حل الفصل الثاني الحركة والقوى والآلات البسيطة علوم أول متوسط
الفصل الثاني : الحركة والقوى والآلات البسيطة
الدرس الأول
الحركة
الفكرة الرئيسة : يتسارع الجسم عندما يتغير مقدار سرعته أو أتجاه حركته
الحركة
السرعة
تخيل أنك متزلج على لوح ذي عجلات وتتجه مسرعاً إلى الأسفل في مسار نصف دائري سوف يخفق قلبك كلما زادت سرعتك وعند وصولك غلى أخفض جزء ستكون مسرعاً إلى درجة الشعور بالإثارة وربما الخوف وعندما تغير اتجاهك صاعداً الجانب الأخر سوف تقل سرعتك وعند وصولك إلى قمة المنحدر فأنك تكاد تتوقف عن الحركة ويمكنك التوقف بسهولة إن أردت وأن تعود متسارعاً ثانية نحو أسفل المسار ولفهم كيف تصف حركة معقدة كهذه فكر في حركة أبسط مثل حركة الدراجة ولوصف سرعة الدراجة عليك أن تعرف شيئين عن حركتها الأول المسافة التي قطعتها والثاني الزمن الذي احتاجت إليه لتتحرك هذه المسافة
السرعة المتوسطة
يستطيع راكب الدراجة أن يتسارع أو يتباطأ عدة مرات خلال فترة زمنية معينة ومن طرائق وصف حركة راكب الدراجة استخدام السرعة المتوسطة ولحساب السرعة المتوسطة نقسم المسافة التي قطعتها على الزمن الذي استغرقه في قطع تلك المسافة الذي استغرقه في قطع تلك المسافة ولأن السرعة المتوسطة تحسب بقسمة المسافة على الزمن فأن وحدتها تكون وحدة مسافة مقسومة على وحدة زمن ومن ذلك ان وحدة سرعة الدراجة هي متر في الثانية بينما وحدة سرعة السيارة هي عادة كيلومتر في الساعة
السرعة اللحظية
تعد السرعة المتوسطة مفهوما مفيدا إذا لم تكن مهتماً بتفاصيل الحركة افترض أنك قطعت في رحلة طويلة مسافة 460 كم في 8 ساعات إن سرعتك المتوسطة 80 كم / ساعة حتى لة كنت تعطلت لبعض الوقت بسبب الزحام مثلاً وإذا كنت تتسارع أو تتباطأ أحياناً فقد يكون من المفيد معرفة سرعتك عند لحظة معينة ولتجنب تجاوز حدود السرعة القصوى المسموح بها في الطريق فأن السائق بحاجة إلى معرفة سرعته اللحظية أي سرعته عند لحظة معينة ويبين عداد سرعة السيارة السرعة اللحظية للسائق
*ماالفرق بين السرعة اللحظية والسرعة المتوسطة ؟
السرعة اللحظية : هي سرعة عند لحظة معينة
السرعة المتوسطة : هي السرعة خلال فترة زمنية
السرعة الثابته
أحياناً يتحرك جسم ما لفترة زمنية قد تطول أو تقصر بحيث لا تتغير سرعته اللحظية إذا لم تتغير السرعة اللحظية فأن الجسم يتحرك بسرعة ثابته وفي هذه الحالة فأن السرعة اللحظية والسرعة المتوسطة تكونان متساويتين
حساب المسافة
إذا تحرك الجسم بسرعة ثابته فأن المسافة التي يقطعها في فترة زمنية محددة يمكن حسابها من معادلة السرعة المتوسطة فأذا ضربت طرفي هذه المعادلة في الزمن فسوف تحصل على المعادلة التالية
معادلة المسافة
المسافة المقطوعة= السرعة المتوسطة * الزمن
السرعة المتجهة
افترض أنك تمشي بسرعة ثابته في شارع ما متجهاً شمالاً وعند تقاطع طرق توجهت نحو الشرق وبدأت السير بالسرعة نفسها لقد تغيرت حركتك رغم أن سرعتك بقيت قيمتها ثابته لكي تصف حركتك بصورة كاملة عليك أن تحدد السرعة التي كنت تسير بها وكذلك اتجاه حركتك فالسرعة المتجهة لجسم ما هي مقدار سرعة ذلك الجسم واتجاه حركته وبذلك تتغير السرعة المتجهة لجسم ما إذا تغير مقدار سرعته أو تغير اتجاه حركته أو كلاهما
التسارع
عند قمة منحدر يكون المتزلج في حالة سكون أي أن سرعته صفر وعند النزول تزداد سرعته أكثر فأكثر ولو كان المنحدر اكثر ميلاً فأن سرعته سوف تزداد بمقدار أكبر كيف تصف تغير السرعة في هذه الحالة ؟ وكما ان السرعة تصف تغير المسافة مع الزمن فأن التسارع يصف كيف تتغير السرعة مع الزمن التسارع هو التغير في السرعة التجهة مقسوماً على الزمن اللازم لهذا التغير أمثلة على التسارع عندما يتغير مقدار السرعة بينما يبقى اتجاه الحركة ثابتاً ولتحديد اتجاه التسارع نأخذ باللاعتبار ما يحدث للسرعة فأذا كانت السرعة تزايد فالتسارع في اتجاه السرعة وإذا كانت تتناقص فالتسارع في عكس اتجاه السرعة
*صف طريقتين تتغير فيهما حركة جسم عندما يتسارع ؟
يمكن أن أغير من اتجاه حركة جسم أو ان أغير من سرعته
قوانين نيوتن للحركة
القوة
ما الذي يحرك الأجسام ؟إذا أردت الجلوس على المائدة فأنك تسحب الكرسي بعيداً عن الطاولة قبل أن تجلس ثم تدفعه تحت الطاولة عندما تغادر انك تؤثر بقوة فب الكرسي لتحركه فالقوة اما دفع أو سحب وتقاس القوة بوحدة نيوتن في النظام الدولي للوحدات
القوة والتسارع
تتغير حركة جسم ما يجب أن تؤثر فيه بقوة ونعمل على تسارعه فعندما نقذف كرة مثلاً فأن يدك تؤثر بقوة في الكرة وتؤدي إلى زيادة سرعتها ويقال عندئذ إن الكرة تسارعت تعمل القوة كذلك على تغيير اتجاه حركة الكرة فبعد أن تغادر الكرة يدك تغير مسارها في أثناء تحليق الكرة تكةن تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية لذلك يكون تسارع الكرة إلى الأسفل فتتناقص سرعتها حتى تصبح صفراً عند قمة مسارها ثم تغير اتجاه حركتها فتصبح السرعة باتجاه التسارع نفسه فتتزايد سرعة الكرة هابطة إلى الأسفل تذكرأن تغير اتجاه حركة جسيم يعني أنه في حالة تسارع أن قوة الجاذبية سببت تسارع الكرة وفي كل مرة تتغير سرعة جسيم ما أو يتغير اتجاه حركته أو يتغير معاً فأن قوة ما تكون قد أثرت في هذا الجسم
القوى المتزنة وغير المتزنة
قد تؤثر مجموعة من القوى في جسيم ما دون ان تحدث تغيراً في حركته إذا ضغطت أنت وصديقك بقوتين متساويتين على الباب وكانت القوتان متعاكستان فأن الباب لا يتحرك تكون القوى متزنة إذا الغي بعضها أثر بعض ولم تسبب تغيراً في حركة الجسم فأذا لم تلغ بعض القوى أثر بعض فأنها تكةن غير متزنة
جمع القوى
إذا أثرت في الجسم أكثر من قوة فكيف تكون حركة هذا الجسم ؟للأجابة عن ذلك نوحد هذه القوى في قوة واحدة تسمى القوة المحصلة وهي التي تحدد حركة هذا الجسم فكيف تحدد هذه القوى لتكون القوة المحصلة ؟إذا كانت القوى في الاتجاه نفسه فأنها تجمع لتعطي القوة المحصلة وإذا كانت قوتان متعاكستان في الاتجاه فأن القوة المحصلة تساوي الفرق بينهما وتكون في اتجاه القوى الكبرى أو تساوي صفراً إذا كانت القوتان المتعاكستان متساويتين
قوانين الحركة لنيوتن
القانون الأول لنيوتن
لو أنك دفعت كتاباً على سطح الطاولة أوعلى أرض الغرفة فأنه ينزلق ثم لا يلبث أن يتوقف وكذلك لو ضربت كرة الجولف فأنها تصطدم بالأرض وتتدحرج ثم لا تلبث أن تتوقف ويبدو أن أي جسم تحركة يتوقف بعد فترة ربما تستنتج من ذلك أن الجسم لكي يستمر في حركته لابد من التأثير فيه بقوة وبصورة مستمرة أن هذا الاستنتاج غير صحيح أدرك نيوتن وقبله مجموعة من العلماء أنه يمكن لجسيم ما أن يكون متحركاً دون أن تؤثر فيه القوة المحصلة ينص قانون نيوتن الأول لنيوتن على أن الجسم المتحرك لا يتغير حركته ما لم تؤثر فيه قوة محصلة
