حل الفصل الاول مدخل الى علم الفيزياء فيزياء 1 نظام المقررات البرنامج المشترك
الرياضيات و الفيزياء
السؤال : أعد كتابة المعادلات المستخدمة في حل المسائل التالية ثم احسب المجهول:
السؤال : وصل مصباح كهربائي مقاومته 50.0 Ω في دائرة كهربائية مع بطارية فرق جهدها 9.0 volts . ما مقدار التيار الكهربائي المار في المصباح ؟
الجواب :
السؤال : إذا تحرك جسم من السكون بتسارع ثابت aفإن سرعته بعد زمن مقداره t تعطى بالعلاقة vf=at .ما تسارع دراجة تتحرك من السكون فتصل سرعتها الى 6 أمتار لكل ثانية خلال زمن قدره 4 ثواني ؟
الجواب :
السؤال : ما الزمن الذي تستغرقه دراجة نارية تتسارع من السكون بمقدار 0.400 m/s2 , حتى تبلغ سرعتها 4.00 m/s ؟
الجواب :
السؤال : يحسب الضغط P المؤثر في سطح ما بقسمة مقدار القوة F المؤثرة عاموديا على مساحة السطح A حيث . فإذا أثر رجل وزنه 520 N يقف على الأرض بضغط مقداره 32500 N/m2 فما مساحة نعلي الرجل ؟
الجواب :
السؤال : رياضيات : لماذا توصف المفاهيم في الفيزياء بواسطة المعادلات الرياضية ؟
الجواب : الصيغة الرياضية مختصرة ونستطيع استخدامها لتوقع قيم بيانات جديدة
السؤال : تعطى القوة المؤثرة على شحنة تتحرك في مجال مغناطيسي بالعالقة F Bqv = حيث تمثل كل من: kg.m/s بوحدة المؤثرة القوة F 2 A.s بوحدة الشحنة q m/s بوحدة السرعةv B كثافة الفيض المغناطيسي بوحدة T) telsa.)
ماوحدة T معبرا عنها بالوحدات أعلاه ؟
الجواب :
السؤال : مغناطيسية : أعد كتابة المعادلة f= B q v للحصول على v بدلالة كل من F و q و B .
الجواب :
السؤال : التفكير الناقد : القيمة المقبولة لتسارع الجاذبية الأرضية هي(m/s2 9.0 ) .وفي تجربة لقياسها باستخدام البندول حصلت على قيمة(m/s2 9.4 ) ,هل تقبل هذه القيمة ؟فسر اجابتك
الجواب : لا ، لأن القيمة 9.8 تم اعتمادها و إقرارها بعد عدد كبير من التجارب و القياسات و يمكن ان يكون أحد العوامل الأخرى هو سبب التغير في هذه القيمة مثل الاحتكاك او مقدار المتغيرات في دقة القياس
القياس
السؤال : كم MHz في 750kHz؟
الجواب : (750x1000)÷1000000=0.75 MHz
السؤال : حول 5201 cm إلى Km
الجواب : 5201÷(100x1000)=5.201x10-2 Km
السؤال : كم ثانية في السنة الميلادية الكبيسة ( السنة الكبيسة 366 يوما )؟
الجواب :
السؤال : حول السرعة 5.30 m/s الى km/h . ؟
الجواب : (5.3x60)÷1000=0.318 Km/h
السؤال : مغناطيسية بروتون شحنته 1.6x10-19 يتحرك بسرعة 2.4x105 ) m/s ) عاموديا على مجال مغناطيسي شدته 4.5 T . لحساب القوة المؤثرة في البروتون :
14) الضبط بعض المساطر الخشبية لا يبدأ صفرها عند الحافة , وإنما بعد عدة ملمترات منها . كيف يؤثر هذا في ضبط المسطرة ؟
إذا بدأ التدريج من حافة المسطرة ستختفي علامات الملمتر الأول والثاني إذا تلف طرف المسطرة .
a- عوض بالقيم في المعادلة التي ستسخدمها هل الوحدات صحيحة ؟
الجواب : نعم صحيحة
b- إذا كتبت القيم باستخدام الرموز العلمية mx10 n . احسب جزء المعادلة الذي يحتوي على 10n لتقدير قيمة الجواب
الجواب : 3.84x10-14
c- حسب الجواب وتأكد منه بمقارنته بتقديرك في b.
الجواب : قريب جدا منه
السؤال : الضبط: بعض المساطر الخشبية لا يبدأ صفرها عند الحافة، إنما بعد عدة ملليمترات منها. كيف يؤثر هذا في ضبط المسطرة؟
الجواب : إذا بدأ التدريج من حافة المسطرة مباشرة ستختفي علامات المليمتر الأول والثاني إذا تلف طرف المسطرة
السؤال : الأدوات لديك ميكروميتر (جهاز يستخدم لقياس طول الأجسام أو قطرها إلى أقرب 0.01 mm) منحنى بشكل سيئ . كيف تقارنه بمسطرة مترية ذات نوعية جيدة , من حيث الدقة والضبط ؟
الجواب : سيكون أكثر دقة ولكنه أقل ضبطا .
السؤال : اختلاف زاوية النظر هل يؤثر اختلاف زاوية النظر في دقة القياسات التي تجريها ؟ وضح ذلك .
الجواب : لا ,فهو لا يؤثر في وضوح التدرجات .
السؤال : الأخطاء أخبرك صديقك أن طوله 182 cm ,وضح مدى دقة القياس .
الجواب : سيكون طوله بين 181.5 cmو 182.5 cm
السؤال : الدقة صندوق طوله 19.2 cm وعرضه 18.1 cm وارتفاعه 20.3 cm .
a- ما حجم الصندوق ؟
الجواب : (19.2)(18.1)(20.3) = 7054.656
= 7.06x103 cm2
b - ما دقة قياس الطول ؟ وما دقة قياس الحجم ؟
الجواب : الطول إلى اقرب واحد من عشرة من السنتيمتر , 10 cm .
c- ما ارتفاع مجموعة من 12 صندوقا ؟
الجواب : 243.6
d- ما دقة قياس ارتفاع الصندوق مقارنة بدقة قياس ارتفاع 12 صندوقا ؟
الجواب : إلى أقرب واحد من العشرة من السنتيمتر .
السؤال : التفكير الناقد كتب زميلك في تقريره أن متوسط الزمن اللازم ليدور جسم دورة كاملة في مسار دائري هو 65.414 s . وقد سجلت هذه القراءة عن طريق قياس زمن 7 دورات باستخدام ساعة دقتها 0.1 s . ما مدى ثقتك في النتيجة المدونة في التقرير ؟وضح اجابتك .
الجواب : لن تتجاوز دقة النتيجة اقل دقة للقياسات متوسط زمن الدورة المحسوب يتجاوز دقة القياس المتوقعة من الساعة .لذا فإن النتيجة المدونة في التقرير ليست موثوقة
التقويم
خريطة المفاهيم
إتقان المفاهيم
السؤال : ما المقصود بالقانون العلمي؟
الجواب :قاعدة طبيعية تجمع مشاهدات مترابطة لوصف ظاهرة طبيعية متكررة , يعبر عنها بعبارة تصف العلاقة بين متغيرين او أكثر , ويمكن التعبير عن هذه العلاقة في معظم الحالات بمعادلة رياضية
السؤال : ما أهمية الرياضيات في علم الفيزياء؟
الجواب : تستخدم الفيزياء الرياضيات باعتبارها لغة قادرة على التعبير عن القوانين والظواهر الفيزيائية بشكل واضح ومفهوم . والمعادلات الرياضية تمثل أداة مهمة في نمذجة المشاهدات ووضع التوقعات لتفسير الظواهر الفيزيائية المختلفة .
السؤال : ما النظام الدولي للوحدات؟
الجواب : هو نظام دولي للقياس يحتوي سبع كميات أساسية للقياس المباشر معتمدا على وحدات معيارية لكل من الطول والزمن والكتلة
السؤال : ماذا يطلق على قيم المتر التالية:
الجواب :
السؤال : ما المقصود بالقانون العلمي؟
الجواب :قاعدة طبيعية تجمع مشاهدات مترابطة لوصف ظاهرة طبيعية متكررة , يعبر عنها بعبارة تصف العلاقة بين متغيرين او أكثر , ويمكن التعبير عن هذه العلاقة في معظم الحالات بمعادلة رياضية
السؤال : ما أهمية الرياضيات في علم الفيزياء؟
الجواب : تستخدم الفيزياء الرياضيات باعتبارها لغة قادرة على التعبير عن القوانين والظواهر الفيزيائية بشكل واضح ومفهوم . والمعادلات الرياضية تمثل أداة مهمة في نمذجة المشاهدات ووضع التوقعات لتفسير الظواهر الفيزيائية المختلفة .
السؤال : ما النظام الدولي للوحدات؟
الجواب : هو نظام دولي للقياس يحتوي سبع كميات أساسية للقياس المباشر معتمدا على وحدات معيارية لكل من الطول والزمن والكتلة
السؤال : في تجربة عملية، فيس حجم الغاز داخل بالون وحددت عالقته بتغير درجة الحرارة، ما المتغير المستقل، والمتغير التابع.
الجواب : درجة الحرارة متغير مستقل , وحجم الغاز متغير تابع .
راجع ملحق الرياضيات في نهاية الكتاب للإجابة على السؤالين .27و26
السؤال : ما نوع العالقة الموضحة في الشكل التالي؟
الجواب : علاقة تربيعية
السؤال : لديك العلاقة التالية F=mV2/R ما نوع بين كل مما يلي ؟
الجواب :
تطبيق المفاهيم
السؤال : ما الفرق بين النظرية العلمية والقانون العلمي؟ وما الفرق بين الفرضية والنظرية العلمية؟ أعط أمثلة مناسبة
الجواب : القانون العلمي قاعدة طبيعية تجمع مشاهدات مترابطة لوصف ظاهرة طبيعية مثل قانون الانعكاس . بينما النظرية العلمية تفسير للقانون العلمي بالاعتماد على المشاهدات . تفسير النظرية سبب حدوث الحدث بينما يصف القانون الحدث نفسه . تختبر النظرية العلمية أكثر من مرة قبل ان تقبل .أما الفرضية فهي فكرة أو تصور عن كيفية حدوث الأشياء
السؤال : كثافة: تعرف الكثافة بأنها كتلة وحدة الحجوم وتساوي الكتلة مقسومة على الحجم
a- ما وحدة الكثافة في النظام الدولي؟
الجواب : g/cm3 او Kg/m3
b- هل وحدة الكثافة أساسية أم مشتقة؟
الجواب : مشتقة
السؤال : ما طول ورقة الشجر المبينة في الشكل 1-12 ،ضمن إجابتك خطأ القياس؟
الجواب : 96 mm ± 0.5 mm
إتقان حل المسائل:
الرياضيات والفيزياء
السؤال : يعبر عن مقدار قوة جذب الأرض للجسم بالعلاقة mg = F ،حيث تمثل m كتلة الجسم وg التسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية s/m = . 8.9
a- وجد القوة المؤثرة في جسم كتلته kg 63.41
الجواب :
F = mg
F = 41.63 x 9.80
F = 407.974 N
b- إذا كانت القوة المؤثرة في جسم هي s/m.kg 632 ، فما كتلة هذا الجسم؟
الجواب :
m = F/g
m = ( 632 /9.80
= 64.499 Kg
السؤال : يقاس الضغط بوحدة الباسكال pa حيث 1Pa = 1kg/m.s هل التعبير التالي يمثل قياسا للضغط بوحدات صحيحة ؟
الجواب : لا ليست صحيحة
القياس:
السؤال :حول كلا مما يلي إلى متر :
الجواب :
السؤال : وعاء ماء كتلته فارغا kg3.64 ،إذا أصبحت كتلته ما بعد ملئه بالماء kg8.51 ،ما كتلة الماء في الوعاء؟
الجواب : 51.8-3.64=48.16 kg
السؤال : ما دقة القياس التي تستطيع الحصول عليها من الميزان الموضح في الشكل 1-13؟
الجواب : 0.05 g±
السؤال : أعط القراءة الموضحة في الشكل 1-14 ،ضمن خطأ القياس في الإجابة
الجواب :
راجع ملحق الرياضيات في نهاية الكتاب لإلجابة على السؤالين 38و38.
السؤال : يمثل الشكل 1-15 ،العلاقة بين كتل ثلاث مواد وأحجامها التي تتراوح 60-0
السؤال : في تجربة أجريت داخل مختبر المدرسة، قام معلم الفيزياء بوضع كتلة على سطح طاولة مهملة الاحتكاك تقريبا،ثم أثر في هذه الكتلة بقوى أفقية متغيرة، وقاس المسافة التي تقطعها الكتلة في خمس ثوان تحت تأثير كل قوة منها حصل على الجدول التالي:
a )- مثل بيانيا القيم المعطاة بالجدول، وارسم خط المواءمة الأفضل ( الخط الذي يمر في أغلب النقاط )
الجواب :
b )صف الرسم البياني الناتج.
الجواب : خط مستقيم
c )استخدم الرسم لكتابة معادلة تربط المسافة مع القوة
الجواب : . 9.4= D
d )ما الثابت في المعادلة، وما وحدته.
الجواب : الثابت=8.4 ، الوحدة=N/cm
e )توقع المسافة المقطوعة في 5s عندما تؤثر في الجسم قوة مقدارها 22.0N
الجواب : . 108cm , 110 cm
مراجعة عامة:
السؤال : تتكون قطرة الماء في المتوسط 1.0×10جزيء إذا كان الماء يتبخر بمعدل مليون جزيء في الثانية احسب الزمن اللازم لتبخر قطرة الماء كليا ؟
الجواب : 1.7×10 ثانية
التفكير الناقد
السؤال : احسب كتلة الماء بوحدة kilograms اللازمة لملء وعاء طوله 4.1m ،وعرضه 0.600m ،وعمقه 34.0cm قرب النتيجة لأقرب ما بأن كثافة الماء تساوى رقم معنوي.(علما 1.00g/cm3 .)
الجواب :
حجم الماء ( 140cm )(60cm)(34.cm) =
286Kg
السؤال : صمم تجربة: صمم تجربة: إلى أي ارتفاع تستطيع رمي كرة؟ ما المتغيرات التي من المحتمل أن تؤثر في إجابة هذا السؤال؟
الجواب : كتلة الكرة، موضع القدم، التدريب، الأحوال الجوية
الكتابة في الفيزياء:
السؤال :اكتب مقالة عن تاريخ الفيزياء توضح فيها كيفية تغير الافكار حول موضوع أو كشف علمي ما، مع مرور الزمن. تأكد من إدراج إسهامات العلماء، وتقييم أثرها في تطور الفكر العلمي، وفي العالم الحقيقي ( واقع الحياة)
الجواب : تختلف الإجابة من كل طالب لآخر اكتب مقالة عن تاريخ الفيزياء
السؤال : وضح كيف أن تحسين الدقة في قياس الزمن، سيؤدي إلى دقة أكثر في التوقعات المتعلقة بكيفية سقوط الجسم.
الجواب : يمكن أن يقترح الطالب أن تحسين دقة قياس الزمن سيؤدي إلي أن تكون المالحظات أفضل
اختبار مقنن
السؤال : ستخدم عالما مختبر تقنية التأريخ بالكربون المشع لتحديد عمر رمحين خشبيين اكتشفاهما في كهف . وجد العالم A أن عمر الرمح الأول 40±2250 ووجد العالم B أن عمر الرمح الثاني هو 50± 2215 .اي الخيارات التالية صحيح ؟
A) قياس العالم A أكثر ضبطا من قياس العالم B .
B) قياس العالم A أقل ضبطا من قياس العالم B.
C) قياس العالم A أكثر دقة من قياس العالم B .
D) قياس العالم A أقل دقة من قياس العلم B .
الجواب الصحيح : C) قياس العالم A أكثر دقة من قياس العالم B .
السؤال : . أي القيم أدناه تساوي 86.2 سنتمتر ؟
A) 8.62 m
B) 0.862 mm
C) 8.62x10^-4 km
D) 862 dm
الجواب الصحيح : C) 8.62x10^-4 km
السؤال : إذا اعطيت المسافة بوحدة km والسرعة بوحدة m/s أي العمليات أدناه تعبر عن ايجاد الزمن بالثواني (s) ؟
A) ضرب المسافة في السرعة ثم ضرب الناتج في 1000
B) قسمة المسافة على السرعة , ثم ضرب الناتج في 1000
C) قسمة المسافة على السرعة , ثم قسمة الناتج على 1000
D) ضرب المسافة في السرعة ,ثم قسمة الناتج على 1000
الجواب الصحيح : B) قسمة المسافة على السرعة , ثم ضرب الناتج في 1000
السؤال :. أي الصيغ الآتية مكافئة للعلاقة D=m/v ؟
A) v=m/D
B) v= Dm
C) v=mD/v
D) v=D/m
الجواب الصحيح : A) v=m/D
السؤال : ميل الخط المستقيم المرسوم في الشكل يساوي :
A) 0.25m/s2
B) 0.4 m/s2
C) 2.5 m/s2
D) 4.0 m/s2
الجواب الصحيح : A) 0.25m/s2
السؤال : إذا أردت حساب التسارع بوحدة m/s2 , فإذا كانت القوة المقيسة بوحدة N , والكتلة بوحدة g , حيث 1N = 1kg.m/s2 :
a) فأعد كتابة المعادلة F = ma بحيث تعطي قيمة التسارع a بدلالة F ,m .
الجواب الصحيح : A=F/M
b) ما معامل التحويل اللازم لتحويل grams إلى kilograms ؟
الجواب الصحيح : 1Kg/100g
c) إذا أثرت قوة مقدارها N 2.7 في جسم كتلته 350 جرام ,فما المعادلة التي تستخدمها في حساب التسارع ؟ ضمن الإجابة معامل التحويل .
الجواب الصحيح :
