500

-4 10 * 32

2-3

هو القوة الموؤثرة عموديا على وحدة المشاحات من الشطح الذي توؤثر فيه القوة.

الشكل ) -3 5 ( يبين اختالف الشغط

Physics (1)

80

اتجاه سغط الجامد:

مـــن خـــالل االأنسطة السابقة ، هل يمكنـــك تحديد اتجاه تاأثير القوة الساغطة من

الجسم الجامد على االأجسام االأخرى )ارسم(.

تطبيقات عملية لسغط االأجسام الجامدة:

افة والكماشة والأمواض والشكاكين تكون ذات اأطراف حادة جدا وبذلك ل تحتاج اإلى 1 يالحظ اأن القش

شغط كبير عند اشتخدامها في قطع الأشياء.

2 في شناعة اإطارات الشيارات يراعى اأن يكون عرض اإطار شيارة النقل اأكبر من عرض اإطار الشيارة

الخاشة . كما اأن الإطارات الخلفية لشيارات النقل تكون مزدوجة، لماذا ؟

حاول القيام بنشاط تحدد فيه اتجاه شغط الجامد.

يقود شخض شيارة في الرمال

بحيث ل يمكن تحريكها ، فكيف

يمكن مشاعدته؟

اذكر تطبيقات اأخرى لسغط االأجسام الجامدة مع السرح.

- عـلل:

1- يطلق على الجمل سفينة السحراء.

.............................................................................................

2- يتمكن الفيل من السير في االأراسي الوحلة اأو الرملية بدون اأن تغوص قدمه في التربة.

..................................................................................................................................................


من المعروف اأن الكعوب الخنجرية تتميز باأن مساحة تالمسها مع االأرص سغيرة جدا ناقص مع

زمالئك اأثر ذلك على:

1- الأرشيات الخشبية والفلينية. 2- الشحة العامة.

(1-3)


فيزياء )1(

81

نساط 3-3

توشلت من الأنشطة الشابقة اإلى مفهوم الشغط بشكل عام ، والآن هل للشوائل شغط ؟ وهل للغازات

شغط؟

اإن كال من السوائل والغازات يطلق عليها لفظ مائع ... لماذا ؟

ما هي الخسائص المتسابهة بين السوائل والغازات ؟ وما هي الخسائص المختلفة؟

1- خذ وعاء اشطواني الشكل له مكبض بذراع خارجي حر الحركة. ) حاول اأن ترشم ( .

- ما المادة الموجودة داخل الوعاء ؟ ...........................................................................................

2- حاول شغط المكبض اإلى اأقشى قدر ممكن ، ماذا تالحظ ؟ .............................................

3- الآن شع كمية من اأي شائل داخل الوعاء الأشطواني وحاول شغط المكبض اإلى اأقشى قدر

ممكن.

- ماذا تالحظ ؟ ............................................................................................................................

- اأعط تفشير لهذه الظاهرة من خالل النظرية الحركية للمادة.

ثانيا : سغـط المـائع:

المـائـع : هو كل مادة لها خاشية الجريان والنتشار )الشوائل والغازات(.

قم بنشاط عملي للتاأكد من خاشية الجريان والنتشار للشوائل والغازات.

(2-3)

Physics (1)

82

نساط 4-3

المساهدة واالستنتاجخطوات العملاأدوات التجربة

، الطرفين مفتوحة اأنبوبة

المطاط من رقيق غشاء

)بالون اأطفال(خيط ، ماء ،

زيت.

1 - شد قطعة المطاط ،وشد

بها اإحدى فوهات الأنبوبة،ثم

اربط الخيط حولها ربطا

محكما.

2- شب في الأنبوب مقدارا

مناشبا من الماء.

3- اأشف كمية اأخرى من

الماء.

4- كرر الخطوات الشابقة

باشتخدام الزيت.

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

المساهدة واالستنتاجخطوات العملاأدوات التجربة

بواشطة الثقوب شد -1

الشريط الالشق، ثم امالأ

العلبة المعدنية بالماء.

2- انزع الشريط الالشق عن

الثقوب.

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

)شجلها من الشورة( ............

...........................

............................


فيزياء )1(

83

تطبيقات على سغط السوائل في الحياة العملية:

1- تقوم المملكة ببناء الشدود لحجز مياه الأمطار المتدفقة

في الأودية الهامة،وتخزينها للمحافظة على الماء نظرا

لندرته. ومن اأمثلة هذه الشدود:شد وادي حنيفة ، عكرمة،

جازان ، اأبها وشد الملك فهد في بيشه. ويالحظ اأن جدران

الشدود تكون مقوشة وشميكة عند القاعدة ، واأقل شمكا

عند قمة الشد. لماذا ؟ الشكل )3 – 6(.


الشغط العالي للماء

الشكل ) -3 6 ( يبين شغط الماء الهائل على الشد

اإذا يعطى سغط المائع بالعالقة التالية :

ض = ج × ف × ث

تحقق من سحة العالقة = جـ × ف × ث باستخدام النظام الدولي للوحدات.

........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

ق

ص

2- وبالمثل نافورة المياه التي نشاهدها في الميادين العامة ! فعند فتح شنبور

النافورة يندفع الماء بقوة محاول الوشول اإلى نفض ارتفاع الماء في الخزان،

حيث يتشاقط الماء ثانية بفعل قوة الجاذبية الأرشية. الشكل )3 – 7(.


الأواني المشتطرقة

3- الأواني المشتطرقة :هي عدة اأواني مختلفة الأشكال متشلة مع بعشها

ب ماء اأو اأي شائل اآخر في هذه البعض . لحظ الشكل )3 – 8( اإذا ش

الأواني يكون ارتفاعه متشاويا في جميع هذه الأواني لأن الشوائل تشتقر في

مشتوى اأفقي واحد.

ة ق

العلح ا

تاف

م

ض : شغط المائع .

ف : العمق تحت شطح الشائل.

ث : كثافة الشائل

ج : الجاذبية الأرشية.

Physics (1)

84

: Buoyant Forces )قاعــــدة اأرخميدص )قانون الطـفــــو

لقد شاهدت مرارا الشفن والبواخر الشخمة المحملة

بالبشائع.وهي تعبر البحار والمحيطات دون اأن تغوض

فيها،وقد تتشاءل عن شبب ذلك ؟

دعنا نجري التجارب العملية الآتية:


في تجربة لإظهار قوة شغط الهواء، تم

احشار نشفي كرة بلغ قطرها 56شم،

واألشقا معا باإحكام شديد، ثم اأفرغت

الكرة تماما من الهواء. وهكذا كان

الشغط الجوي الخارجي عليها قويا

جدا حيث لزمها )16( حشانا لفشل

النشفين عن بعشهما ويمكنك عمل

تجربة مشابهة مع قوة محجمة الهواء اأو

ممخشة البالوعة وذلك بترطيب حواف

المحجمتين ، ثم شغط حوافهما مع

محاولة شدهما لفشلهما عن بعشهما.

نساط 5-3

خذ كرة جوفاء من كرات تنض الطاولة ،

واغمرها في الماء، ثم اتركها.

- ماذا تالحظ ؟

- هل تنغمر الكرة اأم ترتفع اإلى اأعلى ؟ ماذا

تشتنتج ؟

............................................................................

............................................................................

وجدير بالذكر اأن قياض شغط الغازات من الشعب تطبيق القانون الشابق عليه ، لماذا ؟

لذا نلجاأ لقياض الشغط الجوي بغمره بالشائل بالطريقة التي تعلمتها بالوحدة الأولى.

شمم نشاط تثبت من خالله اأن للهواء شغط في جميع التجاهات مع الرشم.

شمم تجربة بطريقة العوامل المشتقلة تبين فيها عالقة كثافة الشائل بقيمة الشغط

)نفذها في المختبر(.

(3-3)

سم اأجهزة علمية اأو اأدوات اأو اأعرص لعبا تعتمد على سغط السائل

في عملها مع سرح الفكرة.

1 - 3


فيزياء )1(

85

- قارن بين وزن الجشم في الهواء ووزنه في الماء. )يمكنك اشتخدام الكتلة بدل الوزن(.

- مـــاذا تالحظ ؟ .................................................................................................................................

ماسبب نقسان وزن الجسم ؟

اإذا )قوة دفع الماء للجشم المغمور فيه = فرق قراءتي الميزان وزن الجشم في الهواء – وزن

الجشم في الماء(

اإذا قوة دفع الشائل )الماء( للجشم ...............................................................................................

. - عين وزن الماء المزاح.

- ماذا يساوي ؟ ...................................................................................................................................

- ماذا تستنتج ؟

..............................................................................................................................................................

ارشم اتجاه قوة الدفع مقارنة بوزن الجشم.

1- علق جشما شلبا في ميزان زنبركي ، وشجل

وزنه وهو في الهواء وليكن )و(نيوتن.

2- اغمر الجشم برفق في كاأض الإزاحة

المملوءة بالماء، ولحظ موؤشر الميزان

واشتقبل الماء المزاح في كاأض مدرج كما

بالشكل ) 3- 9 (.

3- شجل وزن الجشم بعد اأن يغمر بكامله في

) 1الماء وليكن وزنه في هذه الحالة ) و

نيوتن.

وزن

الماء المزاح

قوة الدفع ......جم

جشم شلب

...... جم

...... جم

ماء

الشكل ) -3 9 (

(2-3 ( تحقيق قانون قوةالدفع :تجربة عملية

...... جم

Physics (1)

86

ما عالقة حجم الجسم المغمور بحجم السائل المزاح ؟ لخص ما حسلت عليه

في جدول كالتالي :

- ماذا تالحظ بالنسبة لقراءة الميزان؟

..............................................................................................................................................................

- ما العالقة بين كثافة الســائل وقوة الدفع )الخسارة الظاهرية(؟

..............................................................................................................................................................


..............................................................................................................................................................

- من خالل هذه التجارب ، ما النتائج التي يمكن اأن تتوسل اإليها ؟

..............................................................................................................................................................

كرر التجربة الشابقة باشتخدام شوائل مختلفة مثل: الزيت،الجليشرين، ثم شجل المعلومات في جدول.

الجسموزنه في الهواء

)جم ثقلي(

وزنه في السائل

)جم ثقلي(

الفرق بين

الوزنين

وزن السائل

المزاح)جم ثقلي(

قوة الدفع

)جم ثقلي( اسم السائل

- 1

- 2

- 1

- 2

ون ما يعرف بمبداأ اأو قاعدة اأرخميدض للشوائل. اإن الشتنتاجات التي توشلت اإليها تك


سوؤال للتفكير

ة

قال

عل ا

حتا

فم

فيزياء )1(

87

هل مقدار ما ينغمر من السفينة وهي في البحر يساوي مقدار ما ينغمر منها

وهي في النهر؟ فسر اإجابتك.

........................................................................................................................................................

لماذا يظهر لنا الدلو المملوء بالماء اأخف وزنا اإذا غطسناه في البئر؟

........................................................................................................................................................

ويعبر عن مبداأ اأرخميدض بشورة رياشية على النحو التالي:

قوة الدفع = وزن الشائل المزاح.

وزن الجشم في الهواء - وزنه في الشائل = قوة الدفع=

وزن الشائل المزاح= كتلته × تشارع الجاذبية الأرشية

= الكثافة × الحجم × تشارع الجاذبية1و - و

=ث ح ج 1

و- و

لماذا ل يغرق الشخض الشابح في

البحر الميت ؟

ما هو الفرق بين الشورتين؟

)قد تفهم باأكثر من وجه(

و : وزن الجشم في الهواء.

: قوة دفع الشائل.1و - و

ث : كثافة الشائل

ح : حجم الجزء المغمور من الجشم الشلب.

.2ج : تشارع الجاذبية الأرشية= 9.8 م/ث

وزن الجشم في الشائل :

1و

اإذا غمر جشم جزئيا اأو كليا في شائل فاإنه الشائل يدفع الجشم راأشيا اإلى

اأعلى بقوة تشاوي وزن الشائل الذي يزيحه الجشم الشلب.

قاعدة اأرخميدس

الشكل ) -3 10 (


3-3

Physics (1)

88

حجـــر وزنه في الهواء 300 نيوتن وعندما غمر في الماء

كان وزنه 250 نيوتن فما هو حجم هذا الحجر ؟

اأرخميدص واالأجسام الطافية:مبداأ

- متى يطفو الجشم فوق شطح الشائل ومتى ينغمر؟

- ما القوة التي توؤثر على الجشم عند غمره في الشائل ؟

اأي جشم ينغمر تماما في الشائل يقع تحت تاأثير قوتين راأشيتين متشادتين :

الأولى: قوة جذب الأرض للجشم اإلى اأشفل وهي تشاوي وزن الجشم.

الثانية: قوة دفع الشائل للجشم اإلى اأعلى وتشاوي وزن الشائل المزاح )اأي الشائل الذي حل محله الجزء

المغمور من الجشم(.

خلق اهلل عز وجل الشمكة مزودة بمثانة

شباحة اأي كيض هواء ، فاإذا اأرادت اأن تغوض

في الماء ،واأن تبقى تحته فاإنها تشغط على

المثانة، وتتخلض من بعض الهواء وتدخل

فيها ماء . ومن هنا اشتفاد الإنشان من

ذلك في شنع الغواشة ،كيف ؟

وعموما، نجد اأن الجسم المغمور في المائع يوجد في اإحدى الحاالت الثالث التالية )اأكمل الفراغ( :

1( ................................................. وذلك عندما يكون وزن الجشم اأكبر من قوة دفع المائع له.

2( يبقى الجشم عالقا في المائع ، وذلك عندما يكون ................................................. .

3( ................................................. ، وذلك عندما يكون وزن الجشم اأقل من قوة دفع المائع.

بتطبيق قاعدة اأرخميدض :

=ث ح ج 1

و - و

300 - 250 = 9.8 × ح × 1000

50 = 9800 ح

3ح = 0.0051 م


فيزياء )1(

89

تطبيقات على قاعدة اأرخميدص :

1-الشفينة : تشنع الشفينة بحيث تكون مجوفة ذات حجم كبير وكلما زادت كمية الماء التي يتم ازاحتها

نتيجة لشكل جشم الشفينة المفرغ كلما زادت قوة الدفع.

كبيرة من 2-اأطواق النجاة من الغرق : عبارة عن حلقات من المطاط مخلخلة الهواء ،وقد تكون قطعاأ

الفلين يشعها الإنشان حول جشمه وبذلك يكون حجم الماء المزاح كبيرا وبالتالي تزداد قوة دفع الماء

على الطوق والإنشان اإلى اأعلى ويبقى الإنشان في اأمان من الغرق باإذن اهلل.

3-تشتخدم خاشية الطفو في العالج الطبيعي لبعض الحالت. ففي بعض الأحيان ل يشتطيع المريض

تحريك اأحد اأطرافه في حالة تمزق في العشالت ، اأو في المفشل وعندما يوشع في الماء يشير وزنه

تقريبا منعدما، لأن الكثافة الظاهرية لجشم الإنشان اأكبر بقليل من كثافة الماء وبهذا فاإن القوة الالزمة

لتحريك طرف المريض تشبح شغيره ويتمكن بذلك من مزاولة العالج الطبيعي بيشر.

4-الغواشة : )اشرح(.

اأكمل :

.................................................................................... -5

.......................................................................................-6

.......................................................................................-7

اأيهما اأكبر وزن الجسم في الهواء اأم في الماء اأم في الفراغ ؟

لماذا يرتفع البالون المملوء بالهيدروجين اإلى اأعلى في الهواء ؟

فســـر ظاهـــرة تكـــون السحب بنـــاءا على مبـــداأ اأرخميدص من خـــالل دراستـــك السابقة لدورة

الماء في الطبيعة.

على اأي ارتفاع تتكون السحب ؟ بماذا تعرف هذه الطبقة من الهواء المحيطة باالأرص؟

الشكل ) -3 11 ( يبين الغواشة تطفو وتنغمر في البحر

Physics (1)

90

الغالف الجوي:

يتميز كوكب الأرض بوجود غالف من الهواء المكون من خليط من الغازات المحيط به ، وينقشم هذا

الغالف اإلى عدة طبقات.

تاأمل في الرسم التالي ثم اكتب تقريرا عن طبقات الغالف الجوي من حيث اأهميتها خسوسا

طبقة االأوزون وثقب االأوزون

1- يتناقض غاز الأوزون مما يشبب خطورة على شكان الأرض والمخلوقات الحية الأخرى والحياة بكل

مظاهرها.

2- يتزايد معدل الحتراق العالمي شنويا. ) الحتباض الحراري ( .

الغالف االأيوني

طبقة االأوزون

طبقة الجو العلوي

طبقة الجو السفلي

طبقة

الغالف الحراري

شكل )3-12( : مكونات الغالف الجوي

)م

ك (

ع فا

ترال

ا

ابحث في مصادر المعلومات عن هذه المشكلة وحلها واعرضه على زمالئك:


فيزياء )1(

91

خواص مميزة للسوائـل :

التوتر السطحي

Surface Tension من الظواهر الطبيعية التي نساهدها في حياتنا اليومية:

1- قوى التماشك وتكون بين جزيئات المادة نفشها.

2- قوى التالشق وتكون بين جزيئات المواد المختلفة.

وتختلف هذه القوى في مقاديرها والأثر الناتج عنها

لو راقبنا كمية من السائل في اإناء كما في السكل )3-14( نجد اأن :

- اتخاذ قطرات الندى المتكونة في الشباح على شطح ورق الشجر شكال

كرويا.

- اشتطاعة البعوض الشير والحركة فوق شطح الماء دون اأن يغوض فيه.

- قطرات الماء التي تنزل من الشنبور المفتوح قليال تاأخذ شكال كرويا.

يمكـــن تفسيـــر هـــذه الظواهر فـــي ســـوء النظريـــة الحركية حيث

عرفنـــا اأن هنـــاك قـــوى تجـــاذب بين جزيئـــات المـــواد وتنقسم هذه

القوى اإلى قسمين:

1-جزيء مثل )اأ( في باطن الشائل: تكون محشلة القوى الموؤثرة عليه

شفرا. ويشبح في حالة اتزان لأن الجزيئات المحيطة به تجذبه بقوى

متشاوية من جميع التجاهات.

2-جزيء مثل)ج(على شطح الشائل : ل تحيط به الجزيئات من جميع

التجاهات كما هي الحال بالنشبة اإلى الجزيء )اأ(. كما اأن جزيئات

الشطح المحيطة به توؤثر عليه بقوى متشاوية مقدارا، ومتشادة اتجاها

فيالشي بعشها البعض الآخر.

بناءا على ذلك.

شكل )5-3(

شكل )3-14( يبين اتجاه الشد

في جزيئات الشائل

جب

داأ

شكل )3-13 ب( يبين توتر شطح الماء

شكل )3-13اأ( يبين

التوتر الشطحي لقطرة ماء

1- شع اإبرة من الشلب فوق ورق نشاف)منديل( على شطح الماء الشاكن برفق.

- ماذا تالحظ؟

.............................................................................................


.............................................................................................

2 – كرر نفض التجربة باشتعمال موض حالقة.

نساط 6-3

في حالة تزاحم شديد يقع كل منها تحت تاأثير قوى عمودية على شطح الشائل تحاول جذبها اإلى باطن

الشائل ،فتعمل بذلك على اإنقاض عدد الجزيئات الموجودة عند الشطح فيتخذ الشطح اأقل مشاحة ممكنة

ويبدو كغشاء مرن كما في الشكل )-3 15( وتعرف هذه الظاهرة بظاهرة التوتر الشطحي.

Physics (1)

92

وعلى هذا ل يتاأثر هذا الجزيء بقوى جذب اإل من قبل الجزيئات الموجودة

اأشفله وعلى اأبعاد مناشبة منه. وحيث اإن محشلة هذه القوى تعمل راأشيا اإلى

اأشفل فاإن الجزيء )ج( يكون منجذبا اإلى باطن الشائل في التجاه العمودي

على شطحه. وما يحدث للجزيء )ج( يحدث لكل جزيئات شطح الشائل.

مما تقدم يتشح لنا اأن الشطح الخالض للشائل يتكون من جزيئات متراشه

ظاهرة التوتر السطحي:

هي ظاهرة تنشاأ عن قوى التماشك الموؤثرة على جزيئات شطح الشائل مما يجعل شطح الشائل يعمل كغشاء

رقيق مرن مشدود ، ويقاوم اختراق الأجشام له ببذل قوة تشمى قوة التوتر الشطحي.

حدد اتجاه القوى الموؤثرة على كل من الجزيئين )ب ، د(، في السكل ) 14-3 (.

يتوتر شطح الشائل الشاكن

شكل )15-3(

شكل )16-3(


فيزياء )1(

93

نساط 7-3

1- ثبت حلقة من الخيط في حلقة معدنية اأكبر منها ثم اغمرها في محلول

شابون مركز.

2- ارفع الحلقة ببطء تشاهد تكون غشاء من محلول الشابون كما في

الشكل )اأ(.

- ماذا تالحظ؟ ............................................................................................

3-اثقب الغشاء عند نقطة داخل حلقة الخيط.

- ماذا تالحظ؟ ............................................................................................

التفسيـــر: يوؤثر غشاء الشابون الموجود خارج الحلقة بقوى توتر شطحي

وهي قوى تشد الخيط نحو غشاء الشابون على امتداد اأنشاف اأقطار

حلقة الخيط.

- ماذا تستنتج ؟ ............................................................................................

اأ

ب

تطبيقات على التوتر السطحي:

1 - قدرة الشابون على التنظيف لأن ذوبان الشابون في الماء يقلل من توتره الشطحي.

2-قتل يرقات البعوض وذلك برض الكيروشين والزيت فوق الماء مما يقلل توتره الشطحي فال يشتطيع حمل

اليرقات فتغوض في الماء وتهلك بشبب عدم حشولها على الأكشجين.

3- تشوية فوهات الأنابيب الزجاجية المكشورة.

................................................................................................................. - 4

................................................................................................................. - 5

كيف تشتفيد من ظاهرة التوتر الشطحي للشوائل في تشوية فوهات

الأنابيب الزجاجية المكشورة.

شكل )3-17( حلقة

الخيط والشابون قبل

وبعد ثقب الغشاء

ابحث في مكتبتك

نساط 8-3

Physics (1)

94

ظواهر ناسئة عن التوتر السطحي

اأوال : تكور قطرة السائل:

لحظت في النشاط )3-7( اأن غشاء الشابون بعد ثقبه يتقلض بشبب توتره الشطحي ، فتشغر مشاحة

شطحه . وليض شعبا عليك اأن ترى اأن التقلض يتم، بحيث تشبح مشاحة شطحه اأقل ما يمكن.

لعلك تتشاءل الآن :

هل يوؤدي التوتر السطحي للسائل اإلى تقلص سطحه ؟

وكيف يبدو سطح السائل من حيث سكله بسبب التوتر السطحي ؟

ولنعينك على الإجابة عن هذا الشوؤال . قم بالنشاط التالي:

1- خذ قطارات متشابهة ، واأحشر كميات من شوائل مختلفة: زئبق ، ماء ،

محلول شابون ، محلول شكر ، كحول ، جليشرين.

2- اأحشر عدد من اللوحات الزجاجية النظيفة الشغيرة ، ثم اشحب

بالقطارات كميات قليلة من الشوائل التي اأحشرتها ثم شع على كل من

اللوحات الزجاجية قطرة من كل شائل.

- سف سكل كل قطرة ، هل تتسابه القطرات في اأسكالها ؟

- ما سكل كل قطرة ؟

- هل يختلف سكل كل قطرة عن سكلها السابق عندما وسعت

على لوحة زجاجية نظيفة ؟

- هل يوؤثر السطح الذي توسع عليه القطرة في سكلها ؟

- ارسم اأسكال القطرات الناتجة للسوائل المختلفة.

..........................................................................................................................

- فسر هذه الظاهرة بناءا على مفهوم التوتر السطحي لديك.

شكل قطرات الماء

شكل قطرات الزئبق

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

شكل )18-3(


سع قطرة من الماء على سطح ورقة وقطرة من الزئبق على سطح الورقة نفسها.

- ما الأثر الذي يتركه كل من الزئبق والماء على الورقة ؟ .............................................................

- فشر مشاهداتك مشتندا اإلى معلوماتك عن قوى التماشك والتالشق بين جزيئات المادة؟

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

- براأيك ما هي فائدة معرفة خشائض الشوائل الفيزيائية في حياتنا؟ اأعط اأمثلة.

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

(4-3)

فيزياء )1(

95

اإن التوتر الشطحي للشائل هو الذي يتشبب في جعل قطرة الشائل تميل اإلى التكور.فالتوتر الشطحي يعمل

على شد شطح قطرة الشائل وتقليشه حتى ياأخذ شطح القطرة اأقل مشاحة ممكنة.

ومن الطبيعي اأن تتشاءل ؟ لماذا اإذن ل يكون شكل قطرات الشوائل الأخرى )غير الزئبق( كرات تامة ؟

لبد اأن يكون هناك ما يمنع القطرة من اأن تاأخذ شكل الكرة تماما، ول بد اأن هناك قوى تمنع ذلك. اأي قوى

تعاكض في تاأثيرها التوتر الشطحي ؟ فما منشاأ هذه القوى ؟

ثانيا : ظاهرة تبليل السائل للسطوح التي يالمسها :

لعلك تذكر من خبرتك اأن الشوائل تختلف في تبليلها للشطوح التي تشب عليها اأو تالمشها فالماء مثال يبلل

يدك عندما تلمشه ، كذلك الكحول ، وغير الماء والكحول الكثير من الشوائل .اأما الزئبق فال يعلق بيدك

ول يبللها.

نساط 9-3

Physics (1)

96

خذ ثالث مجموعات من الأوعية كما هو مبين بالشكل ، ثم شع في كل

مجموعة اأوعية كمية من شائل على النحو التالي:

شع زئبق في المجموعة الأولى ، ماء في المجموعة الثانية ، كحول في

المجموعة الثالثة.

- ما هو السكل الذي ياأخذه سطح السائل الموسوع في الوعاء؟

- ماذا تالحظ ؟ فسر ذلك ؟

............................................................................................................................

ثالثا: ظاهرة عدم استواء سطح السائل:

زئبق

ماء

كحول

ارشم ما شاهدت ؟

- هل يمكن الحسول على سائل سطحه مستوي ؟ فكر وحاول ذلك .

- من خالل االأنسطة السابقة ، اأكمل التالي:

اإذا كانت قوة التماشك ......................................... من قوة التالشق فاإن شطح الشائل يبدو

......................................... وهذا الشائل ......................................... الشطح المالمض له ، وتبدو

قطرة الشائل ......................................... .

رابعا: الظاهرة السعرية:

نعلم اأن الشوائل عندما تشيل تتجه اإلى اأشفل ل اإلى اأعلى . اإذا فما الذي يجعل الحبر يشري في الورقة

اإلى اأعلى؟ الواقع اإن الشيء ذاته يحدث لو كان الشائل المشكوب ماء . ولكن من الأشهل مشاهدة الشوائل

الملونة كالحبر الأحمر اأو الأزرق . وبدل من اشتخدام ورق النشاف يمكنك اأن تشتخدم منديال فاإذا قربت

طرفه من القطرة حدث الشيء ذاته.

وتعرف حركة الشوائل في الثقوب الشغيرة اأعلى اأو دون مشتواها بالخاشية الشعرية اأو الفعل الشعري.

الزئبق : ................... الماء : ................... الكحول : ...................

شكل )19-3(


نساط 10-3

فيزياء )1(

97

1- خذ حوشا وامالأه بالماء الملون ،واحشر مجموعة من الأنابيب مفتوحة

الطرفين ذات اأطوال واحدة ومختلفة في اأقطارها )5ملم ، 2 ملم ، 1 ملم(.

2- شع مجموعة الأنابيب في الشائل مغمورة اإلى العمق نفشه كما هو مبين في

الشكل.

- الحـــظ االآن مستـــوى سطـــح السـائل فـــي االأنابيب هل يتساوى سطـــح السائل في

االأنابيب ؟

حوض به ماء

حوض به زئبق

- هل يتساوى سطح الماء في االأنابيب مع سطحه في الحوص ؟ ماذا تستنتج ؟

.....................................................................................................................................................

............- هل يتساوى سطح الزئبق في االأنابيب مع سطحه في الحوص ؟ ماذا تستنتج.

.....................................................................................................................................................

............- هل يتساوى سطح الزئبق في االأنابيب مع سطحه في الحوص ؟ ماذا تستنتج.

- لماذا يسعب روؤية االنخفاص في مستوى الزئبق ؟

3- تاأمل الآن انخفاض شطح الزئبق في كل اأنبوب عن شطحه في الحوض.

- هل هناك عالقة بين مقدار االنخفاص في سـطح الزئبق في االأنبوب )اأي قطره(؟

- تاأمل كذلك ارتفاع سطح الماء في كل اأنبوب عن سطحه في الحوص ، ماذا تالحظ؟

.................................................................................................................................................................

ما عالقة ارتفاع اأو انخفاص السائل فوق اأو دون مستواه بنقسان قطر االأنبوب؟

جرب بنفسك.

Physics (1)

98

الظاهرة السعرية:

وفي الظاهرة الشعرية يزداد ارتفاع اأو انخفاض الشائل في

الأنابيب الدقيقة )الشعرية( فوق اأو دون مشتواه بنقشان

شمك )قطر (الأنبوب الشعري كما شبق لك اأن لحظت في

النشاط الشابق.

م اأبحاثا علمية في من اأول من قد

الظاهرة الشعرية من العلماء المشلمين

العرب؟


تطبيقات عملية على الخاسية السعرية:

1-ارتفاع العشارة النباتية من جذور النباتات اإلى شيقانها

جذوعها.

2- يتغير ارتفاع منشوب المياه في التربة تبعا لنوع وشعة

مشامها.

3 -شعود الكحول وكذلك الكيروشين في فتيلة المشباح.

. ..................................................................................... -4

. ..................................................................................... -5

. ..................................................................................... -6

يقوم المزارعون بحرث التربة للحفاظ على

الماء فيها.

فعملية الحرث توؤدي اإلى اإيجاد مشاحات

كبيرة من الهواء مما يعوق فعل الخاشية

الشعرية ، ويمنع تشلل الماء اإلى شطح

التربة حيث يتبخر !!

بادرات حب الرشاد

خيط شوفي

ورقة نشاف

لنفترض اأنك من هواة تربية النباتات

المنزلية ويجب عليك مغادرة البيت

لمدة اأيام . فكيف تشمن للنبات اأن

يرتوي بالماء ؟ اشرح ذلك .

ارتفاع اأو انخفاض شطح الشائل في الأنابيب

الدقيقة )الشعرية( فوق اأو دون مشتواه.



فيزياء )1(

99

التعرف على الخواص الميكانيكية على النحو التالي:

اأ- مواد مرنة. ب- مواد غير مرنة. ج- مواد قابلة للقشف.

د- مواد قابلة للي. ه- مواد قابلة للشحب والطرق.

مالحظـــة: لم يتحقق اإلى الآن وجود الجشم تام المرونة فالشلك المعدني اإذا اأثرت عليه قوة كبيرة

فاإنه بعد زوالها ل يشتعيد شكله وحجمه الأشليين تماما . كذلك لم يتحقق وجود الجشم عديم المرونة

فحتى الشلشال يشتعيد جزءا من شكله بعد زوال القوة الموؤثرة.

حـــد المرونـــة : هو الحد االأعلى من القوة التي يمكـــن التاأثير بها على المادة دون اأن تفقد

المادة مرونتها.

يربـــط قانـــون هوك بين القوة واالستطالة وينص على اأنه: سمن حد المرونة لمادة تحت

السد فاإن االستطالة الحاسلة تتناسب طرديا مع القوة الموؤثرة ويكتب على السورة:

للسائـــل سغـــط وتعطـــى قيمـــة سغـــط السوائـــل عنـــد نقطـــه عمقها ف مـــن سطـــح السائل

بالعالقة:

قاعدة اأرخميدص لالأجسام المغمورة والطافية.

طبقات الغالف الجوي وخسائص كل منها واأهميتها.

تعتبر خاشية التوتر الشطحي من خواض الشائل وهذه الظاهرة تنشاأ عن قوى التماشك الموؤثرة على

جزيئات الشائل مما يجعل شطح الشائل يعمل كاأنه غشاء رقيق مرن مشدود ويقاوم اختراق الأجشام له.

هناك عدة ظواهر ناسئة عن التوتر السطحي وهي:

اأ- ميل قطرة الشائل للتكور. ب- تبليل الشائل للشطح اأو عدم تبليله.

ج- عدم اشتواء شطح الشائل. د- الظاهرة الشعرية.

ويمكن تفشير جميع هذه الظواهر في شوء قوة التماشك والتالشق.

ق = اأ ∆ل

ص= جـ × ف × ث

ص=

ق

ص

4- السغط هو القوة الموؤثرة على وحدة

المساحات ويكتب على السورة :

-1

-2

-3

-6

-7

-8

-5

Physics (1)

100

1 سع دائرة حول رقم االإجابة السحيحة اأو الفسلى في االأسئلة التالية:

اأ - المرونة هي:

1- تغير المادة في الشكل والحجم.

2- حركة المادة الدورانية.

3- ميل المادة للعودة اإلى حالتها الطبيعية.

4- تمدد المادة اأو تقلشها.

ب - حد المرونة هو:

1- اأكبر تغيير يطراأ على المادة في شكلها اأو حجمها.

2- اأكبر قوة تلزم لتتمزق المادة وتنكشر.

3- اأكبر مدى تظهر فيه مرونة المادة.

4- اأكبر قوة يمكن التاأثير بها على المادة دون اأن تفقد مرونتها.

جـ - قانون هوك يبين العالقة بين:

1- القوة والحجم.

2- الثقل والكثافة.

3- القوة والتشوه.

4- القوة والحركة.

د - عندما تنتقل سفينة من البحر اإلى النهر يحدث اأن:

1- يقل حجم ما ينغمر من الشفينة.

2- تزداد كثافة الماء وتغوض الشفينة قليال.

3- يزداد حجم ما ينغمر من الشفينة في الماء.

4- تقل كثافة الماء وترتفع الشفينة لأعلى قليال.

هـ - يخسر الجسم المغمور في سائل ظاهريا من ثقله بمقدار:

1- ثقل الشائل الذي حل محله.

2- ثقله تماما.

3- حجم الشائل الذي حل محله.

4- حجمه تماما.


فيزياء )1(

101

و- مسي النملة على سطح الماء مثال على:

1-التوتر الشطحي.

2- الخاشية الشعرية.

3-مبداأ اأرخميدض.

4-الخاشية الشموزية.

ز- تظهر خاسية التوتر السطحي في:

1-ارتفاع الشائل في الأنابيب المفرغة.

2-جريان الشائل في الأنابيب المتشلة.

3-اشتواء شطح الشائل في الأنابيب.

4-ميل شطح الشائل للتكور.

ح - الخاسية السعرية هي:

1-ميل شطح الشائل اإلى التكور.

2-التشاق الشائل بالشطوح.

3-ارتفاع الشائل اأو انخفاشه عن مشتواه في الأنابيب الدقيقة.

ط - تبليل السائل لسطح ما يدل على:

1- التوتر الشطحي للشائل.

2 - الخاشية الشعرية للشائل.

3 - قوى التالشق بين الدقائق.

4- قوى التماشك بين الدقائق.

ك - سعود الماء عبر الساق في النباتات مثال على:

1-الخاشية الشعرية.

2-التوتر الشطحي.

3- مرونة الماء.

4-انتقال دقائق الشائل.

خشب زجاج بالشتيك زئبق

Physics (1)

102

ل-الفقرات التالية يمكن تفسيرها بالتوتر السطحي للسائل ماعدا:

1-تكوين فقاعات الشابون.

2-طفو الفلين فوق شطح الماء.

3- تكوين قطرات الشائل.

4-طفو اإبرة حديدية على شطح الماء.

م - سعود الكحول والزيت في فتيلة المسباح تطبيق على:

1- قاعدة اأرخميدض.

2- الظاهرة الشعرية.

3- الشغط.

4- المرونة.

ما الخطاأ العلمي في االأسكال التالية ؟

اأ- تشنع روؤوض الفوؤوض لتكون ذات اأطراف حادة.

ب- يشعر الشياد بشهولة حمل الشمكة الكبيرة داخل الماء وشعوبة حملها عند اإخراجها.

ج- الرقاد على الثلج الرقيق اأكثر اأمانا من الوقوف عليه.

د- طفو الشفينة على شطح الماء رغم اأنها مشنوعة من الحديد الذي هو اأكثف من الماء.

ه- محلول الشابون له قدرة كبيرة على تنظيف المالبض عند اإشافته للماء.

و- لإبادة يرقات البعوض يرض زيت البترول فوق شطح المياه الراكدة.

ز- تحرث الأرض للتقليل من تبخر الماء.

ح- عندما ينشكب ماء اأو زيت على شطح ما فاإن مشح الماء اأشهل من مشح الزيت.

ط - تتدحرج قطرات الماء على المالبض الواقية من المطر ول تبللها.

2

فسر ما ياأتي تفسيرا علميا:3


فيزياء )1(

103

ك- تجفف المناشف ) الفوط ( الماء على جشم الإنشان.

ل- ترتفع العشارة النباتية في جذور النباتات وشيقانها.

م- الشباحة في البحر اأشهل من الشباحة في النهر.

ن- تبنى اأشاشيات اأعمدة البناء المشلح بحيث تكون شميكة من الأشفل.

ي- ل تغوض العربات والدبابات المجنزرة في التربة الرخوة على الرغم من وزنها الثقيل.

اأ- القوة الموؤثرة عموديا على وحدة المشاحات ............................................................................. .

ب- المواد التي تعود لحالتها الأشلية ول تحتفظ بالتشوه ............................................................. .

ج- المنطقة التي تقل فيها تراكيز غاز الأوزون ............................................................................. .

د- شمن حد المرونة فاإن القوة تتناشب طرديا مع الشتطالة ..................................................... .

ه- كل مادة لها خاشية الجريان والنتشار .................................................................................... .

اأعـــط ثالثة اأمثلة عـــن تطبيقات تستخدم فيها مرونة المـــواد لدفع االأسياء

اأوالمتساص السدمات.

سندوق خسبي وزنه 30 نيوتن واأبعاده 100سم ، 50سم ، 25سم موسوع على

سطح طاولة ، احسب :

اأ- اأكبر شغط من الشندوق على شطح الطاولة.

ب- اأقل شغط من الشندوق على شطح الطاولة.

ج- كثافة الخشب المشنوع من الشندوق.

جسم سلب كتلته 20 كجم وحجمه 0.005م3 األقي في سائل كثافته 300 كجم /م3

بيـــن هـــل يطفـــو هذا الجسم اأم ينغمـــر في السائـــل ؟ واإن كان يطفو فما هو حجم

الجزء المغمور منه؟ واإن كان ينغمر فما وزنه داخل السائل؟

قطعـــة مـــن الحديـــد وزنها في الهواء 156 نيوتن ، ووزنهـــا وهي مغمورة في الماء

136 نيوتن ، اأوجد كثافة الحديد. تاأكد من اإجابتك من الجداول العلمية.

4

5

6

7

ما المسطلح العلمي للمفاهيم التالية :

8

Physics (1)

104

2

4

6

8

1 2 3 4 5 6 7 8

)ن

(ة

رثوؤم

الة

وق

ال

الشتطالة )شم(

في تجربة لتحقيق قانون هوك عمليا، تم تمثيل النتائج كما في الرسم التالي:

اأ- حجم جزء الفلين المغمور في الماء.

ب- القوة المطلوبة لغمر قطعة الفلين بالكامل.

ج- اإذا علمت اأن كثافة الثلج 0.9جم/شم3 فما مقدار الحجم المغمور من قطعة الثلج في الماء؟

زنبـــرك طولـــه 17سم ، اأثر عليه بقـــوة مقدارها 0.008 نيوتن فاأسبح طوله 20

سم،ثـــم اأزيلـــت القوة فعـــاد اإلى وسعـــه االأسلي تمامـــا ، احسب ثابـــت السالبة

للزنبرك.

قطعـــة مـــن الفلين حجمها 100سم3 تطفو على سطـــح الماء ، فاإذا كانت كثافة

الفلين 0.25 جم/سم3 احسب:

اأ- من خالل الرشم جد حد المرونة.

ب- ما مقدار اأكبر اشتطالة يشتطيلها الزنبرك

دون اأن يفقد مرونته؟

ج- اإذا اأثرنا بقوة مقدارها 16 نيوتن.

ماذا يحدث للزنبرك؟

د- كم مقدار القوة الموؤثرة عندما تكون الشتطالة

2شم )من الرشم(؟

ه- ماذا نشمي النقاط اأ ، ب ، ج ؟

9

10

11

اأ

بج

9

مسبح عمقه ثالث اأمتار مملوء بالماء ، احسب :

. 3

اأ - الشغط على نقطة في قاع المشبح. كثافة الماء = 1000كجم / م

ب - متوشط الشغط على جدار المشبح.

12

الوحدة الثالثة

وLight & Sound

يتوقع اأن تكون في نهاية الفسل قادرا

على اأن :

1- تشرح كيفية حدوث الشوت.

2- تجري تجربة توشح انتقال الشوت في المواد.

3- توشح اأثر درجة الحرارة على شرعة الشوت.

4- تحشب شرعة الشوت وتوجدها عمليا.

5- تجري تجربة توشح انعكاض الموجات الشوتية.

6- تعرف الشدى.

7- تفشر ظاهرة دوبلر.

8- تعرف الموجات فوق الشمعية.

9- تذكر بعض التطبيقات للموجات فوق الشمعية.

sound

108

Physics (1)

soundالشـوت

حاول اأن تبحث بالتفشيل عن اأحد

هذه المجالت ودراشتها هندشيا

بالنشبة للشوت.

المقــــدمة:

شنتناول في هذا الفشل ظاهرة طبيعية هامة ترتبط بمفهوم ميكانيكا الحركة وهي ظاهرة

الشوت حيث شتتعرف على نمط الحركة المشاحبة لشدور الشوت ،وكيفية انتقال الشوت في

الأوشاط المادية المختلفة، واأثر درجة الحرارة على شرعة الشوت.

كما شنتعرف على بعض الظواهر المرتبطة بالشوت مثل ظاهرة الشدى، وكيفية تجميع الشوت

ونقله من مكان لآخر بواشطة التطبيقات العلمية للموجات الشوتية.

اهتم العلماء في العشر الحديث بعلم الشوت اهتماما يتناشب مع تقدم العلوم والشناعات والدراشات

العلمية لما له من شلة وثيقة بكثير من المجالت وتطورها واأهمها: التشالت الشلكية والالشلكية بدءا من

اإرشال البرقيات، واإنشاء الإذاعات المشموعة والمرئية مرورا بالهواتف الثابتة ثم المتنقلة ، واأخيرا شبكة

التشالت عبر الإنترنت )الشبكة العنكبوتية(.

كما شاهم تطور علم الشوتيات في المجالت الطبية : كالشماعات الطبية ، والتشوير بالموجات الشوتية،

وفي مجال البحث والتنقيب عن النفط والمعادن في الأرض وفي اأعماق البحار ، والكشف عن الزلزل،

والشفن الغارقة وغيرها . وكذلك في مجالت هندشة البناء ، كبناء قاعات المحاشرات وشالت المشارح

ودور العرض الشينمائي ، وبناء المشاجد.

حدوث السوت:

تعرفنا شابقا على اأن الحركة اإما اأن تكون انتقالية اأو دورية

وهذا الأمر واشح في كثير من الظواهر الطبيعية ومن ذلك

ظاهرة حدوث الشوت.

تمهــــيد:

109

فيزياء )1(

Sound

راقب الظواهر التالية ودون مالحظاتك.

حركة اأغشان الشجر عند هبوب الرياح ، بماذا يشمى شوت اأوراق الشجر .................... .

حركة شطح الماء عند اإلقاء قطعة حجر فيه .................................................................. .

حركة العلم .................................................................. .

حركة كرة معلقة بخيط .................................................................. .

ما نمط الحركة الذي رافق سدور السوت في الظواهر السابقة؟

هل توقف الحركة يوؤدي اإلى توقف السوت السادر عن هذه االأجسام؟

نشمي نمط الحركة الدورية في الظواهر الشابقة بالحركة االهتزازية.

من خالل ما شبق نتوشل اإلى اأن :

السوت : ظاهرة طبيعية تنشاأ عن اهتزاز الأجشام وندركها بحاشة الشمع.

االأدوات :

شوكة رنانة، مطرقة خاشة، حوض به ماء.

خطوات التجربة :

اطرق الشوكة بالمطرقة، هل تشمع لها شوتا ؟ ..............................

ركز النظر اإلى فرعي الشوكة، ماذا تالحظ. .....................................

المض اأحد فرعي الشوكة بلطف، بماذا تشعر. .................................

اأطرق الشوكة مرة اأخرى وقرب اأحد فرعيها من شطح الماء، ماذا تالحظ ؟ ........................................

قرب الشوكة المهتزة من حافة الإناء، ماذا تالحظ ؟ ......................................................................................................

الحركـــة االهتزازية : وتعرف باأنها الحركة المنتظمة التي يعملها الجشم حول موشع شكونه

في فترات زمنية متتابعة.

والشوؤال الذي يطرح نفشه الآن كيف يشل الشوت اإلى جهاز الشمع ؟

سمم تجربة تمكنك من التعرف على طبيعة السوت.

(1

-4

)

شكل )1-4(

شكل )2-4(

شكل )3-4(

(1-4)

110

Physics (1)

انتقال الشوت وانتشاره:

هل يحتاج الشوت لوشط مادي لنتقاله ؟

يهتز الجشم يتحرك جيئة وذهابا مما يوؤدي اإلى تحرك جزيئات الوشط المحيطة به، فيحدث اشطرابا

في الوشط المادي ينتقل هذا الشطراب من جزيء لآخر تواليا منتشرا عبر الوشط مكونا ما يعرف

بالموجة الشوتية. فالموجة من هذا النوع :

فلو راقبت الشطراب الذي يحدثه الحجر عند رميه في ماء شاكن شتالحظ اأنه ينتقل مبتعدا عن مركز

الشطراب - الجشم المهتز - على شكل موجات كروية اإلى كافة التجاهات ناقال معه الطاقة.

من خالل النظرية الجزيئية للمادة ، فشر كيف ينتشر

الشطراب في كافة التجاهات .

وعليه نسمي مثل هذا االسطراب بالموجات الميكانيكية وهي التي تحتاج لوسط مادي النتقالها.

اأنواع الموجات الميكانيكية:

1- الموجات الطولية.

من خالل النشاط الشابق توشلت اإلى اأن

الشوت يحتاج لوشط مادي لنتقاله،فعندما

عبارة عن اسطراب ينتقل في الوسط بسرعة معينه وفي اتجاه معين.

(1-4(

شمم تجربة عملية )حاول تنفيذها( مع

مجموعة من زمالئك تثبت منه اأن الشوت

لينتقل في الفراغ )بدون مادة(.

شكل )4-4(

نساط 2-4

نساط 1-4

111

فيزياء )1(

Sound

الهدف منه التعرف على الموجة الطولية نفذ ما تشاهده عمليا

مشتخدما الأدوات الموشحة في الشكل ) 5-4 (.

قارن بين اتجاه حركة جزيئات الوشط )حلقات النابض(

وبين اتجاه انتقال الشطراب.

ماذا تالحظ ؟

فعندما يهتز الجزيء فاإنه يشطدم بالجزيء المجاور له فيحدث تقارب جزيئات الوشط )تشاغط(، ثم

يرتد مبتعدا فيحدث تباعد جزيئات الوشط )تخلخل( ينتقل تواليا عبر الوشط المادي.

2- الموجات المستعرسة.

خذ حبال طويال وثبته من اأحد طرفيه في جدار، ثم قم بربط قطع قماض شغيرة في عدة مواشع

منه لتمثل بها حركة الجزيئات . امشك الحبل من طرفه الآخر وحركه اإلى الأعلى والأشفل تواليا.

ناقض نمط الموجة الذي حشلت عليه . ................................................................................................................

مثل بالأشهم على الرشم اتجاه حركة كل من: جزيئات الحبل والموجة نفشها.

من خالل النشاط الشابق تجد اأن حركة جزيئات الوشط تكون متعامدة مع اتجاه انتقال الشطراب مما

يوؤدي اإلى تكون قمم وقيعان في الشطراب الناتج مكونا ما يعرف بالموجة المشتعرشة.

اإذا فالموجة المستعرسة هي ..........................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................

تعريف الموجة الطولية: اشطراب ينتقل عبر الوشط في نفض اتجاه حركة جزيئات الوشط.

الهدف منه التعرف على الموجة المستعرسة .

شكل )5-4(

شكل )6-4(

نساط 3-4

112

Physics (1)

عرف العناسر التالية للموجة .

طول الموجة ............................................................................................................ وحدته ..................................................................

زمن الموجة ............................................................................................................ وحدته ..................................................................

)التردد( عدد الموجات المتكونة في ثانية واحدة وحدته موجة/ثانية )هرتز(

والسوؤال المطلوب االإجابة عنه هو : هل الموجات السوتية طولية اأم مستعرسة؟

لتحديد نوع الموجات الشوتية قم باإجراء النشاط التالي:

سرعة السوت:

ينتقل الشوت في الوشط المادي بحركة موجية لها شرعة

معينة تعتمد على عدة عوامل منها:

خشائض الوشط الذي تعبره الموجة الشوتية ودرجة

الحرارة.

الخطـــوات : اطرق الشوكة بقوة وقربها من فوهة الأنبوب في

غرفة يكون هوائهاشاكن.

ماهوتفسيرك؟ ........................................................................................

االأدوات : شوكة رنانة – اأنبوب – شمعة مشتعلة

........................................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................................

شكل )7-4(

شكل )8-4(

1-4

1-4

113

فيزياء )1(

Sound

فكر وناقص: اأين تكون سرعة السوت اأكبر في الجوامد اأم السوائل اأم الغازات ؟ لماذا؟!!

قياص سرعة السوت في الهواء:

اأعطيت اأنت وزميلك الأدوات التالية مشدض له شرارة عند اإطالقه، شاعة اإيقاف، مقياض

مشافة طويلة )شيارة مثال( اشتخدم قانون الشرعة المعروف. لتشميم تجربة قياض شرعة

الشوت في الهواء.

مـــا هـــي عيوب هذه الطريقة ؟ هل يمكنك قياص سرعة السوت بمساهدة االألعاب النارية

)السروخ(. اسرح ؟

لحظنا في اإحدى ليالي الشتاء اأن الفترة الفاشلة بين روؤية البرق وشماع شوت الرعد تشاوي

اأربع ثوان.

احشب بعد الشحابة التي اأحدثت البرق عنا . علما باأن شرعة الشوت في درجة الحرارة

العادية340 م / ث.

ز = 4 ثواني ع = 340 م / ث.

ف = ع ×ز = 340 × 4 = 1360 متر.

عرف سرعة السوت .

شمم نشاط مع مجموعة من زمالئك

يمكنك من قياض شرعة الشوت في

شاحة المدرشة.

(2 -4)

114

Physics (1)

اأجرى العالم )بيوت( تجربة تعتمد على اأن شرعة الشوت في الأجشام الشلبة اأكبر من شرعته فى الشوائل

والغازات . وذلك اإذا طرق شخض اأحد طرفى اأنبوبة معدنية طويلة طرقة واحدة فاإن شخشا اآخر عند

طرف الأنبوبة الثاني يشمع طرقتين : الأولى ناتجة عن انتقال الشوت خالل مادة الأنبوبة ، والثانية ناتجة

عن انتقال الشوت خالل الهواء . وبحشاب الزمن الفاشل بينهما يمكن حشاب شرعة الشوت فى مادة

الأنبوبة كما يلي :

سرعة السوت في الماء:

سرعة السوت في الجوامد:

شع شاعة يدوية على منشدة خشبية من حافتها ثم ابتعد

عنها تدريجيا حتى تكاد ل تشمع شوت دقاتها. قرب

اأذنك من الحافة الثانية للمنشدة هل تشمع شوت الشاعة

بوشوح؟وعلى ماذا يدل ذلك ؟


تجهز الشفن الحربية بشماعات

مغمورة فى الماء لكتشاف وجود

غواشات العدو، عن بعد.

الزمن الفاشل بين الطرقتين المشموعتين عند طرف الأنبوبة الثانى=

زمن انتقال الشوت في الهواء – زمن انتقال الشوت في المادة الشلبة

الطائرات التي تقطع حاجز الشوت

هي التي تكون شرعتها اأعلى من شرعة

الشوت في الهواء.

لبيان اأن الشوت ينتقل في الماء خذ شاعة منبه )اأو جوال !( وشعها داخل

كيض واربطها جيدا، ثم اغمرها بالماء. هل تشمع الشوت ؟

من الختراعات الحديثة طائرات تقطع حاجز الشوت .

ما معنى ذلك ؟

(3-4)

طول الأنبوبة

شرعة الشوت فى الهواء

طول الأنبوبة

شرعة الشوت فى مادة الأنبوبة=

-

الزمن

الفاشل


ة

قال

عل ا

حتا

فم

2-4

115

فيزياء )1(

Sound

طرقت اأنبوبة معدنية طولها 800 مترا فشمعت طرقتان عند طرفها الثاني وكانت الفترة

الزمنية بينهما 2.25 ثانية. فاإذا علمت اأن شرعة الشوت في الهواء 320 م / ث. احشب

شرعة الشوت في مادة الأنبوبة. ....................................................................................

......................................................................................................................................

تطبيقات على سرعة انتقال السوت في الجوامد:

1- يشتطيع بعض قشاشي الأثر اقتفاء الأثر بوشع اآذانهم

على الأرض لشماع شوت وقع حوافر الخيل البعيدة التي

ل يرونها، فبالشتماع للشوت يدركون قرب وشولها اأو

موشع شيرها اأو اتجاهها.

2- تعطى الإشارات اإلى عمال المناجم اأثناء وجودهم فيها

باإحداث عدة طرقات على الجدران.

يشتطيع علماء الجيولوجيا معرفة ما

يحتويه باطن الأرض بقياض شرعة

تشتخدم كما الشوتيه الموجات

الموجات الزلزالية )شوتية( للتنقيب

عن النفط .

عالقة سرعة السوت بدرجة الحرارة :

تعتبر درجة الحرارة من اأهم العوامل التي توؤثر على شرعة الشوت في الهواء . وقد وجد اأن شرعة الشوت

تزداد في الهواء بارتفاع درجة الحرارة .وقد وجد بالتجربة اأن شرعة الشوت في الهواء تزداد بمعدل 0.6

م/ ث لكل درجه مئوية واحدة.

ويمكن اأن نكتب المعادلة التالية التي تمثل شرعة الشوت في الهواء مع تغير درجة الحرارة المئوية:

1 + 0.6× د

0 = ع

1 درجة الحرارة.ع

1 شرعة الشوت عند د

1 ع

شرعة الشوت عند درجة الشفر.0 ع

3- ومن المشاهد الماألوفة اأنه يمكنك اأن تشمع حركة الشيارة من مشافة بعيدة اإذا كنت تقف بالقرب من

عمود هاتف اأوكهرباء.


116

Physics (1)

السك اأنك تسمع سوت المعلم اأثناء سرحه للدرص .

مامقداردرجة حرارة حجرة الدرص ؟

هـــل باإمكانـــك حساب سرعة ســـوت المعلم االآن؟ اغلق المكيف وبعد نســـف ساعة قص درجة الحرارة

واحسب سرعة السوت في الفسل.

اأوجد مقدار درجة الحرارة التي تكون عندها شرعة الشوت تشاوي 340 م / ث.

= 331 م / ث 0 = 340 م / ث ، ع

1 ع

1 + 0.6 د

0 = ع

1 ع

) اأكمل(1 340 = 331 + 0.6 د

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................

نشمع فرقعة شوتية من طرف شوط

عندما يشرب به شخض حاذق وتكون

هذه الفرقعة ناجمة عن اأن شرعة طرف

الشوط اأكبر من شرعة الشوت في

الهواء )اأي اخترقت الحاجز الشوتي(

فماذا تعرف عنه ؟

كيف تتعامل الموجة السوتية مع االأوساط المادية؟

الشوت موجة ميكانيكية تحتاج اإلى وشط مادي لنتقالها، وبذلك

فاإن شلوكها يعتمد على خواض الوشط المادي. فعند انتقال الموجة

الشوتية من وشط لآخر يحدث تغير في طاقتها ومشارها وعليه يمكن

تفشير الظواهر الطبيعية الآتية:

2-4

كم تشبح شرعة الشوت لو كانت درجة الحرارة - 20م 5 ؟

117

فيزياء )1(

Sound

هل وقفت مرة في واد اأمام جبل وتكلمت بسوت عال وسمعت سوتك يعود اإليك مرة ثانية؟

لماذا اليستطيع سخص تحت الماء سماع االأسوات المنتسرة فى الهواء بوسوح؟

سماع السوت من مسافة اأبعد في الليل مقارنة بنهار يوم ساطع السمص.

لماذا نشمع الشوت الشادر من الشيارة مثال وهي قادمة نحونا من مشافة اأبعد وهي متجهه بعيدا عنا ؟

اإن الشبب يعود في ذلك اإلى اأن التردد الناتج من الجشم المهتز عندما يكون اتجاهه نحو الشامع يكون

اأعلى من التردد الناتج من الجشم عندما يكون اتجاهه بعيدا عن الشامع. انظر الشكل ) 9-4(.

ما نوع العالقة بين التردد والطول الموجي؟

انعكاص الموجات السوتية :

اإننا نعلم اأن الأمواج المائية ترتد عن شاطئ البحر عندما تشطدم به فنقول اإنها انعكشت . فهل يحدث

مثل هذا للشوت اإذا شادف في طريقه حاجزا ؟ وباأية كيفية يكون هذا لنعكاض ؟

ظاهرة دوبلر:

االأدوات:

اأنبوبتان زجاجيتان طويلتان ، منشدة ، شطح عاكض للشوت شاعة منبه.

كما في الشكل شع الأنبوبتان الزجاجيتان على شطح منشدة ، بجوار شطح عاكض للشوت.

شع الشاعة في احدى نهاية اأحد الأنبوبين واأذنك على نهاية الأنبوب.

ماذا تستنتج؟ ............................................................................... .

الخطوات:

شاحنة ب شاكنة شاحنة اأ تتحرك

طول موجي اأطولطول موجي اأقشر

طول موجي

الموجات الشادرة

ص – من التطبيقات على هذه الظاهرة استخدام الرادار. حاول اأن تبحث عن ذلك بالتفسيل.

شكل )9-4(

شكل )10-4(

(2-4 (

118

Physics (1)

تطبيقات على انعكاص السوت:

Echoظاهرة السدى :هل شبق لك اأن شرخت بشوت عال اأمام عمارة كبيرة بعيدة عنك اأو في قاعة كبيرة وغير موؤثثة؟

تشمى ظاهرة عودة الشوت وشماعة ثانية بعد انعكاشه بظاهرة الشدى.

رف الشدى باأنه : ويع

ويشمع بوشوح بعد زوال التاأثير الذي يحدثه الشوت الأشلي على الأذن .وقد كان البحارة في الماشي

عندما يحاشرهم الشباب يطلقون نفيرا خاشا اشمه نفير الشباب فيحددون بعدهم عن الشخور لخطرة

بقياض لفارق الزمني بين شوت النفير وشماع انعكاشه.

سروط حدوث السدى:

1 - وجود شطح عاكض متشع اتشاعا كافيا ليعكض الشوت مثل جبل اأو حائط.

2 - اأن تكون الفترة بين نهاية الشوت الأشلي وشماع الشوت المنعكض )شدى الشوت( ل تقل عن

0.1 ثانية.

3 - اأن تكون المشافة بين اأذن الشامع والشطح العاكض كافية بحيث تشمع الأذن الشوت الأشلي وشداه

مميزين.

شم بعض الأشطح العاكشة للشوت.

تنعكض الموجات الشوتية عن الشطح العاكض

بزاوية مشاوية لتجاه الشقوط حيث ترتد الأمواج

ونتمكن من شماعها.

السدى : تكرار للشوت الأشلي يحدث نتيجة لنعكاض الموجات الشوتية .

لماذا ال نسمع السدى باستمرار؟

االنعكاص : هو ارتداد الشوت في نفض الوشط عندما يعترض طريقه شطح عاكض.

شكل )11-4(

شكل )12-4(

119

فيزياء )1(

Sound

في كثير من الأحيان نشمع تكرار للشوت بشكل مزعج دون اأن يكون هناك تمييز بين

الشوت الأشلي والمنعكض وخاشة في قاعات الحتفالت.بماذا تشمى هذه الظاهرة

وماالفرق بينها وبين الشدى؟

يمكن اأن نشمع للشوت اأكثر من شدى واحد

ويشتمر ذلك لبعض الوقت مثل : القعقعة

المتواشلة التي تشمع للرعد وذلك بشبب

انعكاض الشوت عدة مرات من شطوح طبقات

الشحب اأو الشخور )ما الدعاء المستحب

ترديده عند سماع سوت الرعد؟(.

اعتمادا على كل ما شبق ذكره فاإن العديد من

الظواهر لزالت تثير التشاوؤل فمن ذلك اأننا في

كثير من الأحيان نرى اأجشام تهتز ولكن ل نشمع

لها شوتا؟ فما تفشير ذلك؟

تسليط السوت )تركيز السوت( :

تشتخدم ظاهرة تجميع الشوت وتركيزه كجزء من هندشة

الشوتيات حيث تزود المشارح وشالت الحتفالت الكبيرة

بجدران خلفية مقعرة لتعكض الأشوات عن هذه الجدران

تشتخدم الأنابيب لجمع الطاقة الشوتية ونقلها، وذلك لتحول دون توزيع الطاقة الشوتية على مشاحات

كبيرة. ويمكن باختيار مادة ذات معامل امتشاض شغير جدا لتقليل الطاقة الشوتية التي يمتشها جدار

الأنبوب لدرجة يمكن معه اإهمالها.

وترتد اإلى الشالة فتزيد من وشوح الشوت وقد اشتفاد

المهندشون المشلمون في الماشي من خاشية ، الشطوح

المقعرة في عكض الشوت ، واشتغلوها بفعالية كبيرة ؛ وذلك

لحاجتهم الماشة اإلى تقوية الشوت خشوشا في اأيام

بوؤرة

تجميع السوت :

نقل السوت باالأنابيب :

الجمعة والأعياد.

شكل )13-4(

120

Physics (1)

ماذا تعرف عن شماعة الطبيب وكيف تعمل؟ ابحث كيف تشتقبل الأذن البشرية الموجات

الشوتية )الشمعية( – انظر كتاب الأحياء.

وتنتشر بنفض شرعته اإل اأنها ذات تردد عالي اإذ يزيد

ترددها عن )20 األف هيرتز( وهى موجات غير مشموعة

لالإنشان؛ وذلك لأن طبلة الأذن البشرية تعجز على الهتزاز

بهذا التردد العالي.وتتميز بالخشائض التالية:

طريقة توليد الموجات فوق الشوتية

وطريقة اشتقبالها.

)Ultra sound waves)الموجات فوق السمعية

هي : موجات ميكانيكيه شاأنها فى ذلك شاأن موجات الشوت المشموع.

االأذن البسرية والموجات السوتية:

لقد هياأ اهلل شبحانه وتعالى الأذن البشرية للتعامل مع الموجات

الشوتية شمن حدود معينة تعتمد على عدد الهتزازات التي يحدثها

الجشم المهتز في الثانية الواحدة فقد توشل العلماء اإلى اأن الأذن

البشرية تشتجيب للموجات الشوتية التي يكون عدد الهتزازات فيها

التردد هو عدد الهتزازات

في الثانية وحدته هرتز

1هرتز=1اهتزازة/ثانية.

الموجات السوتية

موجات غير شمعيةموجات شمعية

تحت شمعيةفوق شمعية

اهتزازة في الثانية اأما مادون ذلك اأو هو اأعلى من ذلك فاإن الأذن البشرية ل تشتطيع 3

من 20 – 20×10

شماعها. ومن هنا يمكن تقشيم الموجات الشوتية بالنشبة لالأذن البشرية اإلى:

حاول اأن تكتب قيم التردد تحت كل نوع .


شكل )14-4(

121

فيزياء )1(

Sound

1 - طولها الموجي قشير نشبيا مما يجعلها تشير فى خطوط محددة فيشهل توجيهها.

2 - ترددها عالي نشبيا مما يجعل طاقتها عاليةلتفقد في الأوشاط المادية وعند قطع مشافات طويلة

)ع=ل × د( حيث )ع( شرعة الشوت، )ل( الطول الموجي، )د( تردد الموجة.

استخدامات الموجات فوق السمعية:

1- تحديـــد مواقـــع الفريســـة ومعرفة وجـــود الحواجز.حيث

تشتخدمه الحيتان، والدلفين، والخفافيض.

2- سيد االأسماك وتحديد مواقعها.

3- الكســـف عـــن وجـــود الميـــاه والبتـــرول فـــي باطـــن االأرـــص

وقياص مستوى السوائل فى الخزانات.

4- قياـــص اأعمـــاق البحـــار والمحيطـــات: يشتخدم لذلك جهاز

يشمى )الشونار( وهو عبارة عن جهاز اإرشال واشتقبال

للموجات فوق الشمعية.حاول اأن تشرح طريقة عمله وفائدته

انظر الشكل ) 14-4 (.

5- فحـــص لحام المعادن والمسبـــوكات واأعمدة المباني:حيث

توشع المشبوكات المراد فحشها بين جهاز اإرشال وجهاز

اشتقبال هذه الموجات، وفي حالة تغير شدة الموجات التي

يشتقبلها جهاز الشتقبال من منطقة لأخرى في المشبوكة

فاإن ذلك يدل على وجود تجاويف في المشبوكة اأو العمود.

6- تعقيـــم االأغذيـــة واالأدويـــة )التكهيـــف(: تعمل الموجات

فوق الشمعية على توليد توتر عال جدا في الشوائل بشبب

ترددها العالي، مما يولد تشاغطات وتخلخالت شديدة

وينشاأ عنها فقاعات شغيرة )كهوف شغيرة( من الغازات

المذابة في الشائل والتي ل تلبث اأن تنهار محدثة شغطا

هائال يفوق عدة اآلف من الشغط الجوي ويتشبب ذلك في

قتل المخلوقات الدقيقة.


تشتخدم الدلفين ترددات فوق شمعية

للتواشل فيما بينها ، ولتحديد مواقع

اأشراب الشمك والعوائق تحت الماء.

فهي تشدر طاقات شوتية عالية ترتد

اأشداوؤها عن الأجشام التي تعترشها

مما يمكن الدلفين من تحديد حجم

وبعد تلك الأجشام في الماء حواليها.

وهذا النظام عظيم الفائدة بخاشة في

الكشف عن مفترشات ككالب البحر

)اأي اأشماك القرض( الخطرة.

شكل )15-4(

122

Physics (1)

7- سناعة اأفالم التسوير وازالة السباب فى المطارات وطرد الماء من الورق اأثناء التسنيع.

8- تنظيف المالبص الحريرية، الساعات واالأجهزة الدقيقة االأخرى واالأواني.

9- اإرساد المكفوفين واالإنسان االآلي.

10- استخدامات طبية ومنها:

اأ - تنظيف وتعقيم الأدوات الطبية.

ب - التشخيض.

ج - العالج.

شورة لجنين بواشطةالأمواج فوق الشوتية

)Ultra sound(

قم بزيارة اإحدى المشتشفيات ومكتبة المعلومات واكتب

تقريرا عن اشتخدمات الموجات فوق الشمعية في الطب.

لماذا شنفت الموجات الشوتية نشبة اإلى الأذن البشرية فقط دون الحيوانات؟ اكتب

ماتعرفه عن اأشوات الحيوانات وشمعها.

لو حدث اأن تولد شغط شلبي نتيجة زيادة الشتنشاق للهواء بالأنف ، كما يحدث عندما

نحاول معرفة رائحة معينة )وقد يكون هذا الشغط عظيما فيشل اإلى 800 ملي زئبق(

ففي هذه الحالة ينجذب غشاء الطبلة للداخل متحدبا ، وعند الشعود لقمم الجبال ينخفض

الشغط الجوي مما يشبب زيادة التحدب للداخل لغشاء الطبلة ويشبح بذلك عرشة للتلف

ومن عناية اهلل شبحانه وتعالى اأن جعل اأحد فروع العشب الشابع، وهو الفرع الحبل الطبلي

– الذي يغذي الجزء الأمامي من اللشان للتذوق – يمر على الجدار الداخلي لغشاء الطبلة فاإذا ما تحدب الغشاء اأثار هذا العشب، وبالتالي يزداد اإفراز اللعاب بالفم ويحدث رد فعل

انعكاشي بالبلع فيتفرغ الهواء بالحلق عبر قناة اأو شتاكيوض ، ويتعادل الشغط على جانبي

غشاء الطبلة ، ويزول التحدب والتلف.

تاأكد من اأخشائي الأنف والأذن والحنجرة من دقة هذه المعلومة.

123

فيزياء )1(

1- السوت يتولد من اهتزاز الأجشام.

2- الموجة السوتية موجة ميكانيكية تحتاج لوشط مادي لنتقالها.

3- سرعة السوت تختلف باختالف الوشط ودرجة الحرارة.

4- سرعة السوت في الهواء عند درجة الشفر = 331م/ث.

5- ظاهرة دوبلر.

6- الموجات السوتية تنعكض على الأشطح العاكشة مكونة مايعرف بالشدى.

7- االأذن البسرية تتاأثر بمدى محدد من تردد الموجات الشوتية.

8- تعرف الموجات السمعية.

تقنيـــة السوتيـــات التي تعتمد على الموجات فوق الشمعية لها اشتخدامات هامة في مجال الطب،

حيث وجد اأنها ل تتلف الأنشجة الحيوية للجشم اأفشل من الأشعة الشينية.

-9

فيزياء )1(

13

1

2

3

4

5

6

7

8

9

شكل )16-4(

شكل )17-4(

ماذا تعرف عن السوت من حيث كونه موجات؟

سنف الموجات السوتية بالنسبة لالأذن البسرية على حسب ترددها.

ناقص هذه العبارة: يعتبر كل سدى للسوت انعكاسا وليص كل انعكاص للسوت يكون

سدى.

كيف اأ مكن تجميع الطاقة السوتية؟

فـــي الســـكل المقابـــل ما نمـــط الحركة الـــذي تحسل عليـــه اإذا قمت بســـد النابص ثم

تركته وما نوع الموجة الناتجة؟

ماذا تعرف عن الموجات فوق السمعية واستخداماتها؟

لماذا ال نسمع سدى السوت في حجره سيقه مسغولة باالأثاث؟

لماذا يكون السوت في الليل اأكثر وسوحا منه في النهار؟

اأسغ سمعك وركز ثم حدد السور التي تسمع لها سوت.

124

Physics (1)

13

10

11

12

)dB( مثال سدة السوت بالديسيبل

)10(

)15(

)65(

)70(

)80(

)110(

)135(

) ( المحادثة الشخشية، ..................................................

) ( حركة الشجر، ..............................................................

) ( المكنشة الكهربائة، .....................................................

) ( اآلة حفر الأرض، ...........................................................

) ( طائرة نفاثة، ................................................................

) ( الهمض، .........................................................................

) ( غشالة مالبض، ............................................................

االأســـوات الســـادرة التي نسمعهـــا تقاص سدتها بالديسبل ) dB( اربط بيـــن قيمة السدة والسوت

السادر في العمودين ، ثم حاول ذكر مثال اآخر لكل نوع؟

جلـــص ولـــد قريبـــا جـــدا من مـــكان اطالق األعـــاب نارية ومعـــه ساعة رقميـــة ، فوجـــد اأن الفارق بين

مساهدته لالإنفجار وسماعه للسوت ثانيتين ، احسب ارتفاع انفجار االألعاب النارية. كيف تحسب

سرعة السوت لو كنت تبعد عن مكان االإطالق 300 متر؟

فـــي طريقـــة لحساب عمق البحار استغـــرق الزمن الالزم الرتداد الموجة السادرة من السفينة من

قاع البحر زمنا قدره 4 ثوان ، اإذا كانت زمن سرعة السوت في الماء 1500 م/ث ، كم عمق البحر؟

نسمع عن غرف عازلة للسوت ما معناها؟ هل زرت مقر االإذاعة حيث يتم تجهيز غرف االستوديو؟

125

فيزياء )1(

يتوقع في نهاية الفسل اأن تكون قادرا

على اأن :

1- تعرف الشوء.

2- تعرف الشعاع الشوئي.

3- تعرف انعكاض الشوء.

4- تجري تجربة توشح انعكاض الشوء.

5- تعرف انكشار الشوء.

6- تجري تجربة توشح انكشار الشوء.

7- توشح خشائض الألياف البشرية.

8- تذكر بعض اشتخدامات الألياف البشرية.

9- تتبع مشار الشعاع الشوئي.

10- تطبيق خواض مشار الشعاع الشوئي تقنيا.

Light

128

Physics (1)

قال تعالى: )سورة يونص:5(.

حـــاول اأن ترجـــع اإلـــى معجـــم القراآن الكريم لتـــرى المواسع التـــي ذكرت فيها كلمة الســـوء، النور،

الظالم، الظل؟

Lightالســـوء

من اأطفاأ الشوء؟ ل اأرى شيئا !

تشور اأن جميع الشوء في العالم اختفى فجاأة ، ل شمض ل نجوم ل شموع ل مشابيح ل نار. كيف

شتتغير حياتنا؟

لقدتشدى العلماء مند قديم الزمان لالإجابة عن هذا الشوؤال وكان من اأبرز علماء المشلمين الذين تمكنوا

من الوشول الى اإجابة علمية قائمة على المالحظة والتجريب هو العالـــم الحسن بن الهيثم موؤسص علم

السوء.

اإن حاشة البشر من اأهم الحواض التي نتعرف بواشطتها على العالم من حولنا، فهل يشدر الشوء من

العين؟ تشور نفشك واأنت تقراأ درشك في الليل وقد انقطع التيار الكهربائي فجاأة. ل شك اأنك شتشعر

بالنزعاج؛ فتقوم بالبحث عن شمعة اأو اأي مشدر شوئي اآخر تشتعين بشوئه لروؤية الأشياء. فما عالقة

الشوء بروؤيتنا الأجشام ؟ وكيف نراها ؟

مشتعينا بمشادر المعلومات لديك. اكتب تقرير شحفي توشح فيه الدور

الذي قام به العالم الحشن بن الهيثم في وشع اأشض علم البشريات.

هل ساألت نفسك يوما كيف نرى االأسياء ؟


129

فيزياء )1(

Light

ابحث عن العوامل التي تشبب اإشاءة الأجشام.

شنف الأشياء من حولك الى مشادر ذاتية الإشاءة وغير ذاتية الإشاءة ، شجلها في المخطط ؟

هل تتماثل اإشاءة المشادر في كمية الطاقة الشوئية؟

مسادر السوء :

من اأهم الكميات الفيزيائية التي تعالج كمية الطاقة السوئية للمسادر المختلفة هي:

مسادر السوء

ذاتية

مثل المشباح،

..................................

..................................

غير ذاتية

مثل المراآة،

..................................

..................................

1- قوة اإشاءة المشدر )كاندل(.

2- شدة اشتشاءة الشطح.

سدة االستساءة :

تعتمد شدة الشتشاءة لشطح ما على قوة اإشاءة المشدر الشوئي الشادر منه الشوء وتعرف قوة

الإشاءة لمشدر ما باأنها كمية الطاقة الشوئية الشادرة من وحدة المشاحات لجشم مشيء، وتقاض قوة

اإشاءة المنابع الشوئية بوحدة تشمى القنديلة اأو الشمعة العيارية القنديلة ، ومنها يمكن تعريف شدة

اشتشاءة شطح ما باأنه :

كمية الطاقة الشوئية الشاقطة عموديا على وحدة المشاحات لشطح يبعد وحدة

المشافة عن المشدر الشوئي في الثانية الواحدة.

اأ ب

قعل

مح

باش

م

شكل )1-5(

130

Physics (1)

تاأمل اأحد المشابيح المعلقة بشارع منزلك هل شدة الشتشاءة في

النقطة التي تقع تحت المشباح مباشرة ) اأ ( مشاوية لشدتها في النقطة

)ب(التي تبعد 1.5 م ، الشكل ) 5-1( ؟ حاول اأن تحشب الفرق.

قارن بين السمص والقمر كمسدرين سوئيين؟

طبيعة الســــوء :

كان معظم العلماء ومنهم نيوتن )1642 – 1727( يعتقدون اأن الشوء عبارة عن جشيمات

corpuscIes تشدر من المشدر الشوئي وتشتحث حاشة النظر من خالل دخولها اإلى العين، واشتطاع نيوتن المتزعم لهذه النظرية تفشير بعض الظواهر العلمية المتعلقة بطبيعة الشوء منها التحقق من شحة

قوانين انعكاض وانكشار الشوء.

وتنض هذه النظرية على اأن الشوء يتكون من دقائق مادية متناهية الشغر تنبعث من المشدر الشوئي،

وتنتشر فى جميع التجاهات فى خطوط مشتقيمة بشرعة كبيرة.

وقد لقت النظرية الجشيمية لطبيعة الشوء القبول لدى الكثير من العلماء في ذلك الوقت مع اأنها لم تشتطع

اأن تعطي التفشير الجيد لبعض الظواهر الشوئية مثل: تداخل الشوء وحيوده والتى شتدرشها فيما بعد.

اشتخدم مقياض شدة الشتشاءة

ومشدر مشيء لتحقيق قانون شدة

الشتشاءة عندما تكون

ف = 10 شم ، 20 شم.

ماهي وحدة قياص قوة االإساءة وفق النظام الدولي للوحدات؟

ض =0ق

2ف

وترتبط قوة اإشاءة المشدر مع شدة اشتشاءة الشطح الذي يشقط عليه

الشوء بالعالقة التالية :

(1 -5)

131

فيزياء )1(

Light

اشتطاع العالم الهولندي هيجنز Huygens )وهو اأحد معاشري نيوتن( شرح نظرية اأخرى لطبيعة

الشوء، وهي اأن الشوء عبارة عن نوع من الأمواج وكان ذلك في عام 1678 م، وتنض هذه النظرية على

اأن الشوء عبارة عن طاقة تنتقل من مكان الى اآخر بواشطة موجات تحدثها هذه الطاقة فى وشط شفاف

افتراشي يفشل بين مشدر الشوء والعين شمى بالأثير. واشتخدم هذه النظرية لمعرفة قوانين النعكاض

MaxweII والنكشار اإن اأهم تطور يتعلق بالنظرية الموجية للشوء كان العمل الذي قام به ما كشويل

شنة 1873 م والذي بين نظريا باأن الشوء شكل من اأشكال الأمواج الكهرومغناطيشية ذات الترددات العالية

م/ث والتي هي شرعته في الفراغ.8وهذه الأمواج لبد واأن يكون لها شرعة تشاوي تقريبا 3× 10

وقد تمكن العالم هيرتز Hertz اأن يثبت ذلك علميا شنة 1887 م وذلك باإنتاج والتقاط اأمواج

كهرومغناطيشية ، كما بين هيرتز وعلماء اآخرون اأن تلك الأمواج لها خاشية النعكاض والنكشار ولها جميع

الخواض الأخرى لالأمواج.

ارشم على ورقة المشار المتوقع للشوء في وشط دخاني، ثم شع مشدر للشوء )يفشل ليزر مثل

اأقالم الليزر( بحيث يكون منطبقا على مشار الشوء المرشوم ، باشتخدام مراآة تحقق من تطابق

الشوء المنعكض مع المشار الحقيقي للشوء.

ماذا تالحظ؟ .......................................................................................

......................................................................................................

مسار الســــــوء :

كيف تري هذه الشورة طبيعة موجات الشوء؟

الشكل ) 2-5(

وعليه اأمكن القول باأن الشوء ظاهرة طبيعية

تنشاأ عن اهتزاز مجالين متعامدين اأحدهما كهربائي

والآخر مغناطيشي مكونين مايعرف بالموجات

الكهرومغناطيشية التي تنتشر في جميع الأوشاط

م/ث وتعتبرشرعة الشوء اأكبر 8بشرعة 3×10

شرعة معروفة لدى الإنشان وهي من القيم الثابتة

الطيف الكهرومغناطيشي انظرشكل )5-2(.فيزيائيا، ولذلك يكون الشوء المرئي جزءا من

(1-5 (

132

Physics (1)

و الكشافات المشيئة فاإنك تدرك عن طريق دقائق الغبار المشاءة اإذا نظرت اإلى مشابيح الشيارات اأ

شعة الشوئية ن الشوء يخرج من هذه المشابيح على شكل حزمة شوئية مكونة من مجموعة من الأ

اأ

ل: ما هو الشعاع الشوئي؟ن تشاأ

المتجاورة. ولك اأ

ما الفرق بين الحزمة السوئية والسعاع السوئي.

لقد تبين لك من النشاط الشابق اأن الشوء يشير في خط مشتقيم انظر )شكل 5-2( ويمكنك التحقق من

هذه النتيجة الهامة بمتابعة عدة ظواهر كونية.

-2 ظاهـــرة الظـــل: في راأيك هل يعتبر الظل شاهدا على اأن الشوء يشير في خطوط مشتقيمة؟ ناقض مع

زمالئك هذا الأمر مشتخدما الأشلوب العلمي للوشول اإلى نتيجة مقنعة!! حاول اأن ترشم.

بالعودة الى مشادر المعلومات اأكتب

مقال علميا مفشال عن ظاهرتي

الخشوف والكشوف.

-1 ظاهرة الخسوف والكسوف.

باشتخدام مشدر شوئي بين كيف يمكنك الحشول على شعاع شوئي.

عرف الشعاع الشوئي .

قـــال رســـول اهلل سلى اهلل عليـــه وسلـــم " اإن السمص والقمر

اآيتان من اآيات اهلل تعالى ال ينكسفان لموت اأحد وال لحياته

ولكن اهلل عز وجل يخوف بهما عباده" . رواه البخاري

(2 -5)

133

فيزياء )1(

Light

سلوك الســــــوء

عندما يواجه الشوء وشط مادي يعترض مشاره فاإن شلوك الشوء يوؤدي اإلى حدوث التالي:

انعكاص لالأسعة.

نفاذ االأسعة وانكسارها.

امتساص االأسعة.

وبالتالي فاإن الأوشاط المادية تشنف من حيث انتقال الشوء خاللها اإلى :

. ......................................-3 . ...................................... -2 . ...................................... -1

اأمثلة: ................................. . ...................................... . ...................................... .

Reflection of Light

تعتبر ظاهرة النعكاض الشوئي من اأهم الظواهر التي يشتخدمها الإنشان في حياته اليومية، فالنعكاض هو :

على اأي االوساط السوئية تحدث عملية االنعكاص السوئي بنسبة كبيرة ؟

ينقسم االنعكاص اإلى منتظم وغير منتظم، ما الفرق بينهما؟ ارسم ذلك .

اأي اأنواع االنعكاص يساعدك على روؤية سورتك اأمام المراآة ؟

فالجشم الذي ل يشيء ول يعكض الشوء ل يمكن اأن نراه )لماذا ؟(.

ارتداد الشوء الشاقط ليبقى فى الوشط نفشه دون اأن ينفذ الى الوشط الآخر.

انعكاص الســــــوء

134

Physics (1)

لعلك لحظت اأنه عند اإشقاط شعاع شوئي، بحيث يكون مالمشا لشطح الورقة ، فاإن الشعاع المنعكض

يكون مالمشا لشطحها اأيشا. ونحشل على النتيجة نفشها مهما غيرنا في اتجاه الشعاع الشاقط؛ ومنهانشل

اإلى قانون الإنعكاض الأول اأن الشعاع الشاقط، والشعاع المنعكض والعمود المقام على الشطح العاكض من

نقطة الشقوط، تقع جميعها في مشتوى واحد يكون دائما عموديا على الشطح العاكض، وتعرف هذه النتيجة

بقانون االنعكاص االأول.

ماذا تالحظ من النتائج ؟ ما العالقة بين زاوية الشقوط ، وزاوية النعكاض؟

تنعكض الأشعة الشاقطة على الشطح العاكض في اتجاه محدد ويمكنك تحديد مشار الشعاع المنعكض

اإذاحددت مشار الشعاع الشاقط وزاوية شقوطه عل شطح مشتوي ويمكنك التحقق من ذلك بتنفيذ النشاط

التالي:

االنعكاص المنتظم:

اشتخدم الأدوات الموجودة في الشكل

.)3-5 (

ل خطوات النشاط. شج

ر زاوية الشقوط لعدة قيم. غي

ن النتائج التي حشلت عليها. دو

45

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

الشكل ) 3-5( االستنتاج :

(1-5 ( تحقيق قانون النعكاس :تجربة عملية

135

فيزياء )1(

Light

ويحدث نتيجة شقوط الشعة على الأشطح الخشنة اأو غير المشقولة ممايوؤدي اإلى انعكاض الشوء في عدة

اتجاهات بحيث يمكن روؤية الجشم من جميع التجاهات.

االنعكاص غير المنتظم :

في الحالة الأولى يكون النعكاض منتظما لأن زوايا شقوط الأشعة تكون متشاوية عليه تكون زوايا

النعكاض اأيشا متشاوية . واأما في الحالة الثانية فتكون زوايا الشقوط غير متشاوية )لماذا(؟

وبذلك تختلف زوايا النعكاض مما يعني اختالف اتجاهات الأشعة المنعكشة؛ )اأي تتبعثر اأو تتشتت(

ونقـــول فـــي هـــذه الحالة: اإن النعكاض غير منتظم وقد شاعد النعكاض المنتظم العلماء على تفشير كثير

من الظواهر والتحكم في مشار الأشعة الشوئية وتوجيهها في اتجاهات محددة.

الشكل ) 4-5(

لمـــاذا يكـــون هنـــاك دخـــان مرافـــق لعروـــص

الليزر في احتفاالت الجنادرية مثال؟

لماذا النرى القمر مسيئا طوال السهر؟

الشكل ) 5-5(

شطح خشن غير مشقول

136

Physics (1)

Refraction of Light

ماذا يحدث للشوء، اإذا شقط على وشط

شفاف يشمح له بالنفاذ منه؟

لماذا يبدو قاع بركة الشباحة اأقل عمقا من

عمقه الحقيقي؟ واإذا وشعت قلما في كوب

ماء، خيل اإليك اأن القلم مكشور عند شطح

الماء، فما الشر في ذلك؟ ول شك اأنك

شمعت عن الشراب. فما شبب تكونه؟ وثمة

مالحظة مهمة:

الكثافة الشوئية هي قدرة الوشط

على كشر الأشعة الشوئية عند نفاذها

فيه.

انكسار الســــــوء

الشكل ) 5-6 اأ( يبين قوض المطر نتيجة انكشار الشوء

بفعل قطرات المطر

خرى تعرف بقوض المطر ظاهرة طبيعية اأ

فكل هذه المشاهد الطبيعية التي تواجهنا

باشتمرار وغيرها تدل على اأن الشوء يغير

اتجاه مشاره عندما ينتقل في وشطين

يشمحان بمروره ويختلفان في الكثافة

الشوئية مثل: الزجاج والهواء، اأو الزجاج

والماء وهذه الظاهرة تشمى انكشار الشوء

)انعطاف الشوء كما شماه الحشن بن

الهيثم وكل ذلك ناتج بشبب تغير متوشط

شرعة الشوء في الوشطين المختلفين(.

الشكل ) 5-6 ب( يبدو عمق الحبة تحت الماء اأقل مما هي

عليه في الحقيقة

االأدوات: دبابيض – لوح فلين – لوح زجاجي شميك شفاف.

الخطوات :

حددموشع اللوح الزجاجي بالقلم.

شع ثالث دبابيض على اشتقامة واحدة تمثل شعاع شاقط

بالنظر اإلى شورة الدبابيض من خالل الزجاج شع ثالث

دبابيض اأخرى على اشتقامة الروؤيا ، ) الشعاع الخارج (.

ارفع لوح الزجاج وراقب مشار الشعاع الشاقط والمنكشر

والخارج.

هواء

هواء

حدد على الرشم زاوية الشقوط ، زاوية النكشار، زاوية الخروج. قارن بينها. ........................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

..................................................................................................................................ماذا تستنتج؟

.........................................................................................................................................................

(1

-5

)

137

فيزياء )1(

Light

نساط 1-5

مماشبق نجد اأن زاوية الشقوط ل تشاوي زاوية النكشار بل تكون الزاوية في الوشط الأقل كثافة شوئية

)مثل الهواء(اأكبر من الزاوية في الوشط الأكبر كثافة شوئية )مثل الماء(.

ناقص ماذا يحدث اإذا سقط السوء من وسط ذي كثافة سوئية كبيرة اإلى وسط ذي كثافة

سوئية اأقل. ارسم، ثم قارن بين زاوية السقوط وزاوية االنكسار . .....................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

الشكل ) 7-5(

138

Physics (1)

الشمض

الشوء المرئي

فوق البنفشجية اأشعة جاما اأشعة اأكض موجات الراديو

تحت الحمراء

شكل )5-8( طيف الموجات الكهرومغناطيشية

حقائق علمية تثير الدهسة

اإن الوشط الشفاف قدليشمح للشوء بالنفاذ منه وبالتالي لنشتطيع الروؤيا من خالله.

1- تحلل الشوء في المنشور.

2- تحلل الشوء قي قطرات الماء مثل )قوض المطر(.

اأمثلة على انكسار السوء )ناقص(:

ماعدد االألوان التي يتحلل لها سوء السمص ؟بماذا تسمى؟ )انظر السكل 8-5(.

حدد المدى من الترددات الذي يوؤثر على حاسة االبسار ويمكن العين من الروؤيا.

حاول اأن تكتب قيم التردد لكل نوع .

تفحض جهاز العرض فوق الراأشي )Over head Projecter( ما هي فكرة عمله.

(3-5)

139

فيزياء )1(

Light

الليزر يجعلك قادر على سماع التسجيل السوتي

(CDS (. بجودة عالية في القرص المسغوط

الزاوية الحرجة واالنعكاص الكلي الداخلي:

اإذا شقط الشعاع من الماء اإلى الهواء بزاوية اأكبر من الزاوية الحرجة فاإنه ينعكض في الداخل ويشتحيل

روؤيته خارج الماء.

تشمى هذه العملية بالنعكاض الكلي الداخلي وتحدث في الأوشاط الشفافة وشبه الشفافة حيث يرتد الشعاع

اإلى نفض الوشط الذي شقط منه ويحجب الروؤيا، وقد اشتفاد

العلماء من هذه الظاهرة كثيرا في احراز تقدم علمي كبير في

عشر التقدم التكنولوجي.

االأدوات : حوض زجاجي –رمل – ماء – مشدر شوء ليزر.

الخطوات :

شلط شوء ليزر من اأحد جانبي الحوض المملوء بالماء العكر بزاوية شقوط معينة ) (.

حدد مشار الشعاع الخارج)ارشم(.

غير من قيم زاوية الشقوط تدريجيا اإلى اأن تشل اإلى زاوية سقوط

يختفي عندها الشعاع الخارج تشمى هذه الزاوية بالزاوية الحرجة.

دقق النظر في داخل الماء هل تتمكن من روؤية الشعاع من الخارج.

هل يمكن جعل الشوء يشير في

مشار منحني ؟ حاول مشتخدما كل

اإمكاناتك وخبراتك.

(2-5 (

الشكل ) 9-5(

140

Physics (1)

Fiber Opticsاالألياف البسرية

هي خيوط رقيقة شفافة مشنوعة من الزجاج على شكل

شعيرات شديدة المتانة، تقوم هذه الخيوط بنقل نوعية خاشة

من الموجات المتناهية في القشر والتي يشل ترددها اإلى

تردد الشوء المرئي وتشتخدم في نقل عدد كبير من قنوات

الهاتف والتلكض والفاكض ومعلومات الكمبيوتر بكفاءة تامة

وتتميز الألياف الشوئية بالعديد من المميزات اأهمها شغر

-2قطر الشعيرة الداخلية حيث تشاوي 02 ،0 ملم اأو 2*10

ملم.وخفة وزنها.

قدرة الشوء على النعكاض تجعله

قادرا على النفاذ من خالل ليف

بشري منحني ول يمكن نفاذه من

كيبل نحاشي

ليف بشري

فيلـــم عرـــص عـــن االأليـــاف

البسرية.

اكتب تقرير مفشل عن اشتخدامات

)البشرية( الشوئية الألياف

واأهميتها في المجال الطبي وتقنية

المعلومات والإتشالت؟

Absorption Optics االمتساص

قدرة الوشط على الحتفاظ بجزء من الطاقة الشوئية

الشاقطة عليه.

وتتحول الطاقة التي يحدث لها المتشاض اإلى طاقة حرارية

في المادة الماشة . وفي بعض الأحيان يشاحب هذا التحول

ظواهر اأخرى شبق اأن درشت بعشها . من هذه الظواهر:

في اأوراق النبات الخشراء : ينتج من امتشاض الشوء

حدوث عملية التمثيل الشوئي.

في جلد الإنشان: امتشاض الأشعة فوق البنفشجية تشاعد

على تزويدنا بفيتامين )د( الالزم لبناء العظام.

في البطارية الشمشية )كالتي توجد في بعض الشاعات

اأو الآلت الحاشبة(: ينتج من امتشاض الشوء واختزان

الطاقة الكهربائية.

الشكل ) 10-5(

كيبل نحاشي

141

فيزياء )1(

Light

Optical Instrumentsاالآالت البسرية

تاأمل الشورتين اأمامك ! ما نوع العدشتين؟ ........................................................................................................

ماذا حدث لالأشعة؟ ................................................................................................................................................

هل يمكنك ذكر اأجهزة تقنية تشتخدم فيها العدشات؟

هل هناك اأنواع اأخرى من العدشات ؟ ارشمها. ....................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

وهناك اآلت بشرية بشيطة ومعقدة ل يتشع المجال لذكرها ، حاول اأن تذكر بعشها.

العـين والـروؤية:

يتم في العين جميع العمليات الشوئية التي تحدث في

الأوشاط المختلفة من نفاذ وانكشار وانعكاض وامتشاض

لالأشعة الشوئية المرئية الشاقطة عليها ومن ثم تحويل هذه

الأشعة اإلى اإشارات كهربائية تشل اإلى الدماغ الذي يترجمها

اإلى روؤية واشحة.

لمنهج دراشتك خالل من

الأحياء حدد مكونات العين

التي لها وظيفة من حيث العملية

الفيزيائية التي يقوم بها.انظر كيف يبدو تمازج الألوان للعين

............................................................................................................

................................

142

Physics (1)

1- القدرة على تتبع مسار السعاع السوئي.

2- التعرف على السوء وتاأثير االأوساط على مساره.

3- حاالت سقوط السوء على االأوساط.

4- اأنواع االنعكاص وقوانينه.

5- التعرف على معنى اإنكسار السوء.

6- االآالت البسرية.

7- االألياف البسرية.

8 - امتساص السوء.

9- تفسير بعص الظواهر الطبيعية الناسئة عن طبيعة السوء.

7

6

5

4

1

3

2

كيف يسيء هذا المسباح ؟

تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من عدد كبير من االأسعة اذكر ماتعرفه عنها محددا تردد

الموجات التي توؤثر على العين البسرية؟

عـلل:

ينشح باإرتداء المالبض البيشاء في فشل الشيف والمالبض القاتمة في فشل الشتاء.

بالرغم من اأن الماء وشط شفاف اإل اأننا لنتمكن من روؤية قاع النهر اأو قاع البحر.

تباين األوان الأجشام.

زرقة الشماء.

اشفرار الشمض عند الغروب والشروق.

اأين ذهبت االأسعة في السكل )5-11( المجاور.

كيف تتمكن العين من الروؤية؟

اكتب تقريرا عن االأسعة فوق البنفسجية واآثارها على المخلوقات الحية؟

ما الظواهر والحقائق العلمية التي تقراأها من السور االآتية:

الشكل ) 11-5(

الشكل ) 5-14(الشكل ) 5-13(الشكل ) 12-5(

143

فيزياء )1(

144

9

8

10

اأعطيت موسور زجاجي، ورقة بيساء، منقلة، دبابيص ، قلم مرسم، نفذ ما فعلته في تجربة )1-5(

لقياص زاوية السقوط وزاوية الخروج . ماذا تالحظ؟

هناك مرايا مقعرة ومحدبة، ارسم االأسعة المنعكسة عليهما. اأين يمكن استخدامها؟

مـــا الفـــرق بين الليزر والسوء العادي من حيث:الطول الموجـــي - السير مسافة طويلة -التستت

السوء. – تحليل

يسيء مسباح قوة اإساءته 100 قنديلة في سقف الغرفة المرتفع 6متر عن سطح االأرص ، كم يجب

اأن يكون ارتفاع مسباح قوة اإساءته 60 قنديلة لكي تكون نفص سدة االإستساءة في الحالتين ؟

حــاول اأن تستخدم ما تعلمت لقراءة ما يلي :

11

Physics (1)

12

الوحدة الرابعةالكهرباء والمغناطيسيةElectricity and Magnetism



رف التيار الكهربائي. 1- تع

د اتجاه التيار. 2- تحد

3- تقيض فرق الجهد بين نقطتين وشدة

التيار المار في دائرة كهربائية.

4- تكون دوائر عملية بشيطة.

5- تمثل دوائر كهربائية بشيطة.

6- تقارن بين المواد من حيث توشيلها للتيار

الكهربائي.

تطبيقات في المقارنة هذه توظف -7

حياتية.

Electricity

8- توشح الخطر الناجم عن تشغيل عدة

اأجهزة على قابض واحد.

9- توشح الخطر الناجم عن اشتخدام

اأشالك رفيعة لتشغيل اأجهزة تحتاج اإلى

تيار عالي.

شخض اإنقاذ عند الحذر تتوخى -10

مشعوق بالكهرباء.

11- تتجنب لمض الأشالك المكشوفة في

الدوائر الكهربية.

12- تعلل اأهمية تجهيز المباني بمانعة

شواعق )اأهمية التاأريض الكهربائي(.

148

Physics (1)

Electricityالكهربـاءالمقــــدمة:

شنتعرف في هذا الفشل على التيار الكهربائي والكميات الفيزيائية والمفاهيم المرتبطة به ،

وشنتعلم تكوين الدوائر الكهربائية البشيطة، واأهمية الكهرباء في الحياة اليومية والأخطار الناجمة

عنها وكيفية تفاديها.

اإن الكهرباء هي اإحدى القوى الرئيشة التي تتماشك بها المادة في مختلف اأشكالها، وهي متعددة

الأشكال اأكثر من جميع اأشكال الطاقة الأخرى ، فالكهرباء توفر لنا الحرارة الالزمة لإنارة

المشابيح، واإحماء الشخانات، وهي تولد الشوت في الراديو والتلفزيون ، كما تمد بالطاقة كافة

المعدات والآلت والأجهزة والأدوات لتشغيلها.

وجد العالم الكيميائي الفرنشي شارل دوقيه اأنه بينما تتجاذب بعض الأجشام عند الدلك فاإن الأجشام

المتماثلة تتنافر فقشيبان من الأبونيت يتنافران عند الدلك بينما يتجاذب قشيب الأبونيت مع قشيب من

الزجاج وعليه تم التوشل اإلى اأن هناك نوعان من الكهرباء تنتج عند الدلك يرمز لإحداهما بالكهرباء

الموجبة )+( كما في قشيب الزجاج واأخرى بالكهرباء الشالبة )-( كما في قشيب الأبونيت واأطلق عليهما

فيما بعد باشم شحنات كهربائية موجبة والأخرى شالبة تولد هذه الشحنات حولها مجال كهربائيا يظهر في

اأثر القوى الكهربائية التي تحملها الشحنة ، ويمكن تمثيله على شكل خطوط وهمية تحيط بالشحنة.

طبيعة التيار الكهربائي:

اأنواع السحنات الكهربائية:

الكهرباء الشاكنة في المواد العازلة

لحظ العالم طاليض اأنه عند دلك قطعة من الكهرباء بقطعة قماض

يشبح لديها القدرة على جذب ريض الطيور والخيوط وزغب الشوف

والقطن ، وتبين للعالم وليم جلبرت اأن الكهرمان ليض وحده الذي

يشتطيع جذب الأشياء الخفيفة عندما يدلك، بل للزجاج والكبريت

اأيشا القدرة نفشهاوشمى قوة الجذب هذه باشم الكترون وهي ما

يقابل لفظة كهرباء باللغة العربية ، حيث لفظة الكترون مشتقة

من لفظة الكهرمان كما اأن لفظة كهرباء مشتقة من كهرباء بالعربية.

الشكل )1-6(

+-

(1-6)

149

فيزياء )1(

Electricity

ويوشح الشكلين التاليين خطوط المجال الكهربائي لكل من الشحنات الموجبة والشالبة:

شمم تجارب للتاأكد عمليا من شحة ما ذكر شابقا من اأن :

1- الأجشام تشحن بالدلك.

2- الشحنات المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب.

ارســـم اتجـــاه خطـــوط المجـــال الكهربائـــي فـــي السكليـــن التالييـــن ، ثم حدد نـــوع القوى

الكهربائية الناتجة:

+

قوى ....................................قوى ....................................

الكهرباء الساكنة والمتحركة :

عند دلك قشيب من الزجاج اأو الأبونيت فاإن كمية من الشحنات تتراكم على طرف القشيب من نوع

واحد، فيقال في هذه الحالة اأن الجشم مشحون بالكهرباء الشاكنة، وذلك نتيجة انتقال الإلكترونات من

مادة اإلى اأخرى، وبذلك تشبح مشحونة بشحنات شالبة اأو موجبة )متى؟( وعندما تظل هذه الشحنات

مشتقرة على شطح المادة فباإمكانها جذب بعض المواد الأخرى وهو ما نطلق عليه الكهرباء الشاكنة.

وعندما يشمح لهذه الشحنات المتراكمة بالحركة عبر ناقل فاإنها تكون تيارا كهربائيا وهو عبارة عن:

سيل من السحنات الكهربائية المتحركة التي تتحرك بانتظام وباتجاه معين وسرعة معينة.

الشكل )6-3(الشكل )2-6(

150

Physics (1)

اتجاه التيار الكهربائي:

في بداية اكتشاف التيار الكهربائي كان يعتقد اأنه يخرج من القطب الموجب للبطارية ويعود اإلى البطارية

من خالل القطب الشالب بعد مروره بالدائرة الكهربائية )باعتبار اأن الشحنات المتحركة شحنات موجبة(

ووشعت المعادلت الرياشية وشممت الدوائر الكهربائية على هذا الأشاض، ومع تقدم اأشاليب البحث

اتشح للعلماء اأن اتجاه التيار الكهربائي عكض ما كان يعتقد، فالإلكترونات تخرج من القطب الشالب وتدخل

للبطارية من خالل القطب الموجب اإل اأن العلماء فشلوا بقاء العتقاد الشابق وشموه التجاه الشطالحي

للتيار ويوشع اتجاه التيار في الدوائر الكهربائية بناءا عليه، ويشمى التجاه الآخر للتيار بالتجاه الفعلي

ويوشح حركة اللكترونات وهو عكض التجاه الشطالحي.

الطقطقة التي تشمعها عندما تشرح شعرك بمشط لدائني.

لقد عرفت اأن التيار الكهربائي هو شيل من الشحنات الكهربائية

المتحركة، كما عرفت اأن هناك نوعان من الشحنات الكهربائية

الموجبة والشالبة ، فاأي هذه الشحنات

اذكر بعص مسادر التيار الكهربائي.

...................................................................................................................................................................................

فسر سبب ما ياأتي :

...................................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................................

الوخز الذي تشعر به عند خلع شترة من النايلون.

التشاق مجموعة من المالبض والأنشجة النايلون ببعشها.

وشنركز في دراشتنا الآن على الكهرباء المتحركة عبر

الموشالت المختلفة وتطبيقاتها.

اأعـــط تفسيرا علميا لظاهرتي

البرق والسواعق.

هي التي تتحرك مكونة التيار الكهربائي؟ وما هو اتجاه حركتها؟

Current Electrecity : التيار الكهربائي

151

فيزياء )1(

Electricity

سدة التيار الكهربائي:

يتشابه مرور الشحنات الكهربائية في الأشالك المعدنية مع مرور الماء في الأنابيب ، فكلما زادت كمية

الماء المارة بمقطع معين من الأنبوبة في الثانية الواحدة قيل اأن شدة تيار الماء كبيرة وبالمثل تقدر شدة

التيار الكهربائي بكمية الكهرباء )كمية الشحنات( المارة بمقطع معين من الموشل في الثانية الواحدة

وتقاض شدة التيار الكهربائي في النظام العالمي للوحدات بالأمبير، ونظرا لأننا نحتاج في حياتنا العملية

اإلى تيارات كهربية شعيفة فهناك اأجزاء الأمبير وهي :

اأمبير3-

1- الميللي اأمبير = 10

اأمبير6-

2- الميكرو اأمبير = 10

فاإذا كان التيار الكهربائي ثابت الشدة والتجاه يشمى تيار مشتمر ورمزه ) ( واإذا كان متغير الشدة

والتجاه يشمى تيار متردد ورمزه ) (.

مـــا الجهـــاز المستخـــدم لقياص سدة التيـــار الكهربائي وكيف يوســـل في الدائرة؟ انظـــر السكل )4-6)

. ......................................................................................................................................................................

اذكر اأمثلة لمسادر تيار مستمر واأخرى متردد .

. ......................................................................................................................................................................

ماذا تعني الرموز التالية على االأجهزة الكهربائية )AC( ، )DC(؟

. ......................................................................................................................................................................

هل يمكن التحويل بينهما؟

. ....................................................................................................................................................................

152

Physics (1)

ت =ض

ز

وشدة التيار من الكميات الفيزيائية الأشاشية وتقاض بوحدة الأمبير

في النظام الدولي للوحدات ويشتخدم لقياشها جهاز الأميتر ويرمز له

بالرمز )A(، ويوشل في الدوائر الكهربائية على التوالي شكل )5-6(.

لمـــاذا يوسل االأميتر علـــى التوالي في الدوائر

الكهربية؟

• كون دائرة كهربائية باشتخدام مشباح، بطارية )مولد(، اأشالك توشيل، قاطعة. ) حددها على

الرشم (.

التيار المار في • اأغلق القاطعة، ما مقدار شدة المشباح الكهربائي؟............................................................... .

تالحظ؟ ماذا شحيحة. بطريقة الكهربائية بالدائرة الأميتر الآن • شل . ...........................................................................................................................................................................................................

............................................... على ماذا تدل؟.......................................................................... . الأميتر قراءة • شجل . ............................................................................................. الأميتر قراءة وشجل باأخرى، البطارية • اشتبدل

. ...................................................................................................................... النتائج فشر ثم القراءتين، بين • قارن . والدائرة الرشم بين اربط اشتخدمتها. التي الكهربائية الدائرة رشم • انظر

الشكل )6-5( يبين ربط الأميتر على التوالي

(1-6(

هي كمية الكهرباء المارة في ناقل ما في وحدة الزمن وتحشب من العالقة:

سدة التيار الكهربائي :

جهاز قياض شدة التيار)اأميتر(

الشكل )4-6(

ة ق

العلح ا

تاف

م

ض : كمية الشحنة.

ت : التيار كهربائي.

ز : الزمن.

153

فيزياء )1(

Electricity

Electric Potential : الجهد الكهربائي

عندما يتالمض جشمان فاإن الحرارة ل تنتقل بين الجشمين اإل في حالة

وجود فرق بين درجتي حرارتهما، كذلك الماء ل ينتقل من فرع اإلى اآخر عند

فتح الشمام اإل في حالة وجود فرق في شغط الماء بينهما كما في الشكل

)6-6(. وكذلك ل تنتقل الشحنات الكهربية من نقطة اإلى نقطة اأخرى في

دائرة كهربائية وبالتالي ل يمر تيار كهربائي بينهما اإل في وجود فرق في الشغط الكهربي اأو فرق في الجهد

الكهربي بين هاتين النقطتين وبذلك نعرف فرق الجهد بين نقطتين باأنه: الشغل )الطاقة( المبذول لنقل

وحدة الشحنة من نقطة لأخرى ويقاض فرق الجهد الكهربائي بوحدة الفولت.

اأقـــراأ عـــداد الكهرباء المثبت عنـــد مدخل المنزل.

على ماذا تدل االأرقام التي يسجلها؟ ماذا يقيص؟

فرق الجهد الكهربائي:

هو كمية الطاقة الكهربائية المشتهلكة بين اأي نقطتين في الدائرة الكهربائية عندما يمر بها التيار الكهربائي.

وتقاض بوحدة الفولت ، ويشتخدم لقياشها جهاز يشمى الفولتميتر ويرمز له في الدوائر الكهربائية بالرمز

)v( شكل )7-6(.

جهاز قياض فرق الجهد )فولتميتر(

)حاول اأن تقراأ دقة الجهاز(.

)الشكل 7-6(

ما هي اأجزاء الفولت؟

. ...................................................................................................................................................................................

ما الجهاز المستخدم لقياص فرق الجهد ؟

. ...................................................................................................................................................................................

الشكل )6-6( يبين تشبيه فرق

الجهد لشغط الماء

154

Physics (1)

(2-6(

ترمز الإشارات مثل 1.5 فولت اأو 4.5 فولت اإلى جهد كل عمود )مشدر طاقة كهربائي( اأما الإشارات 6 فولت اأو 1.5 فولت المشجلة على

المشباح فهي ترمز اإلى فرق الجهد الذي تشتغل عليه.

مشتعملة. مثلها واأخرى جديدة جافة بطارية • خذ قراءته. وشجل الجديدة بالبطارية الفولتميتر جهاز • شل

قراءة الفولتميتر في قارن يين الشابقة باشتخدام البطارية المشتعملة . ثم • كرر الخطوة الحالتين ..................................................................................................................................................................................... .

االأدوات:

اأشالك توشيل، قاطعة، بطارية، مشباح كهربائي،

مقياض فرق جهد )فولتميتر(.

الخطوات:

- شل الدائرة الكهربية كما في الشكل بدون . مقياض فرق الجهد )فولتميتر(.

- الآن شل الفولتميتر بين طرفي المشباح لقياض الطاقة الكهربائية التي يشتهلكها المشباح.

- اأعد رشم الدائرة موشحا طريقة توشيل الفولتميتر. ..................................................................................

الشكل )6-8( يبين ربط الفولتميتر

الشكل )9-6(

(2-6)

155

فيزياء )1(

Electricity

:Resistance المقاومة الكهربائية

عند مرور الشحنات الكهربائية خالل ناقل ما فاإنها تواجه ممانعة اأو مقاومة من ذرات الناقل تشمى

بالمقاومة الكهربائية واأي جهاز كهربائي يعتبر مقاوم لمرور التيار خالله فاأي مشباح اأو جرض اأو راديو ...

كلها اأجهزة تحتوي في تركيبها على مقاومات تمانع مرور التيار.

فاإذا كانت المقاومة الكهربائية للناقل كبيرة فاإن شدة التيار المار فيه تكون شغيرة والعكض شحيح، وتعتمد

المقاومة الكهربائية لناقل على العوامل التالية:

1- طول الناقل )طردي(.

2- مشاحة مقطع الناقل )عكشي(.

3- طبيعة المعدن.

وترتفع درجة حرارة الناقل عند مرور التيار خالله نتيجة تشادم الشحنات الكهربائية )التيار( بذرات

الناقل المعدني. وتختلف كمية الحرارة الناتجة باختالف طبيعة المعدن. وتقاض المقاومة الكهربائية

.)Ω( بوحدة الأوم ويرمز لها بالرمز

يسغل التيار المتناول عادة على فرق جهد 110 فولت، 220 فولت اأيهما اأفسل استخدمه لالأجهزة ؟ لماذا؟

ناقص مدى سحة العبارة التالية :

يفشل اشتخدام مادة ذات مقاومة عالية عند شنع المكواة اأو الغالية.

. .....................................................................................................................................................................................

لماذا نستخدم اأسالك عريسة للمكيفات مثال؟

. .....................................................................................................................................................................................

ماذا يحدث لو استخدمنا سلك رفيع ؟ لماذا ؟

. .....................................................................................................................................................................................

156

Physics (1)

Simple Current Circuits : الدوائر الكهربائية البسيطة

الدائرة الكهربائية هي مشار مغلق يشمح بمرور التيار به لتشغيل جهاز معين مثل مشباح ...اإلخ.

فكل من المشباح والراديو والتلفزيون والمشجل وغيرها من الأجهزة الكهربائية تعمل عند توشيلها بمنبع

للتيار الكهربائي، وعند عملها نقول اأن تيارا كهربيا يمر فيها.

يعرف العمود والبطارية وماأخذ التيار الكهربي العمومي بمنابع التيار الكهربي وتنتقل الكهرباء من مكان

لآخر في مشارات خاشة فاإذا لم يكن هذا المشار مكتمال لشبب اأو لآخر فاإن الكهرباء ل تمر.

وعند خروجها من المنبع فاإنها تخرج بشيء من الطاقة يلزم لتشغيل جهاز ما لالشتفادة منه بشورة اأو

باأخرى، ثم تعود مرة ثانية اإلى المنبع بعد اشتنفاذ كل الطاقة التي كانت بها وتقوم المفاتيح في الدوائر

الكهربية بوظيفتين حيويتين :

في تجربة لمعرفة العالقة بين سدة التيار وفرق الجهد في دائرة بسيطة وجد كالتالي:

12.13.34.3فرق الجهد )فولت(

0.20.40.60.8سدة التيار)اأمبير(

اأ – ارشم رشما بيانيا للعالقة بين فرق الجهد )على محور الشادات( وشدة التيار على

محور الشينات.

ب- احشب ميل الخط المشتقيم الناتج )الميل هو فرق الشادات على فرق الشينات( كما

درشت في رياشيات الثالث متوشط.

ج- طبق العالقة التالية:

الميل = = = ...................................................................1 – ض

2ض

1 – ض

2ض

ج

ت)الناتج يشمى المقاومة الكهربائية(

د – اكتب العالقة بين الجهد والتيار والمقاومة )شيغة رياشية(.

. .....................................................................................................................................................................................

1-6

157

فيزياء )1(

Electricity

مكونات الدوائر الكهربائية:

1- منبع اأو مشدر للتيار الكهربائي مثل العمود اأو البطارية.

2- جهاز كهربائي من اأجله تشمم الدائرة الكهربية مثل المشباح

والمدفاأة والتلفزيون.

3- مفتاح كهربائي اأو قاطع للتيار لفتح وغلق الدائرة حشب الحتياج

كما في الشكل )10-6(.

4- موشالت فيما بين مكونات الدائرة )اأشالك معدنية(.

الدائرة مفتوحة

)التيار ل يمرر(

الدائرة مغلقة

)التيار يمر(

تكوين وتمثيل الدوائر البسيطة

االأدوات :

قاطعة، اأميتر، مشباح، اأشالك توشيل.

الخطوات :

1- كون دائرة تشمل العناشر الشابقة.

)اربط الأميتر على التوالي(

2- اأغلق القاطعة.

- ماذا تستنتج .......................................................

3- مثل الدائرة الشابقة مشتعينا بالجدول الذي

اأمامك.

رمـزهالعنسـر

البطارية

القاطعة

المشباح

الأميتر

الفولتميتر

المحرك

المقاومة

المقاومة المتغيرة

)الريوشتات(

- +

اأو

اأو

جدول )6 1( بعض الرموز المشتخدمة في تمثيل

الدوائر الكهربائية البشيطة

يعمل المفتاح على توفير طريقة شهلة وشريعة لوقف شريان الكهرباء وبذلك فهو يعمل على اإطالة عمر

البطارية وعلى هذا يلزم توفير مفتاح كهربائي في كل دائرة كهربية شغرت اأم كبرت.

A

V

يعتبر المفتاح وشيلة حماية في الدائرة الكهربية فهو يوفر الحماية من الشدمات الكهربائية وكلما زاد

الجهد الكهربائي في الدائرة كلما ازدادت اأهمية المفاتيح بها.

الشكل )6-10( يبين القاطع الكهربائي

(3-6(

لقياص سدة التيار وفرق الجهد

A

(4-6(

(5-6(

158

Physics (1)

اأب ج

A

1- ما هي مكونات الدائرة في الشكل ) 6-11(؟

2- شل الدائرة كما في الشكل )11-6(.

3- اأغلق القاطعة ، ماذا تالحظ؟

4- ما قراءة الأميتر؟

5- شع الأميتر في النقاط اأ ، ب ، ج.

6- ما شدة التيار التي يقيشها الأميتر في هذه النقاط؟

7- ماذا نستنتج ؟ .................................................................................................................. .

8- كيف تقيض فرق الجهد بين طرفي المشباح؟

9- ما قراءة الفولتميتر ؟

10- اشتبدل المشباح بمحرك كهربائي.

11- قض فرق الجهد بين طرفيه. 12- قارن بين النتيجتين.

اأ

ب

ج

الربط على التسلسل

1- كون الدائرة كما في الشكل ) 12-6(.

2- شع الأميتر في النقاط اأ ، ب ، ج.

3- ما قراءة الأميتر في كل حالة؟ .........................................

. .........................................................................................

4- ماذا يمكن القول عن شدة التيار المار في المشباحين المربوطين على التوالي ؟

. .......................................................................................................................................................

5- كيف تكون شدة التيار المارة في مجموعة اأجهزة مربوطة على التوالي )التشلشل(؟

6- قض فرق الجهد بين النقطتين اأ ، ب و ب ، اأ ماذا تالحظ؟

. .......................................................................................................................................................

الشكل )11-6(

الشكل )12-6(

نساط 1-6

A

(6-6(

159

فيزياء )1(

Electricity

الربط على التوازي

1-كون الدائرة كما في الشكل.

2-اربط المشباحين بالطريقة الموشحة )ربط على

التوازي(.

3-اأغلق القاطعة 1 ، 2 ماذا تالحظ؟

............................................................................................

. .

- ما قـــراءة االأميتـــر؟ .......................................................................................................................... .

4- شع الأميتر عند النقطة اأ ، ب.

- ما عالقة سدة التيار الكلي بسدة التيار المار في كل مسباح؟

5- اأغلق القاطعة 1 ، 2 واترك ق3 مفتوحة ، هل يشيء المشباح؟ .......................................... .

6- اأغلق القاطعة 1 ، 3 واترك ق2 مفتوحة ، ماذا تشاهد؟ .......................................................

7- قض فرق الجهد بين طرفي المشباح الأول والثاني وقارن بين القراءتين؟ ..........................

)1(

1ق

2ق

3ق

)2(

اأي السورتين ربط على التوازي واأيهما ربط على التوالي؟

مثل اأحد الدائرتين بالرسم باستخدام جدول )1-6(.

الشكل )13-6(

الشكل )14-6(

(7-6(

الشكل )15-6(

160

Physics (1)

تركيب الذرة: تتركب الذرة من:

1- نواة موجبة الشحنة توجد في مركز الذرة.

2- اإلكترونات شالبة الشحنة تدور في مدارات على اأبعاد مختلفة من النواة تشمى مشتويات الطاقة.

3- توجد قوى الجذب بين النواة والإلكترونات تعمل على ربط الإلكترونات بالذرة.

االإلكترونات الحرة:

1- في الفلزات يكون ارتباط بعض اإلكترونات مشتوى الطاقة الأخير بالذرة ارتباطا شعيفا.

2- تشتطيع هذه الإلكترونات التجول بحرية داخل الفلز وتشمى اإلكترونات حرة.

3- حركة الإلكترونات الحرة في الفلز )الموشل المعدني( هي التي تحدث التيار الكهربائي.

Conductors and insulatorsالموشالت والعوازل :

االأدوات :

قشيب نحاشي، مشطرة خشبية،

قشيب زجاجي، مطاط حديد، األمنيوم.

الخطوات :

1- شل الدائرة كما في الشكل.

2- شع المادة المراد اختبارها بين النقطتين اأ، ب.

ماذا تالحظ؟ ................................................................................................................................... .

3- شنف المواد من حيث توشيلها للتيار اأو عدمه، ثم دونها في الجدول التالي:

االستنتاج: تعتبر المعادن مواد ....................................................................................................... .

اأ

ب

مواد عازلـةمواد موسلـة

......................................................................................................................

......................................................................................................................

......................................................................................................................

الشكل )16-6(

161

فيزياء )1(

Electricity

الموسل الكهربي :

لمــاذا ؟ ) بالتعاون مع زمالئك اأجب عن ( :

تغلف االأسالك المعدنية بمادة عازلة؟

. ...........................................................................................................................................................

تسنع مقابص الزرادية من البالستيك اأو مادة لدنة؟

. ...........................................................................................................................................................

ينتهي القابض بطرفين معدنيين؟

. ...........................................................................................................................................................

تشتخدم اأشالك النحاض للتوشيل في الدوائر الكهربائية؟

. ...........................................................................................................................................................

تشنع مانعة الشواعق من مادة معدنية؟

. ...........................................................................................................................................................

اإذا تشنف المواد من حيث توشيلها للتيار الكهربائي اإلى

مواد موشلة ومواد عازلة وهنا مواد اأخرى تشمى اأشباه

الموشالت تشتخدم في الدوائر الكهربائية.

ابحث عن اأشباه الموشالت واأهميتها

في الدوائر الكهربائية.

الموســـل الكهربائـــى : هو مادة تحتوى على عدد كبير من الإلكترونات الحرة فتتحرك

بداخلها بشهولة.

بطاقة الجهاز :

الأجهزة عادة يدون على

معلومات الكهربائية

اأنظر للتشغيل مهمة

الشكل

نوع الجهاز )محول(

التيار الداخل متردد جهده

بين 100 و240 فولت

مشتمر الخارج التيار

جهده 4.2 فولت

القدرة القشوى

تردد الجهاز

التيار الخارج

162

Physics (1)

ومما شبق نالحظ اإن التيار الكهربائي ل يمر عبر جشم الإنشان اإل اإذا كان جشم الإنشان يقوم بدور غلق

الدائرة الكهربائية.

واأقل تيار يمكن لالإنشان الإحشاض به هو 0.001 مللي اأمبير، اإل اإنه ل يشبب اأذى للجشم ولكن كلما زادت

شدة التيار زاد الخطر الناشئ عن شعق الكهرباء ابتداء من الشعور بشدمة خفيفة اإلى شعق يشبب حروقا

وتوقفا لعشالت التنفض والقلب مما يشبب الوفاة.

saftey : السالمة في الكهرباء

لديك ــ مثال ــ مسباح لم يسيء مما يعني على وجود خلل في الدائرة الكهربائية، ما هي

االأسباب المحتملة بظنك ؟

. .............................................................................................................................................. -1

. ............................................................................................................................................... -2

. .............................................................................................................................................. -3

. .............................................................................................................................................. -4

تحدث الشدمة الكهربائية نتيجة مرور تيار كهربائي خالل الجشم، وشدة التيار المار عبر الجشم تعتمد

على كل من الجهد المشتخدم ومقاومة الجشم. والأخيرة يمكن لالإنشان التحكم بها، فاإذا كان الجشم

معزول عن الأرض تكون مقاومته كبيرة جدا ول يمر به تيار، الشكل ) 6-17 (. بينما اإذا كان مالمض لالأرض

اأو الجدار تكون مقاومته اأقل، اأما اإذا كان يقف على اأرض مبللة اأو يرتدي حذاء مبلال فاإن مقاومته تكون

شغيرة جدا وبالتالي يمر به تيار كبير جدا.

163

فيزياء )1(

Electricity

ولتجنب خطر السعق الكهربائي يجب االلتزام بقواعد السالمة التي منها :

1- يجب اأن تكون الأجهزة الكهربائية موؤرشة بشكل شحيح )المقشود بالتاأريض هو اتشال هيكل الجهاز

الكهربائي بالأرض عبر موشل( لماذا؟ انظر شكل)17-6(.

2- اإجراء الكشف الدوري على الأجهزة والتوشيالت الكهربائية والقواطع واشتبدال ما يتلف من الأشالك

والمفاتيح والقوابض.

3- عدم تشغيل عدة اأجهزة كهربائية على قابض واحد. لماذا؟

4- وشع اأشالك التوشيل المناشبة لكل جهاز فالأشالك الرفيعة مقاومتها كبيرة ول تشمح بمرور تيار كبير

وعدم اشتخدام اأشالك رفيعة لتشغيل اأجهزة تحتاج اإلى تيار عالي فاإن الأشالك تشخن وربما تحترق.

5- وشع قواطع اآلية تتناشب مقاومتها مع تيار الجهاز الموشل معها.

6- قطع التيار الكهربائي عن الدائرة الكهربائية اأثناء فترة

الشيانة لها. واإذا لم يتيشر ذلك فيجب الوقوف على اأرض

معزولة وجافة.

7- عند محاولة اإنقاذ المشعوق فيجب الحذر من لمض جشمه

مباشرة اإذا كان متشال بالتيار الكهربائي. لماذا؟

الشكل )18-6(

شكل )17-6(

164

Physics (1)

10- نشتخدم الشهيرة )الفيوز Fuise( لحماية الأجهزة الكهربائية بحيث يربط على التوالي شلك من

الرشاض ينشهر بشرعة عند حدوث التماض ويختلف قطر الشلك حشب شدة التيار المار في الدائرة.

ما فائدة انشهار الرشاض ؟

في حالة الأجهزة التي تعمل على خطين )220/110( فولت نفشل اشتخدام 220 فولت لأنه في هذه الحالة

يكون التيار المار اأقل ما يمكن )لماذا؟( وذلك لأن التيار هو المشوؤول عن اإتالف الأشالك الكهربائية نتيجة

الحمل العالي حيث تكون الطاقة الكهربائية التي يشتهلكها الجهاز ثابتة.

شكل )19-6(

8- ل تحاول لمض شلك في دائرة كهربائية من اأجل التاأكد من وجود تيار كهربائي فيه واإن كان ل بد من

ذلك فليكن بظهر اليد وليض بباطنها، وذلك لأن عشالت الجشم تنقبض مع وجود التيار الكهربائي،

فاإذا كان لمض الشلك في ظهر اليد اأدى انقباض العشالت اإلى ابتعاد اليد عن الشلك تلقائيا واإذا

كان لمض الشلك من خالل بطن اليد اأدى انقباض العشالت اإلى اإمشاك اليد بالشلك تلقائيا. انظر

شكل )19-6(.

9- تجهيز المباني بمانعة الشواعق التي تحميها من خطر الشواعق باإذن اهلل.

يخسر المواطنون ماليين الرياالت سنويا جراء عدم االأخذ باأساسيات السالمة .

اذكر تعليمات اأخرى.

قم بزيارة لمحطة اإنتاج طاقة كهربائية اإذا اأمكن، ثم اكتب تقريرا عن ذلك.

احسل على نسرة للسالمة في مجال الكهرباء من السركة السعودية الموحدة للكهرباء في منطقتك.

ناقسها مع زمالئك.

للبحث واالطالع

165

فيزياء )1(

1- عند دلك قسيب من االأبونيت يسحن بسحنة سالبة اأما الزجاج فيسحن عند دلكه بسحنات موجبة.

وتسمى هذه بالكهرباء الساكنة.

2- السحنات المختلفة تتجاذب والمتسابهة تتنافر.

3- تولـــد السحنـــات حولهـــا مجاال كهربائيا يمكـــن تمثيله على سكل خطوط وهميـــة خارجة من السحنة

الموجبة وداخلة للسحنة السالبة.

4- التيـــار الكهربائـــي هـــو سيـــل مـــن السحنـــات الكهربائية التي تتحـــرك بانتظـــام بسرعة معينـــة واتجاه

معين.

5- االتجاه االسطالحي للتيار الكهربائي هو حركة السحنات من القطب الموجب للسالب.

6- االتجاه الفعلي للتيار الكهربائي هو حركة االإلكترونات من القطب السالب للموجب.

7- ســـدة التيـــار الكهربائـــي هـــي كمية الكهربـــاء المارة بمقطـــع معين مـــن الموسل في الثانيـــة الواحدة

وتقاص سدة التيار بوحدة االأمبير.

8- التيار المستمر هو تيار ثابت السدة واالتجاه.

9- التيار المتردد هو تيار متغير السدة واالتجاه.

10- فـــرق الجهـــد بين نقطتين هو السغل المبذول لنقل كمية السحنة من نقطة الأخرى ويقاص بوحدة

الفولت.

11- المقاومة الكهربائية هي ممانعة الموسل لمرور التيار الكهربائي خالله وتقاص بوحدة االأوم.

12- تتكون الدوائر الكهربائية البسيطة من بطارية وقاطعة ومقاومة )اأي جهاز كهربائي(.

13- يستخدم االأميتر لقياص سدة التيار ويوسل في الدائرة على التوالي ، ويستخدم الفولتميتر لقياص

فرق الجهد الكهربائي ويوسل في الدائرة على التوازي

14- الموسالت هي المواد التي تحتوي ذراتها على عدد كبير من االإلكترونات الحرة فتتحرك بداخلها

بسهولة مما يسمح بمرور السحنات من خاللها.

15- مبادئ السالمة في الكهرباء مهمة للمحافظة على حياتنا من االأخطار وكذلك مهمة في المحافظة

على االأجهزة ذاتها.

تخير االإجابة السحيحة في كل مما ياأتي:1

اأ – يستخدم لقياص سدة التيار الكهربائي:

)1( الفولتميتر.

)2( الهيدرومتر.

)3( الأميتر.

)4(الترمومتر.

ب -جهاز فرق جهده 60 فولت وسل بين طرفيه جهازين على التوازي فيكون فرق الجهد الكلي:

)1(اأكبر من 60 فولت.

)2(اأقل من 60 فولت.

)3(يشاوي 60 فولت.

)4(مشاويا للشفر.

جـ – تتناسب المقاومة الكهربائية لناقل:

)1(طرديا مع طوله وعكشيا مع مشاحة مقطعه.

)2(طرديا مع طوله ومشاحة مقطعه.

)3(عكشيا مع طوله ومشاحة مقطعه.

)4(عكشيا مع طوله وطرديا مع مشاحة مقطعه.

د – جميع االأجهزة التالية من مكونات الدوائر البسيطة ماعدا:

)1(البطارية.

)2(القاطعة.

)3(الأميتر.

)4(المقاومة.

166

Physics (1)

2

3

4

5

6

7

8

9

قارن بين االتجاه االسطالحي والفعلي للتيار الكهربائي.

سنف المواد التالية من حيث توسيلها للتيار الكهربائي:

الفلين – المطاط – الفشة – الحديد – البالشتيك – الكربون.

فسر ما ياأتي تفسيرا علميا:

اأ - تشخن البطاريات عند اشتخدامها لفترة طويلة.

ب - الوقوف على اأرض جافة ومعزولة يقي من خطر الشعق الكهربائي باإذن اهلل.

ج - يخرج من اأغلب الأجهزة الكهربائية مثل الثالجة وغشالة المالبض 3 اأشالك.

د - توشل الأجهزة الكهربائية في المنازل على التوازي.

ه - الطاقة الكهربائية من المشادر النظيفة للطاقة.

سمي االأجهزة ) اأ ، ب ، جـ ( في الدوائر المرسومة اأمامك في السكل ) 20-6( .

اأج

ب

سجل تعليمات موجهة الأفراد عائلتك وزمالئك توسح لهم:

اأ- ترشيد اشتهالك الطاقة الكهربائية.

ب- تجنب اأخطار التيار الكهربائي وكيفية التعامل مع الدوائر الكهربائية.

عدد بعص االأجهزة الكهربائية التي تحول الطاقة الكهربائية اإلى سكل اآخر من الطاقة.

اقترح تجربة الإثبات فائدة الجذب والتنافر الكهربائي.

من خالل دراستك للعالقة بين المقاومة الكهربائية وسدة التيار اقترح طريقة للتقليل

من التيار المار خالل جهاز معين.

شكل )20-6(

167

فيزياء )1(

12

11

10

ما معنى الربط الكهربائي بين المدن والدول ؟ ما فائدته؟13

ماذا يحدث لالأجهزة الكهربائية التي تسغل على خط 110 فولت وتوسل على خط 220

فولـــت ؟ فســـر ما يحدث . كيف يمكن اإسالحها ؟ مـــاذا يحدث لو كان الوسع بالعكص؟

ماذا تفعل لكي تحل اختالف جهد المسدر وجهد الجهاز؟

تاأمل السورة اأمامك في السكل ) 20-6( !

اأ - ارشم تمثيال للدائرة الكهربائية.

ب - ما نوع توشيل البطاريات؟

ج- اإذا كانت القوة الكهربائية للبطارية الواحدة 1.5 فولت، كم القوة الكلية؟

د - اإذا عكشت اأقطاب اأحد البطاريات، كم القوة الكلية؟ هل يشيء المشباح؟ )نفذ ذلك في

المختبر(.

شكل )20-6(

سنف مسادر التيار التالية : )متردد ، مستمر(

بطارية الشيارة - تيار المنزل - تيار الخارج من شاحن الجوال - بطاريات الأجهزة.

168

Physics (1)



1- تسرح ظاهرة المغناطيسية.

2- تحدد اأقطاب المغناطيص عمليا.

3- تتوسل عمليا اإلى اأن للتيار الكهربائي مجال مغناطيسي.

4- تستنتج عمليا سكل خطوط المجال المغناطيسي:

- قشيب مغناطيشي.

- مغناطيض على شكل حدوة الفرض.

- شلك مشتقيم يمر به تيار كهربائي.

Magnetism

170

Physics (1)

المغناطيسية

Magnetismالمقــــدمة:

شنتناول في هذا الفشل - باإذن اهلل - الظاهرة المغناطيشية حيث تتعرف على بعض خواض

المغناطيض، وكيفية تحديد اأقطاب المغناطيض عمليا وبالتالي رشم المجال المغناطيشي لبعض

اأشكال المغناطيض والتوشل اإلى الأثر المغناطيشي للتيار الكهربائي. والذي يعد من اأبرز اكتشافات

الرابع عشر الهجري و القرن العشرين الميالدي.

المغناطيسية:

لقد وقف الإنشان في القرون الماشية حائرا مشدوها اأمام ظاهرة المغناطيشية، فهو يرى قطعا حديدية

ومعدنية تنجذب نحو قشيب معدني بدون اأي قوة اأو رابط ولم يشتطع اأن يفشر ما يشاهد فعزاه اإلى الشحر

والقوة الخفية.

وقد كان للمنهج التجريبي الذي انطلقت بوادره على اأيدي العلماء المشلمين دور كبير في تقدم العلم والوشول

اإلى كثير من التفشيرات للظواهر الكونية على اأشض علمية قائمة على المنطقية والواقعية والشتدلل حيث

تمكن علماء الغرب التعرف على ظاهرة المغناطيشية وتفشيرها ومن ثم تشخيرها لخدمة البشرية وفق

اإرادة اهلل شبحانه.

مغناطيض طبيعي )اأكشيد الحديد(

شكل )1-7(

نساط 1-7

171

فيزياء )1(

Magnetism

خذ قشيب مغناطيض وقربه من المواد التالية:

قطعة حديد – قطعة خشب – قطعة نحاض – قطعة نيكل – قطعة زجاج.

- ماذا تالحظ؟ ........................................................................................................................... .

- ماذا تستنتج؟ ........................................................................................................................... .

تكمن الخاشية المغناطيشية في قدرة المغناطيض على جذب بعض المواد اإليه.

مثل ................................................................................................................................................. .

شنف المواد مغناطيشيا. مع ذكر اأمثلة لكل نوع.

........................................................................................................................

........................................................................................................................

........................................................................................................................

طرق الحسول على مغناطيص:

يمكن الحسول على المغناطيص بطريقتين:

كيف يتم تشنيع المغناطيض

بالتاأثير؟

المغناطيض الطبيعي المشتخرج من باطن الأرض وهو

.Fe o المعروف باأكشيد الحديد المغناطيشي

المغناطيض المنتج شناعيا ومن طرق اإنتاجه : الدلك، التاأثير

الكهربائي.

3 4

شكل )2-7(

1-7

شكل )7-3( بوشلة

(1-7)

172

Physics (1)

مستعينا بخبراتك السابقة نفذ االأنسطة التالية:

ماذا تعرف عن البوسلة؟ هل باإمكانك سناعة بوسلة؟

....................................................................................................

....................................................................................................

....................................................................................................

الهدف منه:

1( تشنيع اإبرة مغناطيشه بطريقة الدلك.

2( تشنيع مغناطيض باشتخدام التيار الكهربائي.

خواص المغناطيص:

لو اأخذنا قشيب مغناطيشي وعلقناه من منتشفه بخيط وتركناه حرا، فاإننا نالحظ اأنه يتخذ اتجاه

محدد. واإذا حاولنا اإبعاده عن هذا التجاه بعدة اأنماط من الحركة، ثم تركناه فاإننا نالحظ اأنه يعود اإلى

نفض التجاه.

حـــدد مـــع زمالئك فـــي السف االتجاه الـــذي ياأخذه المغناطيـــص معتمدين على معلوماتكـــم الجغرافية

وميـــز طرفـــاه باإعطـــاء كل اتجـــاه لـــون )اأزرق ، اأحمر( ثم سمـــي االأطراف نسبـــة اإلى االتجـــاه الذي تسير

اإليه.

كرر الأمر الشابق على عدة مغانط اأخرى بحيث ياأخذ كل اتجاه نفض اللون.

ما سبب اتخاذ المغناطيص هذا الوسع دائما؟

لماذا تسمى اأطراف المغناطيص باالأقطاب؟

173

فيزياء )1(

Magnetism

نساط 3-7

نساط 2-7

تعرف على خواص المغناطيص باإجراء االأنسطة التالية:

نفذ نساط تتمكن من خالله اكتساف ما يحدث بين االأقطاب المتسابهة والمختلفة.

مما سبق تستنتج اأن المغناطيص يمتاز بخسائص عدة من اأهمها:

1- اأن المغناطيض يتكون من ...................................................................... .

2- اأن الأقطاب المتشابهة ............................................... والمختلفة ........................................................ .

3- ل يمكن فشل ...................................................................... .

4- تتركز قوة المغناطيض في ...................................................................... .

خذ برادة حديد/ ورقة / قشيب مغناطيشي.

شع الورقة فوق قشيب المغناطيض وقم برض برادة

الحديد على الورقة.

ماذا تالحظ؟ ..................................................................

. ............................................................................................

تابع العرض العلمي لعملية فشل قطبي المغناطيض ثم دون

النتائج كحقيقة علمية.

...................................................................................................

. ................................................................................................

شكل )7-4( اتجاه المجال المغناطيشي

في قشيب

شكل )7-5( المغناطيض دائما

له قطبين

174

Physics (1)

الهـــدف مـــن النســـاط التعرف علـــى اأســـكال المجـــال المغناطيسي

لعدة مغانط مختلفة .باستخدام برادة حديد.

- شع ورقة فوق المغناطيض، ثم رض برادة الحديد.

- قم برشم المجال الناتج.

..................................................................................................

- ما نوع المجال؟

..................................................................................................

نساط 4-7

المجال المغناطيسي:

هو الحيز المحيط بالمغناطيض والذي تظهر فيه اأثر القوة

المغناطيشية.

ويمكن تمثيله بخطوط تشمى خطوط المجال المغناطيشي وهذا

المجال اإما اأن يكون:

- منتظم اإذا كانت خطوطه مشتقيمات متوازية.

- غير منتظم اإذا كانت خطوطه منحنية.

ظاهرة تحتاج اإلى تفسير:

قرب اأحد طرفي قشيب مغناطيشي من اإبرة بوشلة تالحظ انحراف الإبرة.

- اأثر على الإبرة من الطرف الآخر تالحظ انحراف الإبرة باتجاه معاكض لالأول. ومما لشك فيه اأنك

تشتطيع شرح هذه الظاهرة. ولكن قم باإجراء النشاط التالي.

شكل )7-6( شكل خطوط المجال

المغناطيشي لقشيب

شكل )7-7( اأشكال المجال

المغناطيشي

175

فيزياء )1(

Magnetism

نساط 5-7

االأدوات:

شلك توشيل، بطارية، قاطعة، بوشلة.

الخطوات:

- شل الدائرة الكهربائية كما في الشكل.

- شع الشلك فوق البوشلة بحيث يكون موازي لتجاه الإبرة

ثم اأغلق القاطعة.

- ارشم على الدائرة اتجاه شريان التيار.

- ماذا تالحظ؟ ...................................................................... .

- اعكض وشع البطارية وارشم اتجاه شريان التيار وتاأكد من

وشع الشلك على البوشلة كما شبق، ثم اأغلق القاطعة.

- ماذا تالحظ؟ ...................................................................... .

ما هو تفسيرك لهذه الظاهرة؟ .................................................

.................................................................................................

. ..........................................................................................

المغناطيسية .. الوجه االآخر للكهرباء:

اكتشف العالم اأورشتد عام 1820م اأن شريان التيار الكهربائي في شلك يوؤدي اإلى تولد مجال مغناطيشيا

يماثل تماما المجال الناتج عن قشيب مغناطيض يتركز تاأثيره بالقرب من الشلك ويقل كلما ابتعدنا، ويمكنك

معرفة شكل هذا المجال من خالل النشاط التالي:

شكل )7-8( التاأثير الكهربائي على

اتجاه البوشلة

176

Physics (1)

نساط 7-7

نساط 6-7

االأدوات:

شلك نحاشي شميك، بطارية 12فولت، ورق مقوى، برادة

حديد.

الخطوات:

- شل الدائرة كما في الشكل )9-7(.

- اأغلق القاطعة ،ثم قم برض برادة الحديد على الورق المقوى

- هز الورقة ببطء.

- ما هو سكل المجال الناتج والمكون ببرادة الحديد؟

- لماذا يمكنك القول باأن المجال الناتج هو مجال

مغناطيشي؟

اإذا كانت االإلكترونات المتحركة تولد مجاال مغناطيسيا فهل يولد

المغناطيص المتحرك مجاال كهربائيا؟

نفذ النشاط التالي:

خذ قشيبا مغناطيشا ،شلكا ملفوفا بشكل حلزوني، اأميتر

وشل طرفي الشلك بالأميتر اأدخل واأخرج المغناطيض في داخل لفات

الشلك بحركة شريعة راقب موؤشر الأميتر ..........................................

لماذا يمكنك القول باأن تيارا كهربائيا قد تولد من المغناطيض

المتحرك؟

شكل )7-9( شكل المجال

المغناطيشي في شلك

شكل )7-10( تيار تاأثيري

نتيجة مغناطيض متحرك

177

فيزياء )1(

Magnetism

من خالل هذه الظواهر اشتطاع العلماء اأن يتوشلوا اإلى اأن لالإلكترونات التي تدور حول النواة دورا اأشاشيا

في توليد المجالت المغناطيشية والكهربية.

ومن التطبيقات على اشتعمال المغناطيض في حياتنا اليومية البوشلة، الجرض الكهربائي، اأما الشتخدمات

الحديثة فمن اأمثلتها : القطارات المغناطيشية ، الأقراض الممغنطة وغيرها

يقـــال اأن االأرـــص عبـــارة عـــن مغناطيص كبيـــر ناقص هذه

المقولة علميا مبينا الخواص المغناطيسية لالأرص.

........................................................................................................

........................................................................................................

تســـــــــــــاوؤالت عــامـــــة :

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................

شكل )7-11( اتجاه المجالت

المغناطيشية حول الأرض

2-7

ابحث عن بعص التطبيقات الحديثة للمغناطيص وقدم عرسا لزمالئك في السف.

5

6

7

3

1

2

4

8

9

10

1- المغناطيـــص عبـــارة عـــن مـــادة اأكسيـــد الحديـــد المغناطيســـي ) ( وله خاسية

جذب المواد الحديدية ويمكن الحسول عليه سناعيا.

2- للمغناطيص قطبان سمالي وجنوبي وال يمكن فسلهما مهما سغر المغناطيص.

3- االأقطاب المتسابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب.

4- التيار الكهربائي المار في مستقيم يولد مجاال مغناطيسيا يظهر على سكل دوائر مركزية

حول السلك.

5- المجـــال المغناطيســـي هو الحيز الذي تظهـــر فيه اأثر القوة المغناطيسية ويمكن اأن يكون

منتظما اأو غير منتظما.

6- االأرص تمثل مغناطيص كبير يوؤثر على االإبرة المغناطيسية ويجعلها تتخذ اتجاه السمال

والجنوب تقريبا.

7- يختلف سكل المجال باختالف اأسكال المغناطيص ومسادره.

178

Physics (1)

5

6

7

3

ما المقسود بالخاسية المغناطيسية للتيار الكهربائي؟

عرف المجال المغناطيسي مبينا نوع المجال المغناطيسي االأرسي.

ناقص ما تساهده في السور التالية مناقسة علمية.

يقـــال اأن المجـــال المغناطيســـي الناتـــج عن التيـــار الكهربائـــي ليص له اأقطـــاب! بين سواب

اأوخطاأ هذه المقولة بطريقة عملية مستخدما االأسلوب العلمي لحل المسكلة.

ما المقسود بقولنا اأن المغناطيص ثنائي القطبية؟

كيف يمكن تعيين القطب السمالي والجنوبي لمغناطيص كروي؟

يواجـــه بعـــص المسلميـــن عنـــد سفرهـــم مسكلة تحديـــد القبلة، كيـــف يمكنـــك معالجة هذا

الموقف؟

سنف المواد التالية من حيث درجة تاأثرها بالمغناطيص.

األمنيوم – نحاض – خشب – ماء – زيت زيتون.

يستخدم المغناطيص العادي في اأجهزة كثيرة اذكر بعسا منها مع السرح المبسط.

اأبراج الكهرباء تحمل جهدا عاليا )30 األف فولت اأو اأكثر ( مما ينتج تيارا عاليا ، ارسم سكل

المجـــال المغناطيســـي الناتج. هل ذلك المجـــال يمثل سررا على االإنســـان؟ ناقص ذلك

مع اأستاذك.

1

2

4

8

9

10

179

فيزياء )1(

180

Physics (1)

األبيـــر ، مطلـــق. )1998 م( التجـــارب االأساسيـــة الميســـرة لعلوم/مكتبـــة لبنـــان )الطبعـــة -1

االأولى(.

اأوكســـالد. كريـــص 1993 م معجـــم الفيزيـــاء المســـور. اأكاديميـــا. بيـــروت لبنـــان. دار الكتاب -2

العربي.

البخاري. محمد )1412 هـ( – سحيحي البخاري. دار الكتب العلمية/ بيروت لبنان. -3

بقطـــر. جوزيـــف واآخـــرون. السامل في الطبيعـــة )خواص المادة والحـــرارة( دار المستقبل -4

للنسر والتوزيع مسر.

بولتون. العلوم الفيزيائية للفنيين. دار ماكجروهيل للنسر )المملكة المتحدة( لمتد. -5

حويص. د. بهيج مال موسوعة الزاد. دار النسر برسلونة اأسبانيا. -6

الخطيـــب. اأحمـــد سفيق واآخرون )1966 م( موسوعـــة التطبيقات العلمية الميسرة )العلوم -7

الفيزياء والكيمياء( مكتبة لبنان. ناسرون طبعة اأولى بيروت لبنان.

خورسيـــد. محمـــد عبد العزيز واآخـــرون )1997 م( الوسام في الفيزياء. دار غريب للطباعة -8

والنسر.

السكـــري. اأسامـــة واآخرون )1417 هــــ . دائرة المعارف ـ القرن الحـــادي والعسرين ترجمة: -9

جمال سليمان واآخرون - دار الكتاب اللبناني، بيروت - لبنان - الطبعة االأولى.

11- سويلـــم. محمـــد عطيـــة واآخـــرون )1419 / 1999 م(. الفيزيـــاء العامـــة دار الفكـــر للطباعة

والنسر والتوزيع الطبعة الثانية. عمان االأردن.

12-السويخـــات. اأحمـــد واآخـــرون )1416 هــــ(. الموسوعـــة العربيـــة العالميـــة، موؤسســـة اأعمـــال

الرياص، المملكة العربية السعودية.

13- السيبانـــي. خســـر محمـــد )1416/ 1996م( الفيزيـــاء لالأدبـــاء الـــدار السعوديـــة للنســـر

والتوزيع.

14- سالح. سامي طه واآخرون )1997م( المثالي في الفيزياء مكتبة مسر – القاهرة.

15- عبد الباقي. محمد فوؤاد المعجم المفهرص الألفاظ القراآن.

16- عمار. اأحمد سوقي اأساسيات الفيزياء دار الراتب الجامعية.

17- عويسة. محمود اأحمد واآخرون )1414 هـ/ 1994م( الفيزياء للسف التاسع وزارة التربية

والتعليم المديرية العامة للمناهج وتقنيات التعليم. الطبعة الثانية عمان االأردن.

18- الفهاد. د. مروان بن اأحمد )1420هـ / 1999م( الفيزياء النظرية االأساسية. الطبعة االأولى

مكتبة العبيكان. الرياص. المملكة العربية السعودية.

19- كريغ. اأنابل واآخرون الموسوعة العلمية )موؤسسة االإيمان(.

20- كنت. اأماندا واآخرون 1986م مدخل اإلى الفيزياء الطبعة الأولى.

21- موريـــص كارول )1418 هــــ/ 1997م( دليل االختراعات واالكتسافـــات الدار العربية للعلوم.

الطبعة االأولى.

22- الموسوعة الحديثة )199م( سيلكا سويسرا.

24- وزارة التربية والتعليم. )1419هـ( الكيمياء والفيزياء للسف السابع من التعليم االأساسي.

مطابع الكتاب المدرسي. اليمن.

25- عبـــد القـــادر )1996م( المعـــارف الحديثـــة - ترجمـــة - عبـــد الجليـــل اليوسفـــي واآخرون -

منسورات عكاظ الرباط - المغرب.

Serway, Physics for Scientists and Engineers, Fourth Edition - 26

Scott Forseman, Science, Addition Wesly Educational Publishers Inc. 2000 - 27

181

فيزياء )1(

نموذج قياس مباشر ـــ تقرير عملي

اســـــم الطالــب : اســــم المقــرر :

العام الدراسي : اسم المدرسة :

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

الوحدة :اسم الكمية المقاسة :

دقة الجهاز )اأقل قيمة يقراأها( :اسم الجهاز المستخدم :

القــــراءات :

..........................................................مسلسل

-1

-2

-3

المتوسط =

مقدار الخطاأ = ±

مالحظات :

نموذج قياس عملي لكمية فيزيائية غير مباشرة )تقرير عملي(

اســـم الطــالــب : اســــــم المقــرر :

العام الدراسي : اسم المدرسة :

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

l اسم الكمية المراد اإيجادها :

: المستخدمة · االأدوات المستخدمة: الرموز وسرح الوحدات كتابة مع المستخدم · القانون

القــــراءات :

م

-1

-2

-3

-4

المتوسط =المتوسط =

الحسـابــات :

نسبة الخطاأ المئوي) اإن وجد(

مالحظات :

l )يمكن استخدام الرسم البياني حسب طبيعة التجربة(

مت بحمد اهلل

اأسرف على التسميم الفني والتعليمي

اأ. عبدالعزيز بن اإبراهيم الريص

الفيزياء

Documents