الفيزياء

‫قررتوزارةالتربيـةوالتعليـمتدري�س‬ ‫ه��ذا الكتـ��اب وطبع��ه عل��ى نفقته��ا‬

‫فيزياء ( )‬ ‫التعليم الثـانوي‬ ‫(الربنامج امل�شرتك)‬

‫لجنة التطوير والتعديل‬ ‫�أ‪ .‬ربى ح�س ـ ـ ـ ــن ح�س ـ ـ ـ ــونة‬ ‫�أ‪ .‬دالل عبد القـادر مخل�ص‬ ‫�أ‪ .‬بـدري ــة محـمـد فـالتـ ـ ــه‬ ‫�أ‪ .‬لمي ــاء �أحمــد محمـد وزة‬ ‫لجنة المراجعة‬

‫�أ‪ .‬عبدالعزيز بن �إبراهيم الري�س‬ ‫د‪ .‬عمر بن مرزوق الدو�سري‬ ‫�أ‪ .‬عبداهلل بن فهد الحنو�ش‬

‫الطبعة الثانية‬ ‫‪1431 - 1430‬هـ‬ ‫‪2010-2009‬م‬

‫ح‬

‫وزارة التربية والتعليم ‪ 1427 ،‬هـ‬

‫فهر�سة مكتبة الملك فهد الوطنية �أثناء الن�شر‬ ‫وزارة التربية والتعليم‬ ‫فيزياء ‪ ( 1‬التعليم الثانوي ) ‪ -‬الريا�ض ‪ 1427 ،‬هـ‬ ‫‪� 202‬ص ؛ ‪� x 27 21‬سم‬ ‫ردمك ‪ x :‬ـ ‪ 226‬ـ ‪ 48‬ـ ‪9960‬‬ ‫‪1‬ـ الفيزياء ـ كتب درا�سية ‪2‬ـ التعليم الثانوي ـ ال�سعودية ـ كتب درا�سية‬ ‫�أ‪ .‬العنوان‬ ‫‪1427 /3776‬‬ ‫ديوي ‪530،0712‬‬ ‫رقم الإيداع ‪1427 / 3776 :‬‬ ‫ردمك ‪ x :‬ـ ‪ 226‬ـ ‪ 48‬ـ ‪9960‬‬

‫�أ�شرف على الطباعة والتوزيع‬

‫الإدارة العامة للمقررات المدر�سية‬ ‫له ��ذا الكتاب قيم ��ة مهمة وفائدة كبي ��رة فحافظ عليه واجع ��ل نظافته ت�شهد على‬ ‫ح�سن �سلوكك معه ‪.‬‬ ‫�إذا ل ��م تحتفظ بهذا الكتاب في مكتبتك الخا�صة في �آخر العام لال�ستفادة فاجعل‬ ‫مكتبة مدر�ستك تحتفظ به ‪.‬‬ ‫حقوق الطبع والن�شر محفوظة لوزارة التربية والتعليم ـ المملكة العربية ال�سعودية‬

‫�أ�شرف على الت�أليف والتطوير‬

‫الإدارة العامة للمناهج‬

‫موقع‬

‫وزارة التربية والتعليم‬ ‫‪www.moe.gov.sa‬‬

‫موقع‬

‫البوابة التعليمية للتخطيط والتطوير‬ ‫‪http://www.ed.edu.sa‬‬

‫موقع‬

‫�إدارة التعليم الثانوي‬ ‫‪www.hs.gov.sa‬‬

‫البريد الإلكتروني لإدارة التعليم الثانوي‬

‫‪Secondary_Education@curriculum.gov.sa‬‬

‫�إنّ الحم ��د هلل نحم ��ده و ن�ستعين ��ه ون�ستهدي ��ه و ن�ستر�ش ��ده ‪ ،‬وال�ص�ل�اة وال�سالم على خات ��م الأنبياء‬ ‫والمر�سلين محمد �صلى اهلل عليه و�سلم و �آله و�صحبه ومن �سار على نهجه �إلى يوم الدين ‪.‬‬ ‫�أخي المعلم ‪� /‬أختي المعلمة‬ ‫�إن الغاية من تدري�س العلوم عامة و الفيزياء خا�صة لي�ست تح�صيل المعرفة العلمية فح�سب‪ ،‬بل تتعدى‬ ‫ذل ��ك �إل ��ى تطوير �إمكانات المتعل ��م باتجاه جديد‪ ،‬ينطلق م ��ن �ضرورة توظيف هذا العل ��م في حياة الفرد‬ ‫والمجتمع ‪ ،‬والفيزياء في الأ�سا�س علم تجريبـي يقوم على المالحظة الموجهة ‪ ،‬والقيا�س الدقيق ال�ستنباط‬ ‫القوانين والو�صول �إلى النظريات ال�شاملة التي ت�ساعدنا على فهم الظواهر الطبيعية ‪ ،‬ولذلك فقد و�ضعنا‬ ‫ع ��دد ًا منا�سب ًا م ��ن الن�شاطات العلمية الب�سيطة وبع�ض التجارب المخبري ��ة النظامية لتكون خلفية ي�ستمد‬ ‫منها الطالب(*) اختباراتهم الذاتية التي تنطلق منها �إلى درا�سة المو�ضوع درا�سة نظرية متكاملة‪.‬‬ ‫فنحث المعلمين والمعلمات على االهتمام بهذا االتجاه التربوي في تعليم الفيزياء‪ ،‬و�إف�ساح المجال �أمام‬ ‫الط�ل�اب الكت�ساب �أكبر ق�سط ممكن من �أ�ساليب التقويم المتنوعة التي تنمي المهارات العلمية ‪ ،‬بالإ�ضافة‬ ‫�إل ��ى المعرفة النظرية‪ .‬وف ��ي اعتقادنا �أن هذا المنهج التعليمي ُي َ�س ِّهل مهمة المعلمين والمعلمات �إلى المدى‬ ‫البعيد ‪ .‬وقد تم تمييز الن�شاطات والتجارب عند الطباعة عن العر�ض النظري؛ وذلك ت�سهي ًال لمتابعة المادة‬ ‫وتدري�سه ��ا‪ .‬كما �أنن ��ا �أدخلنا بع�ض الأ�سئلة الت ��ي تثير تفكير الطالب خالل عر� ��ض المو�ضوعات والأن�شطة‬ ‫لت�شويقه ��م لفهم المو�ض ��وع ‪ ،‬وم�ساعدتهم على االكت�ش ��اف وتنمية حب البحث واالط�ل�اع لديهم‪ .‬وفي هذا‬ ‫ال�صدد ن�ؤكد على الأخوة المعلمين والمعلمات �إف�ساح المجال للطالب للتفاعل داخل ال�صف وحل الأن�شطة‬ ‫والتماري ��ن واال�ستك�شاف‪ .‬ولي�س تحوي ��ل المقرر �إلى كم معرفي �أ�صم‪� ،‬إذ لي� ��س بال�ضرورة تقديم كل ما في‬ ‫المق ��رر للطالب في ال�صف فقد تترك بع�ض المو�ضوعات؛ ليتعلمها الطالب ب�أنف�سهم تحقيق ًا لمبد�أ التعلم‬ ‫الذاتي‪ .‬وقد �أخذ بعين االعتبار عند تعديل ف�صول المقرر تو�صيات المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم‬ ‫واالطالع على مقرارت مماثلة لبع�ض الدول العربية والأجنبية والرجوع �إلى الكثير من الم�صادر المتنوعة‪.‬‬ ‫ويدر� ��س ه ��ذا الكتاب في ف�صل درا�سي واحد بواقع خم� ��س ح�ص�ص �أ�سبوعي ًا ‪ -‬وهو الكتاب الأول في‬ ‫ن�سخت ��ه التجريبية (وهي قابلة للتعديل بنا ًء عل ��ى �آراء العاملين في الميدان التربوي) �ضمن �سل�سلة كتب‬ ‫الفيزياء الأربعة للنظام الثانوي الجديد ‪ -‬ويحتوي على �أربع وحدات ‪ :‬الوحدة الأولى وتحتوي على ف�صل‬ ‫واح ��د (القيا� ��س الفيزيائ ��ي)‪ ،‬الوحدة الثانية خوا�ص الم ��ادة وتحتوي على ف�صلي ��ن (حركة الأج�سام‪،‬‬ ‫الخوا�ص الميكانيكية للمادة)‪ ,‬الوحدة الثالثة وتحتوي على ف�صلين (ال�صوت ‪ ،‬وال�ضوء)‪ ،‬الوحدة الرابعة‬ ‫وتحتوي على ف�صلين (الكهرباء والمغناطي�سية)‪.‬وينتهي كل ف�صل بعدد من الأ�سئلة المتنوعة التي تقي�س‬ ‫م�ستويات مختلفة من المعرفة ‪.‬‬ ‫(*) تعني كلمة طالب للبنين والبنات‪.‬‬

‫وبحك ��م �أن ه ��ذا المقرر �إجباري على طالب المرحلة الثانوية (برنام ��ج م�شترك) ف�إن االتجاه �أن يكون‬ ‫تعليم ��ه كثقاف ��ة علمية �أكثر منه عمق ًا علمي ًا حيث تكون مق ��ررات التخ�ص�ص المتبقية ذات عمق علمي �أكبر‪.‬‬ ‫ل ��ذا ن�أمل �أن ي� ��ؤدي هذا الكتاب الغر�ض المن�ش ��ود لدرا�سة مو�ضوع الفيزياء‪ ،‬و�إل ��ى تعريف الطالب بال�صلـة‬ ‫الوثيقة القائمة بين الفيزياء والتقنية الحديثة ‪.‬‬ ‫ولن ��ا الثقة الكاملة �أن يعمل المعلمون والمعلمات على تب�صير الطلبة بالحقائق الفيزيائية الكامنة خلف‬ ‫التطبيقات العملية وتدريبهم على ا�ستخدام الأجهزة العلمية ا�ستخدام ًا �صحيح ًا‪ ،‬مع المالحظة الدقيقة في‬ ‫مختلف جوانب الحياة التي تقع في متناول حوا�سهم؛ لإك�سابهم مهارة البحث العلمي التي ت�ضيف في كل يوم‬ ‫ر�ؤية جديدة و�إدراك ًا �أ�شمل للمعرفة الب�شرية ليلتقي كل ذاك المعنى العظيم عند الوحدة القائمة في الكون‪.‬‬ ‫فتك ��ون الفيزياء �شاه ��د �إثبات على وحدانية الخالق ع ��ز وجل م�ؤكدة بالعلم المح�سو� ��س تنا�سق هذا الكون‪،‬‬ ‫وترابطه‪ ،‬وتجان�سه عبر ما �أبدعه الخالق عز وجل من �سنن ونوامي�س ‪.‬‬ ‫و�صدق الحق عز وجل القائل ‪:‬‬ ‫الأنبياء ‪.22 :‬‬ ‫}‬

‫واهلل ولي التوفيق ‪،،،‬‬ ‫�أع�ضاء لجنة التعديل‬

‫هذا وقد ت�ضمنت حوا�شي الكتاب بع�ض التعليقات الجانبية ال�شيقة لزيادة الف�ضول العلمي تحت عدد‬ ‫من المو�ضوعات الجانبية مثل ‪:‬‬

‫الرمز‬

‫مدلوالتها‬

‫الفقرة‬ ‫قانون‬

‫عندم ��ا تراه ‪ -‬عزيزى الطال ��ب* ‪ -‬فالبد �أن تعرف �أنك‬ ‫الآن �أمام �إحدى قوانين مادة الفيزياء‪.‬‬

‫تعريف‬

‫عندما ت ��راه ‪ -‬عزيزى الطالب ‪ -‬فالبد �أن تم�سك قلمك‬ ‫لأنك �أمام �إحدى تعريفات مادة الفيزياء‪.‬‬

‫للبحث‬

‫هن ��ا ُيترك للطالب مو�ضوع ما يبحثه‪ ،‬من خالل مهاراتة‬ ‫الخا�ص ��ة‪ُ ،‬م�ستخدم� � ًا كل الإمكاني ��ات المتاحة لديه من‬ ‫كتب‪ ،‬و حا�سب �آلي‪ ،‬و �شبكة المعلومات الدولية‪.‬‬

‫�س�ؤال‬

‫ليتم‬ ‫�أ�سئلة ذات عالقة بمو�ضوع الدر�س؛ َو ُتح َّل للطالب؛ َّ‬ ‫تدريبه على �أنماط الأ�سئلة المختلفة‪.‬‬

‫للت�أمل‬

‫هي عبارة عن مواق ��ف‪ ،‬و ُيترك للطالب �أن ي�سبح بخياله‬ ‫ليت�أمل بع�ض المواقف‪ ،‬التى قد تحدث فى حياتنا اليومية‬ ‫والتى لها عالقة بمو�ضوع الدر�س‪.‬‬

‫ِّ‬ ‫لالطالع فقط‬

‫ه ��ي عبارة ع ��ن معلومة للطالب‪ ،‬نريد م ��ن خاللها لفت‬ ‫نظر الطالب �إليها لالطالع عليها‪.‬‬

‫ق�ضية للمناق�شة‬

‫هي عبارة عن مو�ضوع معين‪ ،‬وهو ذو �أهمية؛ نريد جذب‬ ‫انتباه الطالب �إليها لي�سلط ال�ضوء عليه‪.‬‬

‫(*) تعني كلمة الطالب للبنين والبنات‪.‬‬

‫الرمز‬

‫الفقرة‬

‫مدلوالتها‬

‫حقيقة مده�شة‬

‫وجه نظر الطالب لحقائق عجيبة فى هذا‬ ‫نريد هن ��ا �أن ُن ِّ‬ ‫الك ��ون الوا�سع‪ ،‬ليرى من خالل درا�ست ��ه لمادة الفيزياء‬ ‫قدرة اهلل فى الكون ‪.‬‬

‫ابحث في‬ ‫مكتبتك‬

‫ن�شجع هنا الطالب على عقده لل�صلة بين التعلم بالقراءة‬ ‫و الرجوع للمكتبة فى الأم ��ور الدرا�سية لزيادة معلوماته‬ ‫فى جانب معين ‪.‬‬

‫مفتاح العالقة‬

‫هي مفتاح ذهني ال�ستك�شاف العالقة الريا�ضية‪.‬‬

‫تمرين‬

‫�أ�سئلة ت�ؤه ��ل الطالب على جو االمتحانات‪ ،‬حيث �إنها غير‬ ‫ُمجابة‪ ،‬ي�ستطيع من خاللها �أن ي َّق َيم نف�سه تقييم ًا ذاتي ًا‪.‬‬

‫تطبيق‬

‫�أ�سئل ��ة لها عالق ��ة بمو�ض ��وع الدر�س ويت ��م طرحها على‬ ‫الطالب بعد درا�سة جزء محدد من الدر�س لي�صبح ُمل َّم ًا‬ ‫بكافة نواحي الدر�س‪.‬‬

‫مالحظة مهمة‬

‫نري ��د هنا لفت نظ ��ر الطالب لمو�ضوع بعين ��ه ذي �أهمية‬ ‫و�صلة بمو�ضوع الدر�س ‪.‬‬

‫�س�ؤال للتفكير وه ��ي تلك الت�سا�ؤالت التي ت�سه ��م فى تنمية مهارات التفكير‬ ‫م�شكلة تحتاج لحل ل ��دى المتعلمي ��ن‪ ،‬وترتبط ارتباط� � ًا وثيق ًا بمو�ض ��وع الدر�س‬ ‫مواقف تفكر فيها ويطالب بها فى عمليات التقويم المختلفة‬

‫لمعلوماتك‬

‫ه ��ي معلومات مرتبط ��ة بمو�ضوع الدرا�س ��ة؛ فالغر�ض منها‬ ‫تو�سيع مدارك الطالب و زيادة و�إثراء الح�صيلة العلمية له‪.‬‬

‫الوحدة األولى‬ ‫رقم ال�صفحة‬ ‫‪39 -7‬‬

‫الإ�سالم والعلم ‪3 ......................................‬‬ ‫طبيعة العلم ‪4 ..........................................‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪24‬‬

‫عملية القيا�س الفيزيائي ‪...........................‬‬ ‫الكميات الفيزيائية ‪..................................‬‬ ‫وحدات و�أنظمة القيا�س ‪.............................‬‬ ‫�أنظمة ينبغي مراعاتها في القوانين الفيزيائية ‪...‬‬ ‫�أجهزة القيا�س ‪.......................................‬‬ ‫القيا�سات الفيزيائية المبا�شرة ‪......................‬‬ ‫القيا�سات الفيزيائية الغير مبا�شرة ‪33 .................‬‬ ‫تعلمت في هذا الف�صل ‪35 ...............................‬‬

‫الوحدة الثانية‬ ‫رقم ال�صفحة‬ ‫‪69 -43‬‬

‫‪43‬‬ ‫الكميات القيا�سية والمتجهة ‪........................‬‬ ‫الحركة ‪...............................................‬‬ ‫العزم ‪..................................................‬‬ ‫ال�شغل ‪.................................................‬‬ ‫الطاقة ‪................................................‬‬ ‫تعلمت في هذا الف�صل ‪...............................‬‬

‫‪44‬‬ ‫‪48‬‬ ‫‪56‬‬ ‫‪58‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪67‬‬

‫رقم ال�صفحة‬ ‫‪104 - 71‬‬

‫‪71‬‬ ‫الخوا�ص الطبيعية للمادة ‪....................‬‬ ‫الخوا�ص الميكانيكية للمادة ‪.................‬‬ ‫قانون هوك ‪....................................‬‬ ‫معنى ال�ضغط ‪� :‬أو ًال �ضغط الجامد ‪..........‬‬ ‫ثانيا ‪� :‬ضغط المائع ‪.........................‬‬ ‫قاعدة �أرخميد�س ‪..............................‬‬ ‫مبد�أ �أرخميد�س للأج�سام الطافية ‪..........‬‬ ‫الغالف الجوي ‪................................‬‬ ‫خوا�ص مميزة لل�سوائل ‪.......................‬‬ ‫التوتر ال�سطحي ‪..............................‬‬ ‫ظواهر نا�شئة عن التوتر ال�سطحي ‪..........‬‬ ‫تعلمت في هذا الف�صل ‪........................‬‬ ‫�أ�سئلة نهاية الف�صل ‪...........................‬‬

‫‪72‬‬ ‫‪73‬‬ ‫‪74‬‬ ‫‪78‬‬ ‫‪81‬‬ ‫‪84‬‬ ‫‪88‬‬ ‫‪90‬‬ ‫‪91‬‬ ‫‪91‬‬ ‫‪94‬‬ ‫‪99‬‬ ‫‪100‬‬

‫الوحدة الثالثة‬ ‫رقم ال�صفحة‬ ‫‪125 - 107‬‬

‫الصوت‬ ‫حدوث ال�صوت ‪................................‬‬ ‫انتقال ال�صوت وانت�شاره ‪.......................‬‬ ‫�سرعة ال�صوت ‪..................................‬‬ ‫تطبيقات على �سرعة ال�صوت في الجوامد ‪...‬‬ ‫عالقة �سرعة ال�صوت بدرجة الحرارة ‪........‬‬

‫‪107‬‬ ‫‪108‬‬ ‫‪110‬‬ ‫‪112‬‬ ‫‪115‬‬ ‫‪115‬‬

‫انعكا�س الموجات ال�صوتية ‪117 ...........................‬‬ ‫تطبيقات على انعكا�س ال�صوت ‪118 .......................‬‬ ‫ا�ستخدامات الموجات فوق ال�سمعية ‪121 .................‬‬ ‫تعلمت في هذا الف�صل ‪123 ...............................‬‬

‫رقم ال�صفحة‬ ‫‪144 -127‬‬

‫الضوء‬

‫‪127‬‬

‫ال�ضوء ‪128 ................................................‬‬ ‫م�صادر ال�ضوء ‪129 .......................................‬‬ ‫طبيعة ال�ضوء ‪130 ........................................‬‬ ‫م�سار ال�ضوء ‪131 .........................................‬‬ ‫�سلوك ال�ضوء ‪133 ........................................‬‬ ‫انعكا�س ال�ضوء ‪133 .......................................‬‬ ‫انك�سار ال�ضوء ‪136 ........................................‬‬ ‫الزاوية الحرجة واالنعكا�س الكلي الداخلي ‪139 .......‬‬ ‫الألياف الب�صرية ‪140 ....................................‬‬ ‫االمت�صــا�ص ‪140 ..........................................‬‬ ‫الآالت الب�صريـة ‪141 .....................................‬‬ ‫العين والر�ؤية ‪141 .......................................‬‬ ‫تعلمت في هذه الوحدة ‪142 .............................‬‬ ‫�أ�سئلة نهاية الف�صل ‪143 .................................‬‬

‫الوحدة الرابعة‬ ‫رقم ال�صفحة‬ ‫‪168 -147‬‬

‫‪147‬‬ ‫الكهرباء ‪........................................‬‬ ‫الكهرباء ال�ساكنة والمتحركة ‪.................‬‬ ‫اتجاه التيار الكهربائي ‪........................‬‬ ‫�شدة التيار الكهربائي ‪.........................‬‬ ‫الجهد الكهربائي ‪..............................‬‬ ‫الدوائر الكهربائية الب�سيطة ‪.................‬‬ ‫مكونات الدوائر الكهربائية ‪...................‬‬ ‫المو�صالت والعوازل ‪..........................‬‬ ‫ال�سالمة في الكهرباء ‪.........................‬‬ ‫تعلمت في هذا الف�صل ‪........................‬‬ ‫�أ�سئلة نهاية الف�صل ‪...........................‬‬

‫رقم ال�صفحة‬ ‫‪179 -169‬‬

‫‪148‬‬ ‫‪149‬‬ ‫‪150‬‬ ‫‪151‬‬ ‫‪153‬‬ ‫‪156‬‬ ‫‪157‬‬ ‫‪160‬‬ ‫‪162‬‬ ‫‪165‬‬ ‫‪166‬‬ ‫‪169‬‬

‫المغناطي�سية ‪...................................‬‬ ‫طرق الح�صول على المغناطي�س ‪..............‬‬ ‫المجال المغناطي�سي ‪..........................‬‬ ‫المغناطي�سية الوجه الآخر للكهرباء ‪.........‬‬ ‫تعلمت في هذا الف�صل ‪.........................‬‬ ‫�أ�سئلة نهاية الف�صل ‪............................‬‬

‫‪170‬‬ ‫‪171‬‬ ‫‪174‬‬ ‫‪175‬‬ ‫‪178‬‬ ‫‪179‬‬

‫تجارب ور�سوم متحركة من‬ ‫مكتبة الو�سائط المتعددة‬

‫‪Experiments and Movies‬‬ ‫‪from Multimedia Library‬‬

‫مواد تعليمية مرفقة‬

‫المقذوفات الر�أ�سية‪.....................................................‬‬ ‫االهتزازة الكاملة‪.......................................................‬‬ ‫�صدى ال�صوت‪...........................................................‬‬ ‫المقايي�س الحرارية‪.....................................................‬‬ ‫الزاوية الحرجة‪.........................................................‬‬ ‫تحول الطاقة الحرارية �إلى طاقة ميكانيكية حركية ‪.................‬‬ ‫االمت�صا�ص ال�ضوئي‪....................................................‬‬ ‫االنعكا�س المنتظم وغير المنتظم‪......................................‬‬ ‫الموجات الطولية‪.......................................................‬‬ ‫المجال المغناطي�سي لتيار يمر في �سلك‪..............................‬‬ ‫ظواهر نا�شئة عن التوتر ال�سطحي لل�سوائل‪..........................‬‬ ‫توازن الأج�سام في الهواء ال�ساكن ‪......................................‬‬ ‫تجربة‬

‫ر�سم متحرك‬

‫البالون ك�أحد تطبيقات قاعدة �أرخميد�س ‪.........................‬‬ ‫جريان المائع المثالي‪...............................................‬‬ ‫ال�شغل والحرارة ‪.....................................................‬‬ ‫ت�أثير ال�ضغط الجوي على جريان ال�سائل الأوعية المملوءة به تماما‬

‫�ضغط ال�سائل‪........................................................‬‬ ‫�ضغط �سائل عند نقطة‪..............................................‬‬ ‫�ضغط توازن الأج�سام المتحركة‪....................................‬‬ ‫الكميات الفيزيائية الم�ؤثرة في العزم‪..............................‬‬ ‫تف�سير المرونة‪.......................................................‬‬ ‫ا�ستنتاج �صيغة ريا�ضية عامة لح�ساب العزم ‪........................‬‬ ‫ظاهرة التمدد وقيا�س درجة الحرارة‪...............................‬‬ ‫تمدد الماء‪............................................................‬‬ ‫الطاقة الميكانيكية ‪.................................................‬‬ ‫مبد�أ حفظ الطاقة ‪.................................................‬‬ ‫الألياف الب�صرية ‪...................................................‬‬ ‫الحركة الموجية ‪....................................................‬‬ ‫كيف ينت�شر ال�صوت؟ ‪...............................................‬‬

‫التعرف على المرونة ‪...................................................‬‬ ‫�صور تحوالت الطاقة ‪...................................................‬‬ ‫�شكل المجال لل�شحنات ‪..................................................‬‬ ‫الهيدرومتر ‪..............................................................‬‬ ‫الظاهرة ال�شعرية ‪.......................................................‬‬ ‫البارومتر الزئبقي ‪......................................................‬‬ ‫ا�ستنتاج �ضغط ال�سائل في نقطة ما ‪....................................‬‬ ‫تف�سير ظاهرة التوتر ال�سطحي ‪........................................‬‬ ‫طريقة تعيين قيمة ال�ضغط الجوي ‪...................................‬‬ ‫العالقة بين �ضغط ال�سائل وكثافته ‪....................................‬‬ ‫العالقة بين القوة الم�ؤثرة واال�ستطالة الحا�صلة ‪.....................‬‬ ‫الكميات المتجهة ‪........................................................‬‬ ‫الكميات القيا�سية‪.........................................................‬‬ ‫تمثيل الكميات المتجهة بيانياً‪...........................................‬‬ ‫�ضغط المائع‪..............................................................‬‬ ‫التوتر ال�سطحي لل�سائل‪..................................................‬‬ ‫معنى ال�ضغط‪.............................................................‬‬

‫البارومتر المعدني‪..................................................‬‬ ‫خا�صية المرونة ‪....................................................‬‬ ‫التعرف على المرونة‪...............................................‬‬ ‫توازن الأج�سام في الهواء ال�ساكن‪..................................‬‬ ‫ظواهر نا�شئة عن التوتر ال�سطحي لل�سوائل‪......................‬‬ ‫تحول الطاقة الحرارية �إلى طاقة ميكانيكية حركية‪.............‬‬ ‫من�ش�أ قوة دفع ال�سائل‪...............................................‬‬ ‫مواقع فيزيائية على الإنترنت ‪:‬‬ ‫�أو ًال ‪ :‬مواقع �أدلة 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?1‬‬‫موقع �شبكة العلوم ‪-‬‬ ‫‪/http://phys.olom.info‬‬ ‫الموقع التعليمي للفيزياء‬ ‫‪/http://www.hazemsakeek.com‬‬ ‫المعمل الإلكتروني‬ ‫‪http://www.aghandoura.com/ALWAHA/thanawey.htm‬‬ ‫موقع �أ�سرار الطبيعة‬ ‫‪http://www.thenaturesecrets.net/index.php‬‬ ‫مدر�س الفيزياء‬ ‫‪http://www.deyaa.org/physics5.html‬‬ ‫موقع �أفكار 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

‫طبـيعـة الفـيـزيــاء‬ ‫تطـور علم الفيزياء بف�ضل جهود الرجال والن�ساء الذين و�ضحوا وف�سروا لماذا تت�صرف‬ ‫بيئتن ��ا الفيزيائي ��ة على نحو معي ��ن‪ .‬وقد نجحت هذه الجه ��ود �إلى درجة كبيرة حت ��ى �أن قوانين‬ ‫الفيزي ��اء في الوقت الحالي تت�ضم ��ن تنوع ًا كبير ًا من الظواهر تمتد من الكواكب التي تدور حول‬ ‫ال�شم�س �إلى �أ�شعة الليزر التي ت�ستخدم في جراحة العيون‪.‬‬ ‫ت�شته ��ر قوانين الفيزياء بالمدى الوا�س ��ع الذي تتناوله بدرا�ساته ��ا و�أبحاثها‪ .‬ت�صف قوانين‬ ‫الفيزياء الج�سيمات الدقيقة التي ت�صغر الذرة بعدة مرات والأج�سام الكبيرة التي تكبر بحجمها‬ ‫حج ��م ال�شم�س‪ .‬وتطبق ذرة القوانين على الح ��رارة التي يولدها عود الثقاب وعلى الحرارة التي‬ ‫تولده ��ا �آالت ال�صواريخ‪ .‬ونف�س ه ��ذه القوانين تر�شد رجل الف�ضاء في ا�ستخدام ال�ضوء ال�صادر‬ ‫من نجم بعيد ليقرر ال�سرعة التي يتحرك بها ذلك النجم وتر�شد �أي�ضا رجل الأمن في ا�ستخدام‬ ‫الرادار لتحديد �سرعة ال�سيارات على الطرق العامة‪ .‬ويمكن تطبيق قوانين الفيزياء على الأج�سام‬ ‫المختلفة والمتنوعة مثل الج�سيمات التي ت�صغر الذرة والنجوم البعيدة والمركبات التي تتحرك‬ ‫على الطرق العامة ذلك لأن قوانين الفيزياء تركز على ق�ضايا �أ�سا�سية تعتمد على النمطية التي‬ ‫تقوم الطبيعة من خاللها ب�أداء عملها‪.‬‬ ‫وتنبث ��ق قواني ��ن الفيزياء من حقيقة قوانين تق ��وم على التجربة‪ .‬وهذا ال يعني اطالق ًا �أن‬ ‫ا�ستخدام الب�صيرة والتخمين المدرو�س جيدا لي�سا مهمين في العلوم‪� .‬أو من الإبداعات المثيرة‬ ‫التي تحدث بالعلم كما هو الحال في الفن والأدب ‪ ,‬تحدث في قفزات هائلة وكبيرة ي�صعب علينا‬ ‫فهمها في كثير من الأحيان‪ .‬في علم الفيزياء ال يمكننا قبول نواتج الب�صيرة ونعتبرها قوانين �إال‬ ‫�إذا تم �إثباتها بطريق التجريب‪ .‬و�إن هذا الت�أكيد على التثبت التجريبي جعل علم الفيزياء قاد ًرا‬ ‫على بناء فهم متما�سك ومنطقي للطبيعة المحيطة بنا‪.‬‬ ‫�إن ال�صف ��ة المثي ��رة للفيزي ��اء ه ��ي قدرتها على التنب� ��ؤ ب�سلوك الطبيعة ف ��ي موقف معين‬ ‫اعتم ��ادًا عل ��ى البيان ��ات التجريبي ��ة التي تم جمعه ��ا من موقف �آخ ��ر‪ .‬ت�ضع هذه التنب� ��ؤات علم‬ ‫الفيزي ��اء في قلب التقنية الحديثة ولهذا ف�إن لها �أث� � ًرا ب ِّين ًا على حياتنا‪� .‬إن ا�ستخدام ال�صواريخ‬ ‫وتطوي ��ر رحالت الف�ضاء لها جذوره ��ا العميقة في قوانين جاليلي ��و الفيزيائية (‪)1642-1564‬‬

‫وقوانين نيوتن (‪� .)1727-1642‬إن �صناعة الموا�صالت تعتمد ب�شكل كبير على علم الفيزياء‬ ‫ف ��ي مجال تطوير الآالت وت�صميم المركبات‪ .‬و�إن �صناع ��ات االليكترونيات والحا�سبات تقوم‬ ‫كل ًي ��ا عل ��ى اخت ��راع الترانز�ستور الذي نم ��ا مبا�شرة م ��ن قوانين الفيزياء الت ��ي ت�صف �سلوك‬ ‫االليكتروني ��ات في الأج�سام ال�صلبة ‪.‬وتعتمد �صناعة االت�صاالت اعتمادًا كبي ًرا على الموجات‬ ‫الكهرومغناطي�سي ��ة التي تم التنب�ؤ بها م ��ن قبل جيم�س ماك�سويل (‪ )1879-1831‬في نظريته‬ ‫ف ��ي الكهرباء والمغناطي�سية‪ .‬ت�ستخ ��دم مهنة الطب ‪ x-ray‬والأ�شعة الف ��وق �صوتية وو�سائل‬ ‫المغناطي�سية الرنانة للتعرف على الو�ضع الداخلي للج�سم الإن�ساني وفي هذا كله تقع الفيزياء‬ ‫ف ��ي قلب ه ��ذه العمليات‪ .‬وقد يكون الأث ��ر الوا�سع للتقنية الحديثة يكمن ف ��ي �أ�شعة الليزر‪� .‬إن‬ ‫المدى الوا�سع الذي يقع بين اكت�شاف الف�ضاء �إلى الفوائد الطبية يكمن في التطبيق المبا�شر‬ ‫لمبادئ الفيزياء الذرية‪.‬‬ ‫رئي�سا ف�إنه متطل ًبا للطالب في مجال وا�سع من التخ�ص�صات‪.‬‬ ‫ولأن الفيزياء مو�ضوع ًا ً‬ ‫و�إننا نرحب بك لدرا�سة هذا المو�ضوع ال�شيق‪ .‬في هذا العلم يمكنك �أن ترى العالم من خالل‬ ‫عي ��ون الفيزي ��اء ويمكنك �أن تفك ��ر كما يفكر الفيزيائي ��ون‪ .‬و�سوف تتعلم كي ��ف تطبق مبادئ‬ ‫الفيزياء في مجال كبير من الم�شكالت ونرجو �أن تدرك �أن الفيزياء لديها �أ�شياء مهمة كثيرة‬ ‫يمكنها �أن تعبر عنها حول البيئة التي تعي�ش فيها‪.‬‬

‫بع�ض المهارات المطلوبة في تدري�س العلوم الطبيعية‬

‫ا�ســم المهـارة‬ ‫‪ -1‬المالحظة‬ ‫‪-2‬التوا�صل‬ ‫‪ -3‬الت�صنيف‬ ‫‪ -4‬القيا�س والتقدير‬ ‫‪ -5‬الحكم بنا ًء على معلومة‬ ‫‪ -6‬تعريف �إجرائي‬

‫ا�ســم المهـارة‬ ‫‪ -7‬نمذجة‬ ‫‪� -8‬صياغة الأ�سئلة والفر�ضيات‬ ‫‪ -9‬جمع وتحليل البيانات‬ ‫‪-10‬التحكم بالمتغيرات‬ ‫‪ -11‬التخمين‬ ‫‪ -12‬التجريب‬

‫الوحدة األولى‬ Physical Measurement (metrology)

‫الإ�سالم والعلم‬ ‫كان لظه ��ور الإ�سالم ف ��ي الجزيرة العربية دور ًا بارز ًا في �إحياء العلم والتعليم وت�أثره بالروح الإ�سالمية‪.‬‬ ‫ومع نزول �أول �آيات الوحي على الر�سول �صلى اهلل عليه و�سلم وهي‪:‬‬ ‫(�س ��ورة العل ��ق‪ .)1:‬وفيها ح ��ثّ على الق ��راءة والكتابة وطلب العل ��م ‪ ،‬و االهتمام‬ ‫بالعل ��م والتعلي ��م في المجتمع ��ات الإ�سالمية التي و�صلتها ر�سال ��ة الإ�سالم مع الفتوحات مم ��ا �أدى �إلى قيام‬ ‫ح�ضارة �إ�سالمية ازدهرت لقرون عديدة في جميع مجاالت العلوم الدينية و الإن�سانية والطبيعية‪.‬‬ ‫رك لكتاب اهلل و�سنة نبي ��ه �صلى اهلل عليه و�سلم ‪�.‬أن تتب َّين تقدير الإ�سالم للعلم‬ ‫وت�ستطي ��ع من خالل تد ّب ِ‬ ‫والعلماء ‪.‬وت�شجيع ًا على اتباع مناهج وطرق م َن َّظمة للبحث والتق�صي يمكنك �أن ت�ص ِّنف ما تو�صلت �إليه وفق‬ ‫المو�ضوعات التالية ‪:‬‬ ‫‪ -1‬الحث على طلب العلم وف�ضله ‪:‬ويتبين ذلك في نزول �أول �آيات الوحي بالحث على طلب العلم ‪.‬ومن دالئل‬ ‫اهتم ��ام الر�س ��ول �صلى اهلل علي ��ه و�سلم بالعلم �أنه جعل ف ��داء �أ�سرى بدر تعليم الواح ��د منهم ع�شرة من‬ ‫�أبناء الأن�صار القراءة والكتابـة‪ .‬وامتن اهلل على محمد �صلى اهلل عليه و�سلم بالعلم في موا�ضع كثيرة من‬ ‫القر�آن ‪ ،‬كما امتن على الم�سلمين ب�أن بعث فيهم محمد �صلى اهلل عليه و�سلم كما في قـوله تعالى‪:‬‬ ‫( �آل عم ��ران ‪.)164:‬‬ ‫‪-2‬ف�ضل العلماء‪ :‬تدل كثير من الآيات في القر�آن الكريم على منـزلة العلماء الرفيعة قال تعالى‪:‬‬ ‫(المجادلة ‪.)11 :‬‬ ‫(الزمر ‪ .)9:‬ولم ي�شهد التاريخ الإ�سالمي‬ ‫وقوله تعال ��ى‪:‬‬ ‫�أي حادث ��ة م ��ن حوادث القتل �أو التعذي ��ب لأحد من علماء الطبيعة مثل ما ح ��دث عند بع�ض الأمم ب�سبب‬ ‫الإف�ص ��اح ع ��ن �أفكاره ونظرياته ‪ ،‬ولولم يكن هن ��اك تقدير ًا للعلماء لما و�صل لنا ه ��ذا التراث الح�ضاري‬ ‫ال�ضخم الذي نبت وترعرع في ظل هُ دى الإ�سالم وتعاليمه‪.‬‬

‫‪3‬‬ ‫ه ��ذا المحتوى م�ستل من كتاب الفيزي ��اء لل�صف الأول ثانوي مع‬ ‫بع�ض التعديل‪.‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪ -3‬الحث على التفكير والدرا�سة والبحث ‪ :‬وذلك لت�سخير قوى الكون في خدمة الإن�سان المخلوق الذي ك َّرمه‬ ‫اهلل على �سائر المخلوقات وم َّيزه بالعقل لعمارة الأر�ض قال تعالى‪:‬‬ ‫(الذاريات ‪ .)21:20‬وقوله تعالى ‪:‬‬ ‫(الفرقان ‪)45:‬‬ ‫(راجع تف�سير الآية في �أحد كتب التف�سير)‪.‬‬ ‫‪َ -4‬ذ ُّم الجه ��ل والتع�صب والتقليد والهوى‪� :‬أعطى الإ�سالم الحرية الفكرية لإتباعه ودعا �إلى تحرير الإن�سان‬ ‫من �أغالل العقل الحجري والتبعية العمياء وتربية الفرد تربية �إ�سالمية تقوم على ا�ستقالل الإرادة وحرية‬ ‫الفكر ‪ ،‬قال تعالى‪:‬‬

‫طبيعة العلم‬

‫(البقرة ‪.)70:‬‬

‫ح�س ونظ ��ر �أن يجمع بين كثير‬ ‫لق ��د تمك ��ن الإن�سان ف ��ي كل ع�صر من ع�صور حياته وبم ��ا وهبه اهلل من ّ‬ ‫م ��ن المع ��ارف التي حول ��ه ‪ ،‬ف�ص ّنفها في �أنواع مختلف ��ة ‪ ،‬و�سج ّلها في كتاباته ور�سوماته غي ��ر �أن كثير ًا منها‬ ‫كان عب ��ارة ع ��ن ت�أمالت ال تمت للواق ��ع ب�صلة ‪� .‬أما بع�ض المع ��ارف الواقعية فقد كانت عام ��ة قابلة للت�أويل‬ ‫ويختل ��ف الأف ��راد في فهم مدلوالتها‪ .‬لقد تقدم الإن�سان في معرفته تقدم ًا كبير ًا عندما اعتمد في تعلمه عن‬ ‫الموجودات حوله بطريقة منظمة في اال�ستق�صاء والبحث عندما نهج في تفكيره المنهج العلمي في درا�سته‬ ‫للموج ��ودات وفهمه ل�سلوكها وتفاعالتها ‪ .‬ولقد اكت�شف الإن�سان المعا�صر �أن المنهج العلمي هو �أف�ضل منهج‬ ‫فك ��ري يمكنه اعتماده لي�صل �إل ��ى فهم �صادق للأ�شياء والأحداث والظواهر في هذا الكون الذي يعي�ش فيه‪،‬‬ ‫ووج ��د �أن المعرف ��ة التي يح�صل عليها بهذا المنهج العلمي تفوق في �صدقه ��ا ودقتها وثباتها وا�ستقرارها ما‬ ‫يح�صل عليه من معارف عن طريق المالحظة العفوية غير الم�ضبوطة‪ .‬ويمكننا في �ضوء ذلك تعريف العلم‬ ‫ف ��ي مجال العلوم التجريبي ��ة �أو الطبيعية ب�أنه‪:‬مفهوم ع ��ام ي�شمل النظريات والتطبيق ��ات العملية للمعارف‬ ‫المنظم ��ة التي تم جمعها وت�صنيفها‪� ،‬أو اكت�شافها وتطويرها‪ ،‬ودرا�سة العالقات بينها �ضمن مناهج وطرائق‬ ‫محددة( )‪(.‬حاول �أن تعطي تعاريف �أخرى)‪.‬‬ ‫وال تنتهي المعرفة العلمية عند حد معين بل هي قابلة للتطوير والزيادة في �ضوء ما يتوفر من حقائق مف�صلة‬ ‫ت�سه ��م في تكوين القوانين والمب ��ادئ الأ�سا�سية و�صو ًال �إلى النظريات ‪ .‬وتتميز المعرفة العلمية ب�أمر �آخر �أال‬ ‫وه ��و قابليتها للفح�ص مرار ًا للت�أكد من �صحتها من خالل درا�سات الباحثين الآخرين وتجاربهم ‪ .‬لهذا ف�إن‬

‫‪4‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫المو�سوعة العلمية �ص ‪ 354‬المجلد (‪.)16‬‬

‫النظري ��ات والقواني ��ن تخ�ضع للبحث والدرا�سة قب ��ل القبول بها كجزء من المعرف ��ة العلمية ‪.‬وحتى تتعرف‬ ‫عل ��ى المنه ��ج العلمي المت ّبع في درا�س ��ة العلوم الطبيعية ت�أم ��ل المثال التالي ‪ :‬كيف ت ��رى العين الأج�سام؟‬ ‫ه ��ل ال�ضوء ي�ص ��در من العين في�سقط على الأج�سام فترى العين بذلك الأج�س ��ام ‪�،‬أم �أن ال�ضوء ي�صدر من‬ ‫الأج�س ��ام في�سقط عل ��ى العين فترى العين بذل ��ك الأج�سام ؟ حتى نحدد �أي االحتمالي ��ن �صحيح ًا الب ّد من‬ ‫‪.‬ويمكنك القيام بم�ساعدة معلمك في ال�صف‬ ‫�إتباع طريقة منظمة في البحث للت�أكد من الإجابة ال�صحيحة‬ ‫ِ‬ ‫م ��ن �إجراء بع�ض التجارب للو�صول للإجاب ��ة ال�صحيحة ‪(.‬ت�أكد بنف�سك) علم ًا ب�أن هذه الق�ضية قد اختلف‬ ‫فيها العلماء �سابق ًا حتى ف�صل فيها الح�سن بن الهيثم با�ستخدام المنهج العلمي‪� .‬إنّ المنهج العلمي يتطلب‬ ‫نمط� � ًا من التفكير ي�سم ��ى التفكير العلمي الذي ُيع َّرف ب�أنه مجموعة من الخطوات الت�سل�سلية التي تقود �إلى‬ ‫ح ��ل الم�شكلة ‪ .‬ولقد �سبق علماء الم�سلمين ف ��ي �إتباع طرق البحث العلمي في مجال العلوم الطبيعية ‪ .‬ويعد‬ ‫جاب ��ر بن حيان (ت ‪200 :‬هـ ) من �أوائ ��ل الذين �أدخلوا المنهج التجريبي في �أبحاثهم ‪ ،‬وكذلك الح�سن بن‬ ‫الهيث ��م (ت ‪430 :‬هـ) ال ��ذي اعتمد عليه في �أبحاثه عن ال�ضوء وغيرهم من علم ��اء الم�سلمين الذين �أثروا‬ ‫الح�ضارة الإ�سالمية ب�إنجازاتهم‪.‬‬ ‫تاب اهلل تعالى بتدبر �ستلمح بال ريب مفاتيح اكت�شاف‬ ‫منهج العلم والفكر في القران الكريم‪ :‬عند تالوة ِك ِ‬ ‫الكون من حولك ‪ ،‬وهي التي تحدد �سمات المنهج العلمي في القر�آن الكريم و�أبرز مالمحها ما يلي‪:‬‬ ‫‪� -1‬إزاحة كل ما يعوق العقل الإن�ساني عن المالحظة والتفكير �سواء كان من روا�سب الما�ضي �أم من ت�أثيرات‬ ‫الحا�ضر‪:‬‬ ‫(يون�س ‪.)101:‬‬ ‫(البقرة ‪.)282 :‬‬ ‫(الفرقان ‪.)2:‬‬

‫‪�-2‬إن الكون خا�ضع ل�سنن �إلهية ثابتة‪:‬‬

‫‪�-3‬إن العالق ��ة بين الإن�سان والكون عالقة مخل ��وق �أكرمه اهلل بمخلوق ّ‬ ‫م�سخر ‪.‬و�إن االنتفاع بهذا الت�سخير ال‬ ‫ال�سنن الإلهية المبثوثة فيه بالتفكير ‪،‬والدرا�سة ‪،‬والبحث والتجريب‪.‬‬ ‫يمكن �إال بالوقوف على ُّ‬ ‫(الجاثية ‪.)13-12 :‬‬

‫‪5‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪� -4‬إن الإن�سان م�أمور بالنظر ‪ ،‬والتفكر ‪ ،‬واالعتبار في نف�سه وفي الكون من حوله‪.‬‬ ‫وال�سنن الكوني ��ة فما هي �إال حوافز للعقل‬ ‫كم ��ا �أن هناك �إ�شارات في الق ��ر�آن الكريم حول بع�ض الق�ضايا ُّ‬ ‫الب�ش ��ري ‪ ،‬و�شواه ��د على �أن هذا القر�آن الكريم معجزة خالدة و�أن ��ه ال ي�أتيه الباطل من بين يديه وال من‬ ‫خلفه‪.‬‬

‫ق�ضية للمناق�شة‬

‫ناق�ش مع زمالئك ما يلي‪:‬‬ ‫‪-1‬عالقة الإ�سالم بالعلوم الطبيعية ‪.‬‬ ‫‪-2‬كيف ترد على من يقول �أن الإ�سالم يمكن �أن يكون عائق ًا �أمام التطور العلمي والتقني؟‬ ‫‪-3‬ن�سمع عن (الإعجاز العلمي في القر�آن وال�سنة) من يهتم به؟ وهل هناك جهات تعنى بهذا؟‬ ‫‪-4‬هل القر�آن كتاب علمي �أم كتاب هداية �أم ماذا؟‬

‫لعلم ��اء الم�سلمين �أثر بالغ في تطور العلوم ‪ .‬اكتب مقا ًال عن بع�ض م�آثرهم‬ ‫بالرجوع �إلى بع�ض الم�صادر المنا�سبة‪.‬‬

‫‪6‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫)‪Physical Measurement (metrology‬‬

‫يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن تكون‬ ‫قادرا على ‪:‬‬ ‫‪ 1‬ـ معرفة عملية القيا�س الفيزيائي‪.‬‬ ‫‪ 2‬ـ المقارنة بين الكميات الأ�سا�سية والم�شتقة‪.‬‬ ‫‪ 3‬ـ معرفة الوحدات الفيزيائية ونظام الأبعاد‪.‬‬ ‫‪ 4‬ـ ا�ستخدام بع�ض �أجهزة القيا�س الفيزيائي‬ ‫لتعيين بع�ض الكميات الفيزيائية عملي ًا‪.‬‬ ‫‪ 5‬ـ معرفة نطاق ا�ستخدام الوحدات الفيزيائية‪.‬‬ ‫‪ 6‬ـ التمييز بين م�صطلحات علم القيا�س الفيزيائي‪.‬‬ ‫‪ 7‬ـ التحويل لبع�ض كميات فيزيائية لأي نظام قيا�س‪.‬‬

‫القيا�س الفيزيائي‬ ‫)‪Physical Measurement (metrology‬‬ ‫توقف �أحد ال�شباب عند محطة وقود ( بنزين) ليزود �سيارته الفارغة من الوقود وكان من عادته‬ ‫�أن يم�ل��أ خ ��زان الوقود ‪ 60‬ريا ًال ( ‪ 100‬لت ��ر ) �إال �أنه بعد خروجه من المحطة الحظ �أن م�ؤ�شر الوقود‬ ‫ل ��م ي�ص ��ل للنهاية( ‪ . ) Full‬وبعد �أن فرغ خزانه وعب�أ في محطة �أخرى امتلأ خزانه بنف�س ال�سعر ‪.‬‬ ‫ما الم�شكلة ؟ كيف تحل ؟‬

‫كيف تح�سب �أطوال الم�ستطيالت والمربعات ‪ ،‬وقيم الزوايا التي تر�سمها؟‬ ‫ما فائدة ال�ساعة التي تزين بها مع�صمك؟‬ ‫عند ركوبك لل�سيارة تالحظ وجود عدادات قيا�س ‪ .‬ما هي ؟ ‪..................................................‬‬ ‫ما فائدة وجود هذه الأجهزة في ال�سيارة؟‬ ‫عن ��د مدخ ��ل المنزل تالحظ وجود ع ��داد للكهرباء و�آخر للم ��اء ‪ .‬ما فائدة وجود ه ��ذه الأجهزة في‬ ‫المنازل؟‬ ‫كيف يعرف الطبيب مقدار ارتفاع �ضغط الدم �أو انخفا�ضه؟‬ ‫م ��ن خ�ل�ال �إجابتك على الأ�سئلة ال�سابقة �ستجد �أنك ت�ستخدم �أجهزة و�أدوات مختلفة لقيا�س كميات مختلفة‬ ‫مثل الطول ‪ ،‬ال�سرعة ‪ ،‬الوزن ‪ ،‬درجة الحرارة ‪ ،‬ال�ضغط وغيرها‪.‬‬ ‫�إن عل ��م القيا�سات علم �شامل يدخل في جميع العلوم الطبيعي ��ة والتكنولوجيا ‪ ،‬ولتطبيقاتها ت�أثير بالغ ومهم‬ ‫على جميع الن�شاطات الب�شرية ‪ ،‬وتعد الدقة في القيا�س �أمر مطلوب ومهم ‪ ،‬ويترتب على عدم االلتزام بها‬

‫‪8‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫نتائج �سلبية كثيرة ‪ ،‬ولقد حظي القيا�س وبالأخ�ص المكيال والميزان (وهما من �أجهزة القيا�س الم�ستخدمة‬ ‫في المعامالت التجارية قديم ًا وحديث ًا) باهتمام الم�شرع الحكيم ‪ ،‬قال تعالى‪:‬‬ ‫(المطففين‪.)3-1 :‬‬

‫عملية القيا�س الفيزيائي‪:‬‬

‫هي مجموع ��ة من العملي ��ات التي ته ��دف �إلى تعيين‬ ‫قيم ��ة كمية م ��ا بوحدة قيا� ��س منا�سبة‪� .‬أو تع ��رف ب�أنها‬ ‫مقارن ��ة بين الكمية المراد قيا�سها بوحدة قيا�س معيارية‬ ‫�أو با�ستخ ��دام قانون يرب ��ط هذه الكمي ��ة بكميات �أخرى‬ ‫ت�ؤثر فيها وفق نظام معين للوحدات‪.‬‬

‫عنا�صر عملية القيا�س‪:‬‬

‫‪.1‬الكمية الفيزيائية‪.‬‬ ‫‪�.2‬أنظمة القيا�س (وحدات القيا�س)‪.‬‬ ‫‪�.3‬أداة القيا�س (جهاز القيا�س)‪.‬‬

‫ق�ضية للمناق�شة‬ ‫قام الفكر الإن�سان ��ي ب�إيجاد تنظيم وت�شريع‬ ‫و�ضع ��ي للقيا�سات ‪ ،‬و�أن�ش�أت الدول منظمات‬ ‫وهيئ ��ات دولي ��ة ومحلي ��ة لل�ضب ��ط والقيا�س‬ ‫وو�ض ��ع معايي ��ر لج ��ودة المنت ��ج‪ ..‬ناق�ش مع‬ ‫زمالئك �أهمي ��ة ذلك‪ .‬ثم و�ض ��ح �آثار الغ�ش‬ ‫التجاري و�إهمال التقيي�س‪.‬‬

‫اكت ��ب تقري ��ر ًا ع ��ن التط ��ور التاريخ ��ي‬ ‫للموازين والمكاييل‪ ،‬مو�ضحا �أهمية ذلك‬ ‫في ال�شريعة الإ�سالمية‪.‬‬

‫�أو ً‬ ‫ال‪ :‬الكميات الفيزيائية ‪)Physical quantities( :‬‬ ‫ال�صف ��ة الفيزيائية القابلة للقيا�س ‪� ،‬أي التعبير عنه ��ا بالأرقام با�ستخدام �أداة قيا�س معينة ت�سمى كمية‬ ‫فيزيائي ��ة ‪ ،‬فل ��ون ال�شعاع ال�ضوئي مثال اليعني كمية فيزيائية �أما تردد ال�شعاع وطول موجة اللون فهي كميات‬ ‫فيزيائية لأنها �صفات يمكن قيا�سها‪.‬‬

‫‪9‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫وتنق�سم الكميات الفيزيائية �إلى نوعين هما‪:‬‬ ‫‪ -1‬الكميات الفيزيائية الأ�سا�سية‪:‬‬ ‫وهي التي ال يمكن ا�شتقاقها من كميات �أخرى بل تعرف بذاتها وهي الطول ‪ ،‬الكتلة ‪ ،‬الزمن ‪� ،‬شدة التيار‪،‬‬ ‫قوة الإ�ضاءة ‪ ،‬درجة الحرارة‪.‬‬ ‫‪ -2‬الكميات الفيزيائية الم�شتقة‪Derived Physical Quantities :‬‬ ‫هي الكميات التي ت�شتق من غيرها من الكميات مثل ال�سرعة ‪ ،‬القوة ‪ ،‬الكثافة ‪�.....،‬إلخ‪.‬‬ ‫‪Fundamental Physical Quantities‬‬

‫(‪ )1‬الكميات الأ�سا�سية‬

‫الكمـ ـ ـ ـ ـ ــيات‬ ‫ا�سم الكمية‬

‫(‪ )2‬بع�ض الكميات الم�شتقة‬

‫‪ -1‬الطول‬ ‫‪ -2‬الزمن‬ ‫‪ -3‬الكتلة‬ ‫‪ -4‬درجة الحرارة‬ ‫‪� -5‬شدة التيار الكهربائي‬ ‫‪ -6‬قوة الإ�ضاءة‬ ‫‪-7‬كمية المادة‬ ‫‪ -1‬الطاقة‬ ‫‪ -2‬الكثافة‬ ‫‪ -3‬كمية الحرارة‬ ‫‪ -4‬ال�ضغط‬ ‫‪ -5‬ال�شغل‬ ‫‪-6‬م�ساحة ال�سطح‬ ‫‪ -7‬الحجم‬ ‫‪ -8‬القوة‬ ‫‪ -9‬القدرة‬ ‫‪ -10‬عجلة ‪ /‬ت�سارع‬

‫رمزها‬

‫‪Length‬‬

‫ل‬ ‫ن‬ ‫ك‬ ‫د‬ ‫ت‬ ‫ق‬ ‫‪-‬‬

‫‪Energy‬‬

‫ط‬ ‫ث‬ ‫كـ‬ ‫�ض‬ ‫�شغ‬ ‫�س‬ ‫ح‬ ‫ق‬ ‫قد‬ ‫جـ‪/‬ت‬

‫‪Time‬‬ ‫‪Mass‬‬ ‫‪Temperature‬‬ ‫‪Current Intensity‬‬ ‫‪Luminous Intensity‬‬ ‫‪Amount of Substance‬‬

‫‪Density‬‬ ‫)‪Heat (Quantity of‬‬ ‫‪Pressure‬‬ ‫‪Work‬‬ ‫‪Area‬‬ ‫‪Volume‬‬ ‫‪Force‬‬ ‫‪Power‬‬ ‫‪Acceleration‬‬

‫‪L‬‬ ‫‪t‬‬ ‫‪m‬‬ ‫‪T‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪L‬‬

‫‪E‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪Q‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪W‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪V‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪g/a‬‬

‫الوح ـ ـ ـ ــدات‬ ‫ا�سم الوحدة رمزها‬

‫م‬ ‫متر‬ ‫ث‬ ‫ثانية‬ ‫كيلوجرام كجم‬ ‫كـ‬ ‫كلفن‬ ‫�أ‬ ‫�أمبير‬ ‫قند‬ ‫قنديلة‬ ‫مول‬ ‫مول‬ ‫جول‬ ‫جول‬ ‫‪J‬‬ ‫كجم‪ /‬م‪ 3‬كجم‪/‬م‪kg/m3 3‬‬ ‫جول‬ ‫جول‬ ‫‪J‬‬ ‫با�سكال (‪ )pa‬نيوتن‪/‬م‪N/m2 2‬‬ ‫جول‬ ‫جول‬ ‫‪J‬‬ ‫م‪2‬‬ ‫متر مربع‬ ‫‪m2‬‬ ‫م‪3‬‬ ‫متر مكعب‬ ‫‪m3‬‬ ‫ق‬ ‫نيوتن‬ ‫‪N‬‬ ‫واط‬ ‫واط‬ ‫‪W‬‬ ‫م‪/‬ث‪2‬‬ ‫م‪/‬ث‪m/s2 2‬‬

‫جدول رقم (‪ )1-1‬يبين الكميات الأ�سا�سية والم�شتقة مع وحداتها‬

‫‪10‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪m‬‬ ‫‪s‬‬ ‫‪kg‬‬ ‫‪k‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪cd‬‬ ‫‪mol‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫وف ��ي النظ ��ام الدولي للوح ��دات ا�ستخدمت هذه الكميات ككمي ��ات رئي�سة وهناك كمي ��ات �إ�ضافية مثل حالة‬ ‫الحج ��م ن�ستخدم متر مكعب ككمي ��ة �أ�سا�سية ون�ستخدم اللتر لقيا�س �سعة ال�سوائل (‪1‬م‪ 1000=3‬لتر ) وهذا‬ ‫ينطب ��ق عند ا�ستخدامنا لليوم وال�ساعة والدقيق ��ة كوحدة زمن والطن كوحدة كتلة ( ‪ 1‬طن = ‪ 1000‬كجم )‬ ‫وهكذا‪.‬‬ ‫كيف تت�أكد من �أن كمية ما م�شتقة ولي�ست �أ�سا�سية ؟‬

‫‪1-1‬‬ ‫الم�سافة (م)‬ ‫‪ -1‬ال�سرعة =‬ ‫الــزمـــن (ث)‬ ‫(كمية م�شتقة)‬ ‫‪ -2‬الوزن = الكتلة × ت�سارع الجاذبية الأر�ضية‬

‫(كمية �أ�سا�سية)‬ ‫(كمية �أ�سا�سية)‬

‫( نيوتن) = ( كجم) × (م‪ /‬ث‪)2‬‬

‫الكتلة‬ ‫‪ -3‬الكثافة =‬ ‫الحجم‬ ‫(حدد الكميات الم�شتقة والأ�سا�سية ؟)‬

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

‫‪11‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫وقد بني النظام الدولي على عدة وحدات �أ�سا�سية كل واحدة منها تعتبر منف�صلة عن الأخرى‪.‬‬ ‫وتكتب قيمة الكمية الفيزيائية كرمز �أو كتابة‪ ،‬فمث ًال نكتب كتلة الج�سم على النحو التالي ‪:‬‬

‫الكتـلة‬

‫(ك)‬

‫ا�سم الكمية رمز الكمية‬

‫=‬

‫‪50‬‬

‫كجم‬

‫القيمة الكمية‬

‫القيمة العددية الوحدة‬

‫ويمك ��ن معرفة ا�س ��م الكمية من القيمة الكمي ��ة والعك�س �صحيح فعندما ن�سمع ‪ 40‬مت ��ر تعني طول �أو م�سافة‬ ‫وهك ��ذا وعن ��د كتابة القواني ��ن الفيزيائية ف�إنن ��ا نتبع المع ��ادالت الريا�ضية المعروفة وذل ��ك لمعرفة كميات‬ ‫الوح ��دات الم�شتقة ‪ .‬والجدير بالذكر �أن العالقات بين الكمي ��ات الفيزيائية في �أب�سط �صورها تكون طردية‬ ‫ونكتب مث ًال ‪ :‬ف ∝ ز فيكون ف = ع ‪ x‬ز ‪ ،‬وقد تكون عك�سية فنكتب �ض ∝ ‪1‬ح ‪ .‬وقد تكون �أعقد من ذلك‪.‬‬ ‫حاول �أن تعطي �أمثلة �أخرى‪...................................................................................................................... .‬‬

‫‪1-1‬‬ ‫تحقق من �صحة القانون التالي ‪ :‬الم�سافة = ال�سرعة × الزمن‬

‫نعو�ض بوحدات القيا�س ح�سب النظام الدولي لكل طرف في القانون الريا�ضي‪.‬‬ ‫الم�سافة ( متر ) = ال�سرعة ( متر ‪ /‬ثانية ) الزمن ( ثانية )‬ ‫متر = (متر ‪ /‬ثانية) ثانية نخت�صر الوحدات المت�شابهة كما في الأرقام‬ ‫(وحدات الطرف الأي�سر ت�ساوي وحدات الطرف الأيمن) �إذ ًا القانون �صحيح‪.‬‬ ‫متر = متر‬

‫‪/ /‬‬

‫‪12‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫‪2-1‬‬

‫م�ستعين ًا بجداول الكميات ووحدات القيا�س تحقق من ت�ساوي وحدات الطرفين في العالقات‬ ‫التالية ‪:‬‬ ‫‪ -1‬الم�ساحة = الطول × العر�ض‪.‬‬ ‫‪ -2‬الكثافة = الكتلة ‪ /‬الحجم‪.‬‬ ‫(وحدة ال�شغل جول = نيوتن‪.‬م)‬ ‫‪ -3‬ال�ضغط = ال�شغل ‪ /‬الحجم‪.‬‬

‫‪...................................................................................................-1‬‬ ‫‪...................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................-2‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................-3‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬

‫ثانيا‪ :‬وحدات القيا�س ‪Units Measurements :‬‬ ‫هاما ال بد من مراعات ��ه‪ ،‬وكتابة الأرقام م�صحوبة‬ ‫يع ��د تجان�س الوحدات في المع ��ادالت الفيزيائية �أم ًرا ً‬ ‫بالوحدات المختلفة مما ي�سهم في �ضمان �صحة الحل ف�إذا كانت المعطيات في م�س�ألة ما ذات وحدات مختلفة‬ ‫فالب ��د من �إجراء عملي ��ة تحويل لهذه الوحدات لت�صبح من نظام واحد ‪ .‬والنظ ��ام المعتمد عالم ًيا هو النظام‬ ‫الدول ��ي للوحدات ‪ .(International unite system) SI‬وهن ��اك �أنظمة �أخرى للقيا� ��س ت�ستعمل كالنظام‬ ‫الإنجليزي والفرن�سي‪ .‬انظر جدول ( ‪.)2-1‬‬

‫‪13‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫النظام االنجليزي (قدم‪.‬رطل‪.‬ث) النظام الفرن�سي(�سم‪.‬جم‪.‬ث) النظام الدولي(‪()SI‬م‪ .‬كجم ‪.‬ث)‬ ‫‪ 1‬بو�صة ‪)inch (1‬‬ ‫‪ 2-10×2.54‬م‬ ‫‪� 2.54‬سم‬ ‫‪ 1‬قدم (‪foot )1‬‬ ‫‪0،30‬م‬ ‫‪� 30.5‬سم‬ ‫‪ 1‬ميل ‪mile‬‬ ‫‪ 1610‬م‬ ‫‪� 2 10×1610‬سم‬ ‫‪ 1‬ميل بحري ‪nautical mile‬‬ ‫‪1852‬م‬ ‫‪�2 10×1852‬سم‬ ‫‪ 1‬ياردة ‪yard‬‬ ‫‪ 0.91‬م‬ ‫‪� 91.44‬سم‬ ‫‪ 1‬رطل ‪pound‬‬ ‫‪ 0.454‬كجم‬ ‫‪ 454‬جم‬ ‫‪� 1‬أون�ص )‪oz(ounce‬‬ ‫‪ 0.0283‬كجم‬ ‫‪ 28.3‬جم‬ ‫جدول رقم ( ‪ ) 2 - 1‬يبين التحويل بين �أنظمة القيا�س‬

‫‪3-1‬‬

‫‪ -1‬حول الوحدات التالية للنظام الدولي للوحدات‪:‬‬

‫�أ‌‪ 5 -‬دقائق = ‪ .................‬ب ‪ 10 ×3 -‬جم = ‪.............‬‬ ‫د – ‪ 2،5‬ميل = ‪.................‬‬ ‫جـ ‪� 3 -‬أقدام =‪.................‬‬ ‫و – ‪ 23‬رطل = ‪.................‬‬ ‫هـ ‪ 15 -‬ان�ش = ‪.................‬‬ ‫ز ‪ 20 -‬رطل ‪ /‬بو�صه مربعة = ‪ .................................‬كجم ‪/‬م‪2‬‬ ‫ح‪ 15 -‬جرام ‪� /‬سم‪ .......................................... = 3‬كجم ‪/‬م‪3‬‬

‫‪� -2‬ضع دائرة على القيم التي تتبع النظام الدولي للوحدات‪:‬‬

‫‪�15‬سم ‪ 13 ،‬ياردة ‪ 2 ،‬رطل ‪ 7 ،‬م ‪ 20 ،‬كجم ‪ 65 ،‬ثانية ‪�10 ،‬ساعات‪.‬‬

‫ن�شاط ‪1-1‬‬ ‫‪ -1‬خ ��ذ مقيا�س عيار هواء عج�ل�ات ال�سيارات (الدواليب) ماذا يقي� ��س ؟ انظر التدريج بداخله‪،‬‬ ‫حاول �أن تعرف كيف تم تدريجه وفق ًا لنظام القيا�س الم�ستخدم‪.‬‬ ‫‪ -2‬خ ��ذ مخبار المدرج �أو ر�ضاع ��ة حليب �أطفال وانظر التدريج وحاول �أن تعرف كيف تم تدريجه‬ ‫وفق ًا لنظام القيا�س الم�ستخدم‪.‬‬

‫‪14‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫النظام الدولي للوحدات ‪SI‬‬ ‫ال ‪ SI‬تعن ��ي النظ ��ام الدولي للوحدات‪ .‬وي�ستخدم الحرفان ‪ SI‬في جميع اللغات للتعبير عن ذلك‬ ‫النظام‪.‬‬ ‫وال ‪ SI‬ه ��و نظ ��ام وح ��دات تتبناه �أعل ��ى �سلطة دولي ��ة للوحدات ‪ ،‬ه ��ي " الم�ؤتمر الع ��ام للأوزان‬ ‫والمقايي� ��س" (‪ )CGPM‬وقد تم و�ضع هذا النظام عل �ضوء �أنظمة مترية �سابقة له ؛بحيث يكون‬ ‫مالئم ًا للتطبيق في كل من المجاالت الفنية والعلمية‪.‬‬ ‫وق ��د روعي في و�ضع ال ‪� SI‬أن ت�ستخدم الوحدة الواح ��دة فقط في التعبير عن كمية واحدة فقط‪،‬‬ ‫مم ��ا يقلل م ��ن �إجمالي عدد الوح ��دات ‪ ،‬ويي�سر فهم النظ ��ام وا�ستخدامه‪.‬ويتي ��ح الهيكل البنائي‬ ‫للنظام �إجراء الح�سابات ب�شكل �أ�سهل‪.‬‬

‫خلفية تاريخية‪:‬‬

‫ل ��م تكن وح ��دات القيا�س القديمة ت�شكل جز ًءا من �أي نظام ‪ ،‬فالوح ��دات الخا�صة لكل مجال يتم‬ ‫و�ضعها ب�شكل م�ستقل ويعتبر النظام الإمبراطوري قدم – رطل نتاج تطورات م�ستمرة من وحدات‬ ‫قديم ��ة يع ��ود تاريخها �إلى الع�ص ��ر الروماني ‪ .‬وعلى الرغم من التب�سيط ��ات العديدة في خطوات‬ ‫نظ ��ام الق ��دم – رط ��ل ‪� ،‬إال �أنه ال يزال يحتوي عل ��ى �أكثر من وحدة للتعبير ع ��ن الكمية الواحدة ‪،‬‬ ‫فمث ًال البو�صة والقدم والياردة والميل كلها وحدات تعبر عن الطول‪.‬‬

‫ق ��م بزيارة لمختب ��ر القيا�س والمعايرة التابع لهيئ ��ة الموا�صفات والمقايي� ��س �أو مختبرات الجودة‬ ‫والنوعي ��ة التابعة ل ��وزارة التجارة وال�صناعة ف ��ي مدينتك‪� ،‬أو جهات تفتي�ش حكومي ��ة �أو �أهلية‪ ،‬واكتب‬ ‫تقرير ًا عن ذلك‪.‬‬

‫‪15‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫وللتحويل بين الوحدات يجب معرفة معامل التحويل ‪ ،‬و�إجراء العملية الريا�ضية المنا�سبة ‪ .‬والجدول‬ ‫( ‪ ) 3-1‬يو�ضح بع�ض معامالت التحويل لبع�ض الكميات الم�ستخدمة في �أنظمة القيا�س المختلفة‪.‬‬ ‫ويمكن ا�ستخدام �أنظمة الوحدات للتحقق من �صحة المعادالت والقوانين الفيزيائية كما في المثال التالي‪:‬‬ ‫الأجزاء‬

‫الت�سمية‬

‫الع�شر‬

‫دي�سي‬

‫جزء من المئة‬

‫�سنتي‬

‫جزء من الألف‬

‫ميللي‬

‫جزء من المليون‬

‫ميكرو‬

‫الك�سر االعتيادي‬ ‫‪1‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1000000‬‬

‫التعبير الأ�سي‬

‫الك�سر الع�شري‬ ‫‪0.1‬‬

‫‪1-10‬‬

‫‪0.01‬‬

‫‪2-10‬‬

‫‪0.001‬‬

‫‪3-10‬‬

‫‪0.000001‬‬

‫‪6-10‬‬

‫التعبير الأ�سي‬

‫الم�ضاعفات‬

‫الت�سمية‬

‫الرقم الع�شري‬

‫الع�شرة‬

‫ديكا‬

‫‪10‬‬

‫‪1 10‬‬

‫المئة‬

‫هكتو‬

‫‪100‬‬

‫‪2 10‬‬

‫الألف‬

‫كيلو‬

‫‪1000‬‬

‫‪3 10‬‬

‫المليون‬

‫ميجا‬

‫‪1000000‬‬

‫‪6 10‬‬

‫جدول رقم (‪ )3-1‬يبين الأجزاء والم�ضاعفات الع�شرية‬ ‫وتجدر الإ�شارة �إلى �أن الت�سميات الخا�صة بالأجزاء والم�ضاعفات لي�ست كلمات م�ستقلة ‪ ،‬بل �أنها عبارة‬ ‫عن مقاطع ت�ضاف قبل ا�سم الوحدة ‪ ،‬ولهذا نقول ( ميجاهرتز ) و ( كيلو متر )‪ ،‬و( ميليجرام) وهكذا‪.‬‬ ‫في كثير من الأحيان وبخا�صة في الم�سائل ‪ ،‬تحتاج �إلى تغيير الوحدة التي تقدر بها كمية ما ‪ ،‬وهذا يمكن �أن‬ ‫يتم ب�سهولة ب�ضرب المقدار المراد تحويله في قيمة الوحدة القديمة من الوحدات الجديدة‪.‬‬

‫‪16‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫‪2-1‬‬ ‫‪ -1‬م�ساحة غرفة ‪ 35‬م‪ 35 = 2‬م‪� 100(2‬سم ‪ /‬م ×‪� 100‬سم ‪ /‬م ) =‬ ‫‪� 350000‬سم‪� 4 10 × 35 = 2‬سم‪2‬‬ ‫‪ -2‬‬

‫‪1‬كجم‬ ‫كتلة �صخرة ‪ 650‬جم = ‪ 650‬جم × ‪1000‬جم = ‪0.650‬كجم‬

‫وهكذا يتم التحويل لأي كمية بهذه الطريقة‪.‬‬

‫‪4-1‬‬ ‫�س ‪ :‬حول الكميات التالية �إلى الوحدات الرئي�سة (كجم ‪ .‬متر ‪ .‬ثانية) با�ستخدام جدول‬ ‫الأجزاء والم�ضاعفات‪.‬‬ ‫قام �شاب بقيا�س �أو قراءة ما يلي ‪:‬‬

‫‪ -1‬م�ساحة بالطة ‪� 150‬سم‪.................................................................. = 2‬‬ ‫‪ -2‬م�سافة بين مدينتين ‪ 400‬كلم = ‪...........................................................‬‬ ‫‪� -3‬سعة العلبة ‪ 1.5‬لتر = ‪.......................................................................‬‬ ‫‪� -4‬شدة تيار ‪ 500‬ملي �أمبير = ‪.................................................................‬‬ ‫‪ -5‬قدرة محطة كهربائية ‪ 800‬ميجاوات = ‪....................................................‬‬ ‫‪� -6‬سمك قرنية العين ‪ 80‬ميكرومتر = ‪.........................................................‬‬ ‫‪� -7‬سرع ��ة �شاحنة ‪ 15‬كم ‪� /‬ساع ��ة = ‪..........................................................‬‬ ‫‪....‬‬

‫‪17‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫نظام قيا�س الزوايا‪:‬‬ ‫‪ -1‬نظام الدرجات‪ :‬وفيه يتم تق�سيم محيط الدائرة حول مركزها �إلى ‪ 360‬وكل درجة ت�ساوي ‪ 60‬دقيقة‬ ‫والدقيقة ‪ 60‬ثانية‪.‬‬ ‫‪ -2‬نظ���ام الزاوية الن�ص���ف قطرية‪ :‬في هذا النظام تقا�س الزوايا بداللة القو�س الذي يقابل الزاوية ون�صف‬ ‫قطر الدائرة التي منها هذا القو�س ‪ ،‬وت�سمى الوحدة في هذا النظام بالراديان‪.‬‬

‫طول‬

‫الق‬

‫و�س‬

‫الزاوية الن�صف قطرية =‬

‫طول القو�س ( ف )‬ ‫ن�صف القطر ( ر )‬

‫ن�صف القطر‬

‫العالقة بين نظامي الزوايا‪:‬‬ ‫دورة واحدة تعني ‪2 π‬‬

‫‪ º 360‬راديان‬

‫�أي �أن‪ π / 180 = 51 :‬راديان = ‪ 17.5‬ملي راديان‬ ‫�أو‪ 1 :‬راديان = ‪π = 180 / 3.14 = 57.3 2/360‬‬ ‫( مالحظة ‪:‬نكتب ‪ 22.5‬ولي�س ‪)22. َ 30‬‬

‫‪18‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫والجدير بالذكر �أن الم�ستخدم عاد ًة في القوانين الفيزيائية هي الراديان ولي�ست الدرجات‪.‬‬

‫‪5-1‬‬ ‫‪�-1‬أو جد مقدار الزوايا التالية في النظام المقابل لها‪:‬‬ ‫راديان‬

‫نظام الدرجات‬

‫‪............................‬‬

‫‪45‬‬ ‫‪90‬‬

‫‪............................‬‬

‫‪360‬‬

‫‪5‬‬

‫‪............................‬‬

‫‪............................‬‬

‫‪13‬‬

‫‪............................‬‬

‫‪ -2‬كم مقدار الدرجات في‪:‬‬ ‫‪ -1‬ربع دورة = ‪.......................................‬‬ ‫‪ 4/ 3-2‬دورة =‪......................................‬‬ ‫‪ 5-3‬دورات ون�صف = ‪..............................‬‬ ‫‪ 3 -4‬دورات = ‪ ..............................‬راديان‬

‫‪19‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ثالثاً‪� :‬أجهزة القيا�س‪:‬‬ ‫م�صطلحات في القيا�س‬ ‫‪ -1‬القيا�س ‪ :‬هو مجموعة من العمليات التي تهدف �إلى تعيين قيمة كمية ما‪.‬‬ ‫تق ��در الكميات الفيزيائي ��ة �إما بطريقة ح�سابية �أو با�ستخدام �أجهزة القيا� ��س ‪ ،‬وتت�أثر القيم الناتجة من‬ ‫عملية القيا�س بعدد من العوامل منها‪:‬‬ ‫• الت�صميم غير الدقيق لأجهزة و�أدوات القيا�س‪.‬‬ ‫• المعايرة غير الدقيقة للجهاز عند الت�صنيع وعدم توفر بيئة عمل منا�سبة �أو لحفظ الأجهزة‪.‬‬ ‫• القراءة غير الدقيقة للنتيجة (�أو التدوين العلمي غير الدقيق للنتائج)‪.‬‬ ‫وهذه العوامل مجتمعة �أو منفردة تجعل نتائج القيا�س غير متطابقة مع القيم الحقيقية‪.‬‬ ‫‪-2‬دقة القيا�س ‪:‬هي مدى تقارب االتفاق بين نتيجة القيا�س والقيمة الحقيقية للكمية المقا�سة‪.‬‬ ‫ويعبر عنها �إما ب�إيجاد الخط�أ المطلق �أو الن�سبة المئوية للخط�أ‪.‬‬

‫الخط�أ المطلق = القيمة المقا�سة – القيمة الحقيقية‬ ‫الخط�أ المطلق‬ ‫الن�سبة المئوية للخط�أ =‬ ‫القيمة ال�صحيحة‬

‫× ‪100‬‬

‫ت�سم ��ى القيمة ال�صحيحة لأي كمي ��ة فيزيائية بالقيمة المعياري ��ة ‪ ،‬ابحث بالتعاون مع‬ ‫زمالئك عن بع�ض القيم المعيارية لكميات فيزيائية �أ�سا�سية م�شهورة (جداول الثوابت‬ ‫الفيزيائية) ثم حاول �أن تتعرف كيف تم قيا�سها ؟‬

‫‪20‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫‪3-1‬‬ ‫ت ��م قيا�س ط ��ول م�ضمار لل�سب ��اق با�ستخدام متر معدني ف ��كان طول ��ه ‪ 300.65‬م ‪ ،‬مع �أن طوله‬ ‫الحقيقي ‪ 300‬م ‪ .‬اح�سب الخط�أ في القيا�س‪:‬‬ ‫‪ )1‬المطلق‬ ‫‪ )2‬المئوي‬ ‫‪)3‬ما هي �أ�سباب عدم تطابق القيمة المقا�سة مع القيمة الحقيقية ؟‬

‫‪ )1‬الخط�أ المطلق = ‪ 0.65 )+( = 300 300.65-‬م‬ ‫‪0.65‬‬ ‫× ‪٪ 0.217 = 100‬‬ ‫‪ )2‬الخط�أ الن�سبي =‬ ‫‪300‬‬ ‫‪.............................................................................. )3‬‬

‫‪� -3‬ضب���ط القيا����س ‪ :‬ال�صفة التي تميز قدرة الجهاز عل ��ى �إعطاء بيانات قريبة من القيمة الحقيقية للكمية‬ ‫المقا�سة‪.‬‬ ‫ويطلق على �أقل قيمة يقر�ؤها الجهاز بدقة الجهاز فعندما يقر�أ ميزان وزن الخاتم = ‪ 10.14‬جم تكون دقة‬

‫الجه ��از ه ��ي ‪ 0.01‬ج ��م ( ‪-2 10×1‬ج ��م) ومقدار الخط�أ ه ��و ‪ 0.01 -+‬جم ‪ .‬ولكل جه ��از دقة تختلف عن‬

‫الأخرى وكلما كانت الدقة �أ�صغر كانت كان القيا�س �أ�صح‪.‬‬

‫وللتفريق بين دقة القيا�س و�ضبط القيا�س انظر التمرين التالي‪:‬‬

‫‪21‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪6-1‬‬

‫قام طالب بتدوين نتائج قيا�سات لكمية معينة ووجد التالي‪�( :‬أكمل الفراغات)‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬

‫قيمة حقيقية‬ ‫‪ 0‬قراءة (قيا�س)‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫ب‬ ‫‪..........................‬‬

‫�أ‬

‫دقة منخف�ضة ‪� ،‬ضباطية �ضعيفة‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪0 0‬‬ ‫‪000‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪000‬‬ ‫‪0‬‬

‫د‬ ‫‪..........................‬‬

‫جـ‬ ‫‪..........................‬‬

‫التدوين العلمي للقيا�سات (التعبير الأ�سي) ‪:‬‬ ‫ي�ستخدم التدوين الأ�سي الخت�صار الأرقام الكبيرة جد ًا �أو ال�صغيرة جد ًا‬ ‫ل�ضمان الدقة في القيا�س‪ ،‬حيث تكتب الأرقام بالطريقة التالية‪:‬‬ ‫العدد = �أ × ‪ 10‬ب‬ ‫‪� ≥10‬أ > ‪1‬‬ ‫فمث ًال كتلة الأر�ض =‪ 64.......................‬كجم‪.‬‬ ‫وبالتعبير الأ�سي تكتب =‪ 24 10 ×6.4‬كجم‪.‬‬ ‫وكتلة الإلكترون = ‪ 109 ............................. /1‬كجم‪.‬‬ ‫وبالتعبير الأ�سي = ‪ -31 10 × 9.1‬كجم‪.‬‬

‫‪22‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫�شكل (‪� )1-1‬أجهزة قيا�س مختلفة‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫‪7-1‬‬ ‫اكتب الأرقام التالية بالتعبير الأ�سي ‪:‬‬ ‫‪� )1‬سرعة ال�ضوء = ‪ 3........‬م‪/‬ث =‬ ‫‪� )2‬شحنة الإلكترون = ‪ 625 ................ /1‬كولوم =‬ ‫‪ )3‬كتلة البروتون = ‪ 0 .......................167252‬كجم =‬

‫‪8-1‬‬ ‫اح�س ��ب الم�ساف ��ة بين الريا� ��ض وكل من مكة –الدم ��ام – تبوك‪ ،‬ثم �أوجد ن�سب ��ة الخط�أ بين‬ ‫القيم ��ة التي تح�صل عليها والقيم الحقيقي ��ة للم�سافة ‪( .‬ا�ستعن بجداول الم�سافات المعتمدة‬ ‫بين المدن للمقارنة �أو بمقيا�س الر�سم لخريطة المملكة العربية ال�سعودية )‪.‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬

‫‪ -4‬التحق���ق جمي ��ع العمليات التي يقوم بها �أح ��د �أجهزة المعايرات القانونية به ��دف التحقق والت�أكد من �أن‬ ‫الجهاز �أو �أداة القيا�س تفي بمتطلبات الدقة المطلوبة ( عمل وزارة التجارة وال�صناعة ) ‪.‬‬ ‫‪ -5‬المعاي���رة جمي ��ع العمليات التي تح ��دد قيم �أخطاء الجهاز (�أداة) القيا�س وبع� ��ض الخ�صائ�ص القيا�سية‬ ‫الأخرى ( عمل هيئة الموا�صفات والمقايي�س ) ‪.‬‬ ‫والجدي ��ر بالذك ��ر �أن التحقق ي�ستخدم للأغرا� ��ض التجارية (كحماية للم�ستهل ��ك) والمعايرة للأغرا�ض‬ ‫العلمي ��ة وال�صناعية‪ .‬وهذا يبين �أهمية القيا�س في حياتنا ‪ ،‬وفي كلتا الحالتين يتم مقارنة الجهاز المراد‬ ‫معايرته بجهاز �أدق منه‪.‬‬

‫‪23‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫�أمثلة متنوعة لقيا�س كميات �أ�سا�سية وم�شتقة‪:‬‬ ‫هن ��اك عدة طرق لقيا�س الكميات الفيزيائية �إما با�ستخدام �أجهزة القيا�س مبا�شرة �أو بطريقة غير مبا�شرة‬ ‫ت�ستخدم فيها الأجهزة والطرق الح�سابية‪.‬‬

‫القيا�سات الفيزيائية المبا�شرة‪:‬‬

‫‪ )1‬درج���ة الح���رارة ‪ Temperature Degree :‬وه ��ي �صف ��ة مالزمة للمادة ‪ ،‬ترتبط بمق ��دار طاقة حركة‬ ‫جزيئاتها ‪ ،‬وتقا�س با�ستخدام المقايي�س الحرارية (مقايي�س درجة الحرارة)‪ ،‬ولها �أنواع متعددة‪:‬‬ ‫‪ -1‬مقايي�س تعتمد على ظاهرة تمدد ال�سوائل بالحرارة كالزئبق والكحول‪.‬‬ ‫‪ -2‬مقايي�س تعتمد على تمدد المواد الجامدة مثل االزدواج الحراري ‪ ،‬والترمومتر البالتيني‪.‬‬ ‫‪ -3‬مقايي�س تقوم على مبد�أ تمدد الغازات (الترمومتر الغازي)‪.‬‬ ‫‪ -4‬مقايي� ��س تعتمد عل ��ى خوا�ص �أخرى لقيا�س درجة الحرارة غير خا�صية تم ��دد المواد وهي تغير المقاومة‬ ‫الكهربائية للفلز بتغير درجة الحرارة وتعرف بموازين الحرارة الكهربائية‪.‬‬ ‫‪ -5‬مقايي�س تعتمد على الإ�شعاع الحراري‪.‬‬

‫نحا�س‬ ‫تدرج‬

‫حديد‬

‫‪.................................‬‬ ‫‪................................. .................................‬‬ ‫�شكل (‪� )2-1‬أنواع مختلفة لمقايي�س الحرارة‬ ‫تدري���ج مي���زان حراري ‪ :‬عن ��د تدريج ميزان حراري يجب الأخذ في االعتب ��ار تحديد نقطتان مرجعيتان‬ ‫�أحدهما تمثل بدء التدريج والأخرى نهايته ‪ ،‬والآن قم بالن�شاط التالي‪:‬‬

‫‪24‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫ن�شاط ‪2-1‬‬ ‫الأدوات ‪� :‬أنبوب زجاجي في �أ�سفله م�ستودع �صغير (معامل تمدده �صغير‬ ‫جد ًا) وبه �سائل منتظم التمدد مع ارتفاع درجة الحرارة (الزئبق)‪ ،‬حو�ض‬ ‫به ماء ‪ ،‬جليد مجرو�ش ‪ ،‬موقد للت�سخين‪.‬‬ ‫�شكل (‪)3-1‬‬ ‫خطوات العمل‪:‬‬ ‫• �ض ��ع الأنب ��وب المبين في ال�شكل ( ‪ ) 3-1‬في وعاء به م ��اء وجليد مجرو�ش وراقب م�ستوى الزئبق‪،‬‬ ‫ثم �ضع �إ�شارة عند ثبوت م�ستوى الزئبق‪.‬‬ ‫• خ ��ذ الأنب ��وب الآن و�ضعه في وعاء به م ��اء يغلي ‪ ،‬راقب مايحدث لم�ستوى الزئب ��ق ‪ ،‬ثم �ضع �إ�شارة‬ ‫عند ثباته‪.‬‬

‫الآن دون مالحظاتك كالتالي ‪:‬‬

‫• العالم ��ة التي ثبت عندها الزئبق في البدء ت�سمى ‪..................................................‬‬ ‫• العالمة التي ثبت عندها الزئبق في النهاية ت�سمى ‪..................................................‬‬ ‫• ق�سم الم�سافة بين العالمتين �إلى �أق�سام مت�ساوية (مئة ق�سم) كل ق�سم منها ي�سمى‪..................‬‬ ‫�أنت �صنعت الآن مقيا�س حرارة مئوي‪.‬‬ ‫ويوج ��د عدة �أنواع من المقايي�س الح ��رارة ال�سائلية كما ترى في ال�شكل ( ‪ ) 4-1‬حيث تكون الدرجة ال�سفلى‬ ‫درجة تجمد الماء والعليا درجة غليان الماء لكل مقيا�س‪.‬‬ ‫‪5 100‬م‬

‫فهرنهايتي‬ ‫‪5 212‬ف‬

‫كالفن‬ ‫‪ 5 373‬كـ‬

‫رانكن‬ ‫‪5 672‬ر‬

‫مئوي‬

‫�صفر‪5‬م‬

‫‪ 5 32‬ف‬

‫‪5 273‬كـ‬

‫‪5 492‬ر‬

‫‪25‬‬

‫�شكل (‪)4-1‬‬ ‫فيزياء (‪)1‬‬

‫لماذا ال ي�ستخدم الماء في �صنع ميزان الحرارة ال�سائلي ؟‬ ‫ما فائدة تعدد �أنواع الترمومترات ( مقايي�س الحرارة ) ‪ Thermometer‬؟‬

‫( ‪) 1-1‬‬ ‫ا�ستخدم ميزان الحرارة المنا�سب لقيا�س درجة حرارة كل من ‪:‬‬ ‫‪ )1‬المختبر المدر�سي = ‪..................................................‬‬ ‫‪ )2‬درجة حرارة زميلك في ال�صف = ‪....................................‬‬ ‫ولتحويل درجات الحرارة من مقيا�س لآخر ن�ستخدم العالقة التالية ‪:‬‬ ‫الدرجة المطلوبة ‪ -‬درجة ان�صهار الجليد الدرجة المعطاه ‪ -‬درجة ان�صهار الجليد‬ ‫=‬ ‫عدد الأق�سام‬ ‫عدد الأق�سام‬ ‫الترمومتر الأول‬

‫الترمومتر الثاني‬

‫اح�ضر مقيا�س حرارة �سائلي يحمل المقيا�سين معاً‪ ،‬ثم قارن بين تدريجهما‪.‬‬

‫‪9-1‬‬ ‫�إذا كان���ت درج���ة ح���رارة ج�سم ما على الميزان الفهرنهايت���ي ‪ 41‬ف فما الدرجة المقابلة على‬ ‫الميزان المئوي‪.‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬

‫‪26‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫‪10-1‬‬ ‫ما قراءة مقيا�س الحرارة المطلق المقابلة ‪ 50‬م؟‬ ‫‪....................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬ ‫‪ )2‬كتل���ة الج�س���م ‪ : Mass‬هي كمية المادة الموجودة في ج�سم م ��ا ‪ ،‬وهي �إحدى الخوا�ص العامة للمادة‬ ‫وتقا�س بموازين خا�صة بالكتلة كالميزان العادي ذو الكفتين ‪ ،‬وقد تم تطويره لموازين رقمية تقي�س مدى‬ ‫وا�سع من قيم الكتل‪.‬‬

‫�شكل (‪ )5-1‬يبين �أجهزة قيا�س كتلة (موازين)‬ ‫حاول �أن تعدد عدة �أنواع من الموازين ؟‬ ‫‪....................................................................................................‬‬

‫( ‪) 2-1‬‬ ‫ا�ستخ���دم الميزان المنا�سب اليجاد كتل المواد التالية‪ ،‬ثم قارنها مع نتائج‬ ‫زمالئك داخل المختبر المدر�سي‪:‬‬ ‫‪ -1‬كتلة نقطة من الماء ‪ -2 ...............................‬كتلة حجر‬ ‫‪ -3‬كتلة حبة من الخرز ‪ -4 ..................................‬كتلة مكعب خ�شبي ‪.....................‬‬ ‫‪...................................‬‬

‫‪27‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪ )3‬الطول ‪ Length :‬يمثل الطول البعد بين نقطتين محددتين ‪ ،‬ويقا�س با�ستخدام الم�سطرة ‪ ،‬ال�شريط‬ ‫المتري‪ ،‬القدمة (الميكرومتر)‪� ....‬إلخ ‪.‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫‪0‬‬

‫( ‪) 3-1‬‬ ‫ا�ستخدم الأداة المنا�سبة لقيا�س الأبعاد لكل من‪:‬‬

‫‪ -1‬ن�صف قطر �سلك معدني‬ ‫‪� -3‬سمك �صفيحة معدنية رقيقة ‪.......................‬‬ ‫‪ -5‬القطر الداخلي لأنبوب زجاجي ‪................................................................................‬‬ ‫(ا�ستخدم نموذج القيا�س المرفق)‬ ‫‪............................‬‬

‫‪ -2‬قطر كرة‬ ‫‪ -4‬ارتفاع حجرة ال�صف ‪.............‬‬ ‫‪.................................‬‬

‫لماذا تتنوع �أدوات قيا�س الطول رغم �أنها تقي�س كمية واحدة ؟‬ ‫‪.........................................................................................................................................................‬‬

‫‪ )4‬الزمن ‪ Times :‬اهتم الإن�سان منذ فجر التاريخ بقيا�س الزمن وتعددت �أدوات وو�سائل قيا�سه‪ ،‬ال�شكل (‪.)6-1‬‬

‫‪1-1‬‬ ‫�صم���م عر����ض تقديمي ع���ن تطور‬ ‫�أدوات و�آالت قيا����س الزم���ن عب���ر‬ ‫التاريخ والع�صر الحديث‪ ،‬مدعماً‬ ‫بال�صور والأمثلة‪.‬‬

‫( ‪) 4-1‬‬ ‫اح�سب بالوحدات الدولية كل من‪:‬‬

‫‪ )1‬الفترة الزمنية الالزمة لملئ علبة حليب حجمها ‪ 1‬لتر‪.‬‬ ‫‪)2‬الزمن الالزم لت�سخين ‪ 100‬ملل من الماء من الدرجة‬ ‫‪ 25‬م �إلى ‪50‬م‪.‬‬ ‫قارن النتائج التي تح�صل عليها بنتائج زمالئك‪.‬‬

‫‪28‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫لمعلوماتكئ‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫�ساعة ال�سيزيوم الذرية‬

‫�ساعة رملية‬

‫�ساعة رقمية‬

‫�شكل (‪ )6-1‬يبين �أجهزة لقيا�س الزمن‬ ‫‪ )5‬الق���وة ‪ Force :‬ه ��ي ذل ��ك الم�ؤثر الذي �إذا �أثر على ج�سم ما �سبب ل ��ه تغير ‪ ،‬والقوى الميكانيكية من‬ ‫القوى التي يمكن قيا�سها مبا�شرة با�ستخدام الميزان الزنيركي كقوة ال�شد والدفع ووزن الأج�سام ويقوم عمل‬ ‫الميزان الزنركي على �أن جميع الكتل تقع تحت ت�أثير قوة جذب الأر�ض بت�سارع مقداره ‪ 9.8‬م‪ /‬ث ‪ ، 2‬ويدرج‬ ‫الميزان الزنبركي بوحدات قيا�س القوة‪.‬‬

‫القوة (الوزن) = الكتلة × ت�سارع الجاذبية الأر�ضية‬ ‫( ‪) 5-1‬‬ ‫ا�ستخدم ميزان زنبركي منا�سب لقيا�س‪:‬‬ ‫‪) 1‬‬ ‫‪ )2‬‬ ‫‪ )3‬‬ ‫‪ )4‬‬

‫القوة الالزمة ل�سحب مقعد درا�سي‪.‬‬ ‫قوة �سحب يدك �أو �أ�صبعك‪.‬‬ ‫وزن حقيبة �سفر‪.‬‬ ‫وزن كرة معدنية في الهواء وفي ال�سائل‪.‬‬

‫�شكل (‪)7-1‬‬

‫‪ )6‬الكثافة‪ Density :‬هي عبارة عن كتلة وحدة الحجم‪.‬‬ ‫وتقا�س كثافة المادة الجامدة ح�ساب ًيا با�ستخدام العالقة التالية‪:‬‬ ‫الكتلة (كجم)‬ ‫الكثافة =‬ ‫الحجم (م‪)3‬‬ ‫وتقا�س كثافة ال�سوائل بالهيدرومتر‬

‫‪1-1‬‬ ‫هل يمك���ن �أن ت�صنع هيدرومتراً ب�سيط���اً با�ستخدامك‬ ‫لق�شة �شرب و�صل�صال ؟‬

‫‪29‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫تركيبه ‪ :‬يتركب من م�ستودع زجاجي غير م�صمت مثقل‬ ‫بمعدن لماذا ؟‬ ‫ويت�صل ب�س ��اق زجاجية غير م�صمت ��ة (جوفاء) مدرجة‬ ‫بوح ��دات الكثافة ‪.‬كما في ال�ش ��كل ( ‪� ،) 8-1‬أين تكون قراءة‬ ‫الكثاف ��ة الق�ص ��وى والدنيا على ال�س ��اق ؟ �إنّ التدريج ال�سفلي‬ ‫ي�شير �إلى �أعلى كثافة يقي�سها الهيدرومتر‪� ،‬أما التدريج العلوي‬ ‫ي�شي ��ر �إلى �أدن ��ى كثاف ��ة يقي�سها‪�.‬أما الكثاف ��ات الأخرى التي‬ ‫يقي�سه ��ا الجهاز فتت ��راوح بين الكثافة العلي ��ا والدنيا‪ ،‬وهكذا‬ ‫ف�إن كل هيدرومتر ُي�ص َنع ليقي�س مدىً معين ًا من الكثافة‪.‬‬

‫�أقل كثافة‬ ‫�أعلى كثافة‬

‫�ساق زجاجية غير‬ ‫م�صمته مدرجة‬ ‫بوحدات الكثافة‬

‫م�ستودع غير‬ ‫م�صمت‬ ‫ثقل معدني‬

‫�شكل ( ‪ ) 8-1‬تركيب الهيدرومتر‬

‫ما المبد�أ الذي يعمل عليه الهيدرومتر ؟‬ ‫ف���ي �أي ال�سوائ���ل التالي���ة يك���ون حج���م الجزء المغم���ور من الج�س���م ال�صلب �أكب���ر الم���اء ‪ ،‬الزئبق ‪� ،‬أم‬ ‫الزيت؟ (ج ِّرب بنف�سك)‪.‬‬

‫( ‪) 6-1‬‬ ‫ا�ستخدم الهيدرومتر للك�شف عن‪:‬‬

‫‪ )1‬غ�ش اللبن ( كثافة اللبن ‪ 1،03‬جم ‪�/‬سم ‪.)3‬‬ ‫‪ )2‬كثافة حم�ض الكبريتيك في المراكم (بطارية ال�سيارة)‪.‬‬ ‫‪ )3‬كثافة محلول �سكر‪.‬‬ ‫‪ )4‬كثافة زيت الزيتون‪.‬‬ ‫ثم حدد ن�سبة الخط�أ في القيا�سات التي تو�صلت لها م�ستعي ًنا بجدول كثافات ال�سوائل المعيارية‪.‬‬

‫‪30‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫ح�ساب كثافة ج�سم جامد غير معلوم‪:‬‬

‫ن�شاط ‪3-1‬‬ ‫الأدوات ‪ :‬قطعة حجر �صلب ‪ ،‬مخبار مدرج ‪ ،‬ماء �أو �أي �سائل �آخر كثافته‬ ‫معروفة ‪ ،‬ميزان زنبركي‪.‬‬ ‫ا�ستخ ��دم الأدوات ال�سابقة لإيجاد كثافة قطعة الحجر و�سجل الخطوات‬ ‫التي تقوم بها‪:‬‬ ‫�شكل ( ‪) 9-1‬‬

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

‫اال�ستنتاج‬

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

‫كيف تعرف نوع المعدن الم�صنوع منه ملعقة معدنية ؟ وكيف تكت�شف �أن الحلي الذهبية‬ ‫التي ا�شتريتها غير مغ�شو�شة ( عيارها مختلف ) ؟‬ ‫ما معنى قولنا �أن كثافة الماء النقي ‪1000‬كجم‪/‬م‪3‬‬

‫‪31‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪ - 7‬ال�ضغط ‪: Pressure‬‬

‫ويكون لكل من الجوامد وال�سوائل والغازات قوانين مختلفة لح�ساب ال�ضغط (كما �سندر�س الحق ًا) ‪ .‬في حالة‬ ‫ال�ضغط الجوي وهو �ضغط نا�شئ عن جذب الأر�ض للهواء المحيط بها ‪ ،‬يكون �إيجاد قيمة ال�ضغط عملي ًا من‬ ‫موازنته بعمود من ال�سائل (حاول �إيجاده في المختبر) انظر ال�شكل (‪ )10-1‬وتكون قيمته عند �سطح البحر‬ ‫‪�76‬سم زئبق �أو(‪ )1015‬مليبار (‪ 1‬مليبار = ‪100‬ن‪ /‬م‪ )2‬ويتناق�ص بمقدار ‪ 1‬مليبار ‪10 /‬متر ارتفاع ًا وبهذه‬ ‫الطريقة نوجد ارتفاع الطائرة مث ًال ‪.‬ي�سمى جهاز قيا�س االرتفاع بالألتيميتر وهو موجود في الطائرة‪.‬‬

‫البارومتر المعدني‬

‫البارومتر الزئبقي‬ ‫�شكل ( ‪) 10-1‬‬

‫( ‪) 7-1‬‬ ‫ا�ستخدم مقيا�س ال�ضغط المتوفر لديك لقيا�س ال�ضغط الجوي‪:‬‬

‫داخ ��ل حج ��رة ال�صف ‪ ،‬المختبر المدر�سي ‪ ،‬في �أعلى البناية ‪ .‬قارن النتائج التي تح�صل عليها بالقيمة‬ ‫المعيارية لل�ضغط الجوي‪.‬‬

‫�ضغط الدم ‪:‬‬

‫ي�ستخ ��دم المانومت ��ر لقيا� ��س �ضغ ��ط ال ��دم وه ��و احد‬ ‫الأجهزة القائمة على فكرة عمل البارومترات الزئبقية‪.‬‬ ‫وتبلغ قيم ��ة ال�ضغ ��ط االنقبا�ضي واالنب�ساط ��ي لل�شاب‬ ‫الع ��ادي ال�سلي ��م حوالي ‪120‬مم زئب ��ق ‪ 80/‬مم زئبق ‪.‬‬ ‫(حاول �أن تقي�س بنف�سك)‪.‬‬

‫‪32‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫�شكل ( ‪ ) 11-1‬قيا�س �ضغط الدم‬

‫‪Physical Measurement‬‬

‫لم���اذا تو�ض���ع لفافة جهاز قيا����س �ضغط الدم حول الع�ضد وال تو�ضع حول ال�ساق ؟ جرب قيا�س‬ ‫�ضغطك في الحالتين‪ ،‬وانظر الفرق؟‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬

‫‪2-1‬‬ ‫عر����ض فيلم تعليمي عن ا�ستخدام �أجه���زة قيا�س �ضغط الدم‬ ‫و�ضغط الهواء داخل ج�سم الإن�سان‪.‬‬

‫القيا�سات غير مبا�شرة ‪:‬‬

‫�شكل ( ‪ ) 12-1‬يبين �سرعات مختلفة لمت�سابق‬

‫‪33‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫( ‪) 8-1‬‬ ‫ ق�س طول الم�سافة من بداية ملعب المدر�سة �إلى نهايته بالم�شاركة مع مجموعة من زمالئك بال�صف‬‫(�أو احد الممرات بالمدر�سة)‪.‬‬ ‫ ت�أكد من �صحة قيا�سك بالرجوع �إلى الطول المقا�س فعل ًيا للملعب‪.‬‬‫ �سجل الزمن الالزم لقطع هذه الم�سافة لثالث طالب كما في الجدول التالي‪:‬‬‫ا�سم الطالب الزمن الزمن الزمن ال�سرعة ال�سرعة‬ ‫ال�سرعة متو�سط ال�سرعة‬ ‫(‪)3‬‬ ‫(‪)2‬‬ ‫(‪)1‬‬ ‫(‪)3‬‬ ‫(‪)2‬‬ ‫(‪)1‬‬

‫ كرر التجربة مع نف�س الطالب و�سجل الزمن الالزم في الجدول �أعاله‪.‬‬‫ با�ستخ ��دام ورق ��ة ر�س ��م بياني ار�سم العالق ��ة بين الم�ساف ��ة (على محور‬‫ال�صادات) و(الزمن على محور ال�سينات) ثم �أوجد قيمة ال�سرعة (ال�سرعة‬ ‫= الم�سافة ‪ /‬الزمن) ‪،‬اح�سب ال�سرعة التي تحرك بها كل طالب في كل مرة‬ ‫ودونها في الجدول‪.‬‬ ‫ جد متو�سط ال�سرعة لزميلك وقارن النتائج ‪.................................................‬‬‫‪ -2‬قيا�س التدفق ‪Flow meter :‬‬

‫ن�شاط ‪4-1‬‬

‫ي�ستخ ��دم كثي ��ر ًا مقيا�س تدفق ال�سوائل في التعبئة ‪ ،‬فمث ًال ت�ستخدمه �شركة �أرامكو لتعبئة النفط في‬ ‫ال�شاحن ��ات والناق�ل�ات ‪ ،‬قم ب�إيجاد مقدار تدفق �سائل (لت ��ر ‪ /‬ث) با�ستخدام �ساعة رقمية ومخبار‬ ‫مدرج ‪ .‬ا�ستخدم النموذج المرفق‪.‬‬ ‫حاول �أن تح�صل على جهاز يقي�س التدفق مبا�شرة‪.‬‬ ‫مالحظة ‪� :‬أحيان ًا يقا�س التدفق بالحجم فقط‪.‬‬

‫‪ -3‬كثافة ج�سم (�صلب ‪� ،‬سائل) ‪:‬‬

‫حاول �أن تقي�س كثافة ج�سم �صلب منتظم وغير منتظم بنف�سك في المختبر‪( .‬ا�ستخدم نموذج القيا�س)‪.‬‬

‫‪34‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫�أهمية علم القيا�س الفيزيائي (‪.)metrology‬‬ ‫عملية القيا�س الفيزيائي وعنا�صرها ‪ :‬الكمية الفيزيائية – �أداة القيا�س – �أنظمة القيا�س‪.‬‬ ‫الكميات الفيزيائية ‪ :‬وهي ال�صفات الفيزيائية القابلة للقيا�س وتنق�سم لكميات �أ�سا�سية وم�شتقة‪.‬‬ ‫�أهمية وحدات القيا�س في التعبير عن الكميات الفيزيائية ‪ ،‬وتوجد عدة �أنظمة للقيا�س منها النظام‬ ‫الإنجليزي والفرن�سي‪� ،‬أما النظام المعتمد على الم�ستوى العالمي فهو النظام الدولي للوحدات ‪.SI‬‬ ‫التحويل بين �أنظمة القيا�س المختلفة والتحقق من �صحة القوانين الريا�ضية‪.‬‬ ‫نظامي قيا�س الزوايا ‪ ،‬نظام الدرجات ونظام الزاوية الن�صف قطرية والتحويل بين النظامين‪.‬‬ ‫الدق���ة و�ضب���ط القيا�س عن طريق ح�س ��اب الخط�أ المطلق والن�سبة المئوية للخط� ��أ ‪.‬وطريقة التدوين‬ ‫العلمي للقيا�سات‪.‬‬ ‫الطريقة المبا�شرة لقيا�س الكميات الفيزيائية با�ستخدام �أجهزة القيا�س ‪� ،‬أو الطريقة الغير مبا�شرة‬ ‫وهي ا�ستخدام القوانين الح�سابية �إ�ضافة �إلى �أجهزة القيا�س‪.‬‬ ‫بع����ض القيا�س���ات الفيزيائي���ة المبا�ش���رة مثل‪ :‬درجة الح ��رارة ‪ ،‬كتلة الج�سم‪ ،‬الط ��ول‪ ،‬الزمن‪ ،‬القوة‬ ‫الكثافة (لل�سوائل) ‪ ،‬ال�ضغط الجوي‪.‬‬ ‫بع����ض القيا�س���ات الفيزيائية غير المبا�شرة مثل ‪ :‬ال�سرعة ‪ ،‬تعيين كثافة الأج�سام الجامدة ‪ .‬مقيا�س‬ ‫التدفق‪.‬‬

‫‪35‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪1‬‬

‫اختار الإجابة ال�صحيحة لكل مما يلي‪:‬‬

‫‪ )1‬وحدة درجة الحرارة في النظام الدولي للوحدات‪:‬‬ ‫ �أ –درجة مئوية‪.‬‬ ‫ب‪ -‬درجة مطلقة �أو كالفن‪.‬‬ ‫جـ ‪-‬درجة فهرنهايتية‪.‬‬ ‫د‪ -‬جول‪.‬‬ ‫‪ )2‬الوحدة التي تقا�س بها القوة هي النيوتن وتكافىء‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬جول ‪ /‬م‪.‬‬ ‫ب‪ -‬كجم ‪ .‬م ‪ .2‬ث‪.-2‬‬ ‫جـ ‪-‬كجم‪.‬م‪ .‬ث‪.‬‬ ‫د – م‪ .‬ث ‪.-2‬‬ ‫‪ )3‬وحدة قيا�س ال�شغل هي الجول وتكافىء‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬كجم ‪ .‬م ‪ .2‬ث‪.-2‬‬ ‫ب ‪ -‬كجم‪ .‬م‪ .‬ث‪.-1‬‬ ‫ج ‪ -‬كجم ‪.‬م‪.‬ث‪.‬‬ ‫د‪ -‬نيوتن‪.‬م‪.‬‬ ‫‪� )4‬إحدى الكميات الفيزيائية التالية كمية �أ�سا�سية‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬ال�ضغط‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الطول‪.‬‬ ‫ج‪ -‬الكثافة‪.‬‬ ‫د‪ -‬الم�ساحة‪.‬‬ ‫‪ )5‬الكيلومتر = ‪1000‬متر ويعبر عنه كالتالي‪:‬‬ ‫�أ‪.1 - 10 -‬‬ ‫ب‪.3 10 /1 -‬‬ ‫ج ‪.3 10 -‬‬ ‫‪36‬‬ ‫د‪.-3 10 /1 -‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪ )6‬المتر هو معيار الطول في النظام‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬المتري‪.‬‬ ‫ب‪ -‬البريطاني‪.‬‬ ‫ج‪ -‬الفرن�سي‪.‬‬ ‫د‪ -‬العالمي (الدولي) للوحدات‪.‬‬ ‫‪ )7‬في النظام الدولي للوحدات ي�ستخدم الأمبير وحدة لقيا�س‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬ال�سعة الكهربائية‪.‬‬ ‫ب‪� -‬شدة التيار‪.‬‬ ‫ج‪ -‬كمية الكهرباء‪.‬‬ ‫د – فرق الجهد الكهربائي‪.‬‬

‫‪2‬‬

‫�ضع �أمام كل عبارة في العمود الأيمن رقم العبارة التي تنا�سبها في العمود الأي�سر ‪:‬‬ ‫الكمية الفيزيائية‬

‫وحدة القيا�س‬

‫( ‪ ) 1‬الزمن‬ ‫( ‪ )2‬قوة الإ�ضاءة‬ ‫( ‪ )3‬الأمبير‬ ‫( ‪ ) 4‬الكتلة‬ ‫( ‪ ) 5‬كمية المادة‬ ‫( ‪ ) 6‬الطول‬ ‫( ‪� ) 7‬شدة التيار الكهربائي‬ ‫( ‪ ) 8‬فرق الجهد‬ ‫( ‪ ) 9‬الحرارة المطلقة‬

‫( ) المتر‬ ‫( ) الكيلوجرام‬ ‫( ) الثانية‬ ‫( ) الأمبير‬ ‫( )الدرجة الكالفنية‬ ‫( ) المول‬ ‫( )القنديلية‬

‫‪3‬‬

‫اكتب الكميات الفيزيائية التي تعبر عنها الوحدات التالية‪:‬‬ ‫‪-1‬نيوتن ‪ .‬م‪.‬‬

‫‪-3‬م‪ /‬ث‪.‬‬

‫‪-2‬كيلوجرام ‪ /‬م‪.3‬‬

‫‪37‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪4‬‬

‫تعطى طاقة الحركة لج�سم كتلته ك و�سرعته ع ح�سب العالقة التالية ‪:‬‬ ‫ط = (‪ )2/1‬ك ع‪ 2‬فما هي وحدة قيا�س طاقة الحركة ؟ و�إذا علمت �أن ج�سم كتلته‪ 0.5‬كجم تحرك‬ ‫ب�سرعة ‪10‬كم ‪�/‬س اح�سب طاقته الحركية بالوحدات الدولية ‪.‬‬

‫‪5‬‬

‫�أكمل الجدول التالي ‪:‬‬ ‫الكمية ( �أ )‬

‫القانون ( ب )‬

‫الوحدة ( ج ـ )‬

‫‪...........................‬‬

‫ق = ك جـ‬

‫‪...........................‬‬

‫الكثافة‬

‫‪...........................‬‬

‫‪...........................‬‬

‫‪...........................‬‬

‫‪...........................‬‬

‫م‪/‬ث‬

‫‪6‬‬

‫�صنف الكميات التالية �إلى �أ�سا�سية وم�شتقة‪:‬‬

‫‪7‬‬

‫�إذا كان���ت طاق���ة الو�ض���ع = ك جـ ف ‪ ،‬حيث ف بعد الج�سم ع���ن مركز الأر�ض و جـ ت�سارع‬ ‫الجاذبي���ة الأر�ضي���ة و ك كتل���ة الج�س���م‪ .‬اثب���ت وحدة قيا����س طاقة الو�ضع ه���ي نف�سها‪-‬‬ ‫وحدة قيا�س ال�شغل (ال�شغل = القوة × الم�سافة)‪.‬‬

‫الطاقة – الكثافة – درجة الحرارة – الم�ساحة – الإزاحة – �شدة التيار – ال�سرعة‪.‬‬

‫‪8‬‬

‫�ضع �إ�شارة ( ) و�إ�شارة (×) �أمام العبارة الخاطئة و�صححها‪:‬‬ ‫‪ ) 1‬ي�شترط لجمع �أو طرح كميتين فيزيائيتين �أن يكون لهما نف�س الأبعاد‪.‬‬ ‫‪ ) 2‬المانومتر هو جهاز يقي�س الحجم‪.‬‬ ‫‪ ) 3‬نقول كثافة الزيت = ‪ 880‬كجم‪.‬‬ ‫‪ ) 4‬الكميات الفيزيائية ( الطول ‪ ،‬ال�سرعة ‪ ،‬الإزاحة ) جميعها كميات م�شتقة‪.‬‬ ‫‪ )5‬عندما يقر�أ ميزان كتلة خاتم ت�ساوي ‪8.345‬جم هذا يعني �أن دقة الجهاز ت�ساوي ‪ 0.01‬جم‪.‬‬ ‫‪ 300 )6‬ملليتر = ‪� 300‬سم‪.3‬‬ ‫‪ )7‬دقة �ساعة الألعاب الأولمبية ‪ 0.1‬ثانية‪.‬‬

‫‪38‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪9‬‬

‫�أرادت �س���ارة �أن تبي���ع خات���م له���ا فوجدت وزن���ه في المح���ل الأول ‪ 30.5‬ج���م ‪ ،‬ووزنه في‬ ‫المحل الثاني ‪ 34.8‬جم ‪( .‬ي�ستخدم النا�س الوزن بد ًال من الكتلة وهذا �صحيح لأن الجاذبية الأر�ضية ثابتة تقريباً)‬ ‫�أ‪ -‬كيف تعرف �أي الميزانين �أ�صح (طريقة علمية)؟‬ ‫ب‪ -‬ك ��م مق ��دار خ�سارتها ل ��و باعت خاتمها في المح ��ل الأول �إذا كانت قيمة الج ��رام الواحد ‪ 50‬ريال؟‬ ‫(افتر�ض �أن المحل الثاني يعطي القيمة الأدق)‪.‬‬

‫‪10‬‬

‫ن�ص���ب بوا�سط���ة قط���ارة ‪ 100‬قطرة م���ن الماء في مخبار م���درج في وح���دة ملليتر( ملل )‬ ‫في�صل م�ستوى الماء �إلى الق�سمة ‪ 5‬ملل‪.‬‬ ‫�أ‪ -‬ما حجم قطرة واحدة من الماء؟‬ ‫ب‪ -‬كم عدد القطرات الالزمة للو�صول �إلى ‪ 0.08‬لتر؟‬

‫‪11‬‬

‫لديك ك�أ�س مملوء من الماء ومخبار مدرج وج�سم �صلب غير منتظم ‪ .‬كيف يمكنك �إيجاد‬ ‫حجم هذا الج�سم؟ علماً ب�أنه ال يمكن �إدخاله �إال في الك�أ�س فقط ‪.‬‬

‫‪12‬‬

‫قيا�س قطر ال�شم�س ! ‪ :‬با�ستخدام ورق مقوى مثقوب ال يزيد قطره عن ‪2‬ملم وبمعرفة‬ ‫الم�سافة بين الأر�ض وال�شم�س ( ‪ 150‬مليون كلم ) وبا�ستخدام طريقة التنا�سب بين قطر‬ ‫الورق���ة وقط���ر ال�شم�س وبع���د الورقة عن ال�صورة المتكونة على �سط���ح الأر�ض (ال�ضوء )‬ ‫�أوجد قطر ال�شم�س ‪ .‬قارن نتيجتك بالقيمة العلمية الدقيقة‪( .‬حاول �أن تر�سم)‪.‬‬

‫‪13‬‬ ‫‪14‬‬

‫ف���ي ال�ش���كل المقاب���ل ‪ ،‬م���ا ا�س���م ه���ذه الأداة ؟ م���اذا‬ ‫تقي�س؟ كم دقتها ؟‬ ‫في الفقه الإ�سالمي ت�ستخدم المكاييل والموازين‬ ‫فما الفرق بينهما ؟ (انظر غالف الوحدة)‪.‬‬ ‫‪39‬‬

‫�شكل (‪)13-1‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫الوحدة الثانية‬ ‫ميكانيكا المواد‬ ‫‪Mechanical of Matter‬‬

‫‪Body motion‬‬

‫يتوقع في نهاية الف�صل �أن تكون قاد ًرا‬ ‫على �أن ‪:‬‬

‫‪-1‬تقارن بين الكمي ��ات القيا�سية والكميات ‪ -8‬تق ��ارن بي ��ن الت�أثي ��ر المبا�ش ��ر وغي ��ر‬ ‫المبا�شر للقوة‪.‬‬ ‫المتجهة‪.‬‬ ‫‪ -2‬تعدد �أنواع الحركة وتمثل لكل نوع منها‪ -9 .‬تعرف قوة التجاذب الكتلي‪.‬‬ ‫‪-3‬تق ��ارن بي ��ن الحركة على خ ��ط م�ستقيم ‪-10‬تطب ��ق القانون لح�ساب ق ��وة التجاذب‬ ‫وحركة المقذوفات المنحنية‪.‬‬ ‫بين ج�سمين‪.‬‬ ‫‪-4‬ت�ستنت ��ج الف ��رق بي ��ن الحرك ��ة على خط ‪-11‬تجري �أن�شطة تو�ضح الأثر الغير مبا�شر‬ ‫م�ستقيم والحرك ��ة االهتزازية والحركة‬ ‫للقوة الكهربائية والمغناطي�سية‪.‬‬ ‫‪-12‬تعرف ال�شغل فيزيائ ًيا‪.‬‬ ‫الدائرية‪.‬‬ ‫‪ -5‬تربط بين الم�ؤثر الفيزيائي ونتائجه‪.‬‬ ‫‪-13‬تعرف الطاقة‪.‬‬ ‫‪-14‬ت�ش ��رح �صور تح ��والت الطاق ��ة لبع�ض‬ ‫‪-6‬تعدد م�سببات الحركة‪.‬‬ ‫‪ -7‬تعرف القوة �إجرائ ًيا‪.‬‬ ‫الأج�سام‪.‬‬

‫الكميات القيا�سية والمتجهة‬ ‫‪Scalars and Vectors‬‬ ‫تناولنا في الف�صل ال�سابق عنا�صر عملية القيا�س الفيزيائي من حيث الكميات الأ�سا�سية والم�شتقة‬ ‫ووحدات قيا�سها‪ ،‬وفق النظام الدولي للوحدات و�أدوات القيا�س الم�ستخدمة عمل ًيا ‪ ،‬وفي هذا الف�صل‬ ‫�سنتعرف على �أثر االتجاه في مقدار هذه الكميات عند التعامل معها ريا�ض ًيا‪.‬‬

‫ت�أمل المثالين التاليين‪:‬‬ ‫المثال الأول‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬دعنا نقي�س الم�سافة بين ر�أ�س هذا القلم وقاعدته في ال�شكل‬ ‫( ‪ . ) 1 2-‬ه ��ل تختل ��ف الم�ساف ��ة �إذا قـ�سناه ��ا بين قاعدته‬ ‫�شكل (‪ )1-2‬يبين تمثيل الكمية القيا�سية‬ ‫ور�أ�سه ؟ لماذا لم تختلف الإجابتان ؟‬ ‫ب‪ -‬انظ ��ر الآن �إل ��ى ال�ساعة التي في يدك وراقب حركة عقرب الثواني حتى يتم دورة كاملة‪.‬هل يـختلف زمن‬ ‫ه ��ذه ال ��دورة �إذا نظرت �إلى �ساعتك من زواي ��ا مختلفة ‪ ،‬مر ًة من اليمين ‪ ،‬ومر ًة م ��ن الي�سار ‪ ،‬ومر ًة من‬ ‫الأعلى ؟ لماذا لم يختلف زمن الدورة ؟‬

‫• ن�ستنت���ج مم���ا �سب���ق ‪� :‬أن الم�سافة والزمن كميات تعتمد فقط عل���ى المقدار و�سوف ن�سميـها‬ ‫كميات قيا�سية‪.‬‬ ‫• �إذاً الكمي���ات القيا�سي���ة ‪ :‬ه���ي الت���ي تح َّد ُد بالمقدار فق���ط مثل ‪ :‬درجة الح���رارة ‪ ،‬والكثافة ‪،‬‬ ‫والكتلة ‪ ،‬والزمن‪.‬‬ ‫مثل للكميات القيا�سي���ة ب�أمثلة �أخ���رى ‪.....................................................‬‬ ‫‪................................................................................................‬‬ ‫‪................................................................................................‬‬

‫‪44‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫المثال الثاني‪:‬‬ ‫ت�ؤثر قوتان مت�ساويتان في حلقة كما في ال�شكل (‪.)2 2-‬‬ ‫• حدد اتجاه كل من القوتين ‪.‬‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫• وما الذي يحدث عندما ت�ؤثر القوتان في اتجاه واحد ؟‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫• وكم تكون القوة الكلية الم�ؤثرة على الحلقة ؟‬ ‫‪.................................................................‬‬

‫يبين‪2 -1‬‬ ‫�� (‬ ‫�‬ ‫تمثيل)الكميات المتجهة‬ ‫(‪)2-2‬‬ ‫�شكل‬

‫ن�ستنتج مما �سبق ‪� :‬أن القوة كمية يت�أثر مقدارها باالتجاه وت�سمى ‪ :‬الكميات المتجهة‪.‬‬ ‫�إذاً الكمي���ات المتجه���ة ‪ :‬ه���ي الكمي���ات الت���ي تحدد بالمق���دار واالتجاه معاً مث���ل ‪ :‬الإزاحة ‪،‬‬ ‫والوزن‪.‬‬ ‫مثل للكميات المتجهة ب�أمثلة �أخرى ‪.....................................................‬‬ ‫‪...............................................................................................‬‬

‫وعليه تنق�سم ال َك ّمية الفيزيائية من حيث قيا�سها �إلى ق�سمين‪:‬‬ ‫‪ -1‬كمية قيا�سية (عددية) ‪. Scalars‬‬ ‫‪ -2‬كمية متجهة ‪.Vectors‬‬ ‫وهذا مثال يو�ضح الفرق الجوهري يبن الكمية العددية والمتجهة‪ :‬لنفر�ض‬ ‫�أن �سباح� � ًا قفز من لوحة القفز متخ ��ذ ًا الم�سارمن �أ �إلى ب عبر الخط‬ ‫المنحن ��ي ‪ ،‬وبعد و�صوله �إلى النقط ��ة ب يمكننا القول �أنه �أزيح من �أ �إلى‬ ‫ب كم ��ا ل ��و تحرك من �أ �إلى ب عـب ��ر الخط الم�ستقيم مبا�شرة‪ .‬كـما في‬ ‫ال�شكل (‪.)3 -2‬‬

‫‪45‬‬

‫�‬ ‫�أ�‬

‫ب‬

‫�‬ ‫�‬

‫�شكل‬ ‫(‪) 3)3-2‬‬ ‫�� ( ‪-1‬‬ ‫�‬ ‫��‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫وال�س�ؤال الذي يتبادر �إلى ذهننا الآن‪:‬‬ ‫• ما الم�سافة التي قطعها ال�شخ�ص �أثناء حركته ؟‬ ‫• وما الإزاحة التي حدثت له؟‬ ‫ �سي ��ارة تتحرك من النقطة �أ ب�سرعة ‪20‬كم‪�/‬ساعة‪ ,‬حدد موقع ال�سيارة‬‫بعد ن�صف �ساعة وفي �أي اتجاه ؟‬ ‫ راق ��ب حركة �شخ�ص خرج من منزله يبح ��ث عن مبلغ فقده في الطريق‬‫فل ��م يجده وعاد �إلى منزل ��ه فما مقدار الم�سافة الت ��ي تحركها‪ .‬وما مقدار‬ ‫الإزاحة التي قطعها؟‬

‫�شكل (‪)4-2‬‬

‫�شكل (‪ )5-2‬يبين الفرق بين‬ ‫الإزاحة والم�سافة‬

‫وعلى هذا فيمكننا القول ب�أن‪:‬‬ ‫الم�سافة ‪ :Distance‬هي عدد وحدات الطول الفعلية التي يقطعها الج�سم في حركته‪.‬‬ ‫و�أما الإزاحة ‪ : Displacement‬فهي البعد الم�ستقيم المتجه من نقطةالبداية �إلىنقطة النهاية‪ ،‬ويمثلها‬

‫ال�سه ��م المنطل ��ق من نقطة بداية الحركة والمنته ��ي بنقطة نهايتها ‪ ،‬وهي ت�ساوي ع ��دد وحدات الطول التي‬ ‫يقطعها الج�سم �إذا تحرك من نقطة البداية �إلى نقطة النهاية مبا�شرة‪.‬‬

‫‪1-2‬‬ ‫انطلقت دراجة من نقطة �أ �إلى ب ثم �إلى جـ في زمن قدره ‪ 350‬ث (كما في ال�شكل ‪:)6-2‬‬ ‫الم�سافة التي قطعتها هي =‪..........................................‬‬ ‫الإزاحة التي قطعتها هي =‪..........................................‬‬ ‫ال�سرع ��ة القيا�سي ��ة (‪ )Speed‬ه ��ي = ‪500 ............................‬م‬ ‫ال�سرع ��ة المتجهة (‪ )velocity‬هي = ‪............................‬‬ ‫عداد �سرعة ال�سيارة ماذا يقي�س ؟‪...................................‬‬ ‫أ‬ ‫�‬ ‫‪300‬م‬

‫جـ‬

‫�شكل (‪)6-2‬‬

‫‪46‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪400‬م‬ ‫ب‬

‫‪Body Motion‬‬

‫‪2-2‬‬ ‫علل‪.‬‬ ‫� ُّأي الكميات الآتية قيا�سية و�أ ُّيها متجهة ؟‬ ‫‪� -1‬سرعة الطائرة ‪........................................................................‬‬ ‫‪ -2‬الطواف حول الكعبة ‪..................................................................‬‬ ‫‪ -3‬كثافة �سبيكة من الذهب ‪..............................................................‬‬ ‫‪ - 4‬الفترة الزمنية بين الإفطار وال�سحور ‪................................................‬‬ ‫‪...............................‬‬

‫تمثل الكمية المتجهة ب�سهم يحدد عنا�صرها‪:‬‬ ‫‪ -1‬المق���دار‪ :‬ي�شير طول ال�سهم �إلى مق ��دار الكمية كما في ال�شكل‬ ‫(‪ ، )7 2-‬وذل ��ك با�ستخ ��دام مقيا� ��س ر�س ��م منا�س ��ب فمث�ل ً�ا‬ ‫‪�1‬سم ‪ 1 /‬نيوتن (�إذا كانت الكمية هي القوة)‪.‬‬ ‫‪ -2‬االتج���اه والمنح���ى ‪ :‬ي�شي ��ر ال�سهم �إلى اتج ��اه الكمية المتجهة‬ ‫وبالطبع �ستعبر الزاوية التي ي�صنعها مع الأفق عن اتجاهها‪.‬‬ ‫‪ -3‬نقطة الت�أثير‪ :‬هي نقطة الأ�صل (نقطة �إ�سناد)‪.‬‬

‫المنحنى‬

‫الإتجاه‬

‫نقطة‬

‫المقدار‬

‫ال�شكل (‪ )7-2‬يبين عنا�صر الكمية المتجهة‬

‫مثال‪:‬‬ ‫ت�ؤث ��ر قوة مقدارها ‪ 4‬نيوتن في نقطة مادية ( �أ ) باتجاه ‪ 30‬مع‬

‫ب‬

‫الأف ��ق ‪ .‬وال�ش ��كل (‪ )8 2-‬يو�ضح تمثيل الق ��وة بقطعة م�ستقيمة‬ ‫طوله ��ا ‪ 4‬وح ��دات واتجاهها ي�شكل زاوية ‪ 30‬م ��ع الأفق وي�سمى‬ ‫امت ��داد القطع ��ة الم�ستقيمة الممثل ��ة للقوة بخط عم ��ل القوة ‪.‬‬ ‫ونقطة ت�أثيرها �أ ومنحاها من �أ �إلى ب‪.‬‬

‫‪5 30‬‬

‫�أ‬

‫ال�شكل (‪)8-2‬‬

‫‪47‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫الحركة‬

‫‪Motion‬‬

‫�إن ال�سكون والحركة والتَغ ُّير من الظواهر الطبيعية في هذا الكون ‪ .‬وقد ا�ستحوذت م�س�ألة حالة ال�سكون‬ ‫وحالة الحركة لج�سم ما اهتمام الفيزيائيين من مختلف الأمم وعلى م ّر الع�صور وترتب على هذا االهتمام‬ ‫نتائج فكرية وعلمية كثيرة‪.‬‬

‫ولتحديد مفهوم الحركة قم بالن�شاط التالي‪:‬‬

‫ن�شاط ‪1-2‬‬ ‫ادفع كرة مو�ضوعة على �سطح الأر�ض بقدمك وراقب مايحدث لها‪.‬‬ ‫حدد مو�ضع الكرة عند ( �أ ) بالن�سبة ل�سطح الأر�ض ‪.‬‬ ‫ما مو�ضعها عند ( هـ ‪ ،‬و ) بالن�سبة ل�سطح الأر�ض ؟‬

‫و‬

‫هـ‬

‫�أ‬

‫هل تغير مو�ضعها ؟ كيف حكمت على ذلك ؟‬ ‫ما الذي حدث للكرة حتى تغير مو�ضعها ؟‬

‫�شكل (‪)9-2‬‬

‫ناق�ش مع زمالئك وا�ستنتج مفهوم الحركة ‪.........................................................‬‬ ‫فالحرك ُة‪ :‬هي تغير ‪...................................................................................‬‬

‫المكونات الأ�سا�سيةللحركة‪:‬‬

‫راقب حركة عداءين في م�ضمار �سباق‪ ،‬وا�ستنتج �أهم الكميات الفيزيائية التي تحكم نتائج ال�سباق‪.‬‬ ‫‪......................... ،........................ ،........................ ،........................‬‬

‫�أنواع (�أنماط) الحركة ‪:‬‬

‫تعزى معظم الحركات التي ن�شاهدها من حولنا �إلى نوعين �أ�سا�سيين هما‪:‬‬ ‫(‪ )1‬الحركة االنتقالية‪.‬‬ ‫(‪ )2‬الحركة الدورية‪.‬‬

‫‪48‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫‪3-2‬‬

‫ت�أمل �أنماط الحركة في ال�صور التالية‪ ،‬ثم �صنفها‪:‬‬

‫(‪) ................‬‬

‫( ‪) ................( ) ................‬‬

‫( ‪) ................‬‬

‫�أعط مفهوم للحركة االنتقالية ‪.......................‬‬ ‫�أعط مفهوم للحركة الدورية ‪.......................‬‬ ‫اذكر �أمثلة من بيئتك على �أنواع الحركة‬ ‫‪.....................................................................................................................‬‬ ‫‪.....................................................................................................................‬‬

‫الح َر َك ُة ا ِال ْن ِتقَا ِل َّي ُة‪:‬‬ ‫�أو ًال ‪َ -‬‬ ‫وفيه ��ا يتحرك الج�سم بين نقتطين ت�سمى الأولى‬ ‫نقط ��ة البداي ��ة والثانية نقطة النهاي ��ة ‪ ،‬وبذلك يغير‬ ‫مو�ضعه في الف�ضاء مع الزمن‪ .‬ومن �أمثلتها‪:‬‬ ‫(‪ )1‬الحركة في خ ��ط م�ستقيم وتمتاز بثبات االتجاه‬ ‫م ��ع �إمكاني ��ة تغيرمق ��دار ال�سرع ��ة مث ��ل ‪:‬حركة‬ ‫ال�شكل ( ‪ ) 10 2-‬يبين حركة الدلفين االنتقالية‬ ‫الدراجة على م�ستوى �أفقي �أو مائل‪.‬‬ ‫(‪)2‬حرك ��ة المقذوفات المنحنية وفيه ��ا يتغير مقدار ال�سرعة و�إتجاهها في كل نقطة من نقاط الم�سار �أثناء‬ ‫الحركة‪.‬‬

‫‪49‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ثانيا‪-‬الحركة الدورية‪:‬‬ ‫ه ��ي الحركة التي تكرر نف�سها‬ ‫ف ��ي فت ��رات زمني ��ة متتالي ��ة‬ ‫ومت�ساوية ‪ ،‬ومن �أمثلتها‪:‬‬

‫ق���ارن (من حيث الم�س���ار والقيمة االتجاهية) بين حركة‬ ‫ك���رة ت�سير في خط م�ستقيم وبين حركة كرة انطلقت من‬ ‫م�سد�س ‪.‬‬

‫‪ - 1‬الحرك ��ة في دائ ��رة ( الحركة‬ ‫الدوراني ��ة ) ال�ش ��كل (‪.)12-2‬‬ ‫‪ - 2‬الحركة االهتزازية مثل حركة‬ ‫بندول ال�ساع ��ة ال�شكل (‪.)13 2-‬‬

‫ال�شكل ( ‪) 11 2-‬‬

‫‪-3‬الحركةالموجية �شكل(‪.)142-‬‬

‫ل‬

‫خيط‬

‫�‬ ‫����‬ ‫�‬ ‫ال�شكل ((‪))146-2-3‬‬

‫ال�شكل ( ‪) 12 2-‬‬

‫‪4-2‬‬

‫ال�شكل ( ‪) 13 2-‬‬

‫�صنف الحركات الدورية التالية ‪:‬‬ ‫‪ -2‬الطاحونة ‪..................................‬‬ ‫‪ -4‬كتلة معلقة بناب�ض ‪........................‬‬ ‫‪-6‬حركة ال�سيارة عند المطب ‪...............‬‬

‫‪ -1‬حركة القمر ‪. .........................‬‬ ‫‪ -3‬حركة العلم ‪...........................‬‬ ‫‪ -5‬تمايل ال�شجر ‪.........................‬‬

‫‪50‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫م�ستعينا بم�صادر التعلم ‪:‬‬ ‫ا�ستنتج خ�صائ�ص الحركة الدورية بمتابعة حركة كرة تت�أرجح‬ ‫متدلية من خيط ( بندول)‪.‬‬ ‫‪.....................................................................‬‬ ‫‪.....................................................................‬‬ ‫‪.....................................................................‬‬ ‫‪.....................................................................‬‬ ‫‪.....................................................................‬‬

‫م�سببات الحركة‪:‬‬

‫ال�شكل ( ‪) 15 2-‬‬

‫تعرفنا فيما �سبق على مفهوم الحركة و�أنماطها‪ ،‬ولك �أن تت�س�أل كيف تن�ش�أ الحركة ؟‬ ‫كيف يمكن لج�سم �ساكن �أن يتحرك والعك�س ؟‬ ‫للإجابة عن هذا الت�سا�ؤل قم بتحريك بع�ض الأج�سام الموجودة �أمامك ونقلها من مكان لآخر !‬ ‫كيف تمكنت من ذلك ؟ ماذا بذلت؟ ‪........................ ........................ ........................‬‬ ‫القوة ‪ :‬ه ��ي ذلك الم�ؤثر الذي ي�سبب تغير للأج�سام عندما ي�ؤثر عليها‪ ،‬و ت�أثيرالقوة �إما‬ ‫�أن يكون مبا�شر ًا (مالم�سة) �أو غير مبا�شر (مجالي)‬ ‫ولدرا�سة حركة الأج�سام ف�إننا ن�ستخدم مفهوم القوة الميكانيكية التي تعمل على تحريك الأج�سام �أو �إيقافها‬ ‫�أو التغيير من حركتها مقدار ًا و�إتجاهً ا‪.‬‬ ‫ومن �أمثلة القوة المبا�شرة ‪ :‬قوة ال�شد ‪ ،‬قوة الدفع ‪ ،‬قوة االحتكاك و ‪.................................‬‬ ‫�أما القوة غير مبا�شرة من �أمثلتها القوة الكهربائية والقوة النوويـة و ‪...............................‬‬ ‫ما الآثار التي يمكن �أن تحدثها القوة النووية ؟‬

‫‪51‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫وقد �أودع اهلل �سبحانه وتعالى في هذا الكون عدة م�صادر من القوى �آنفة الذكر‪.‬‬

‫(‪)1-2‬‬ ‫الحظ ال�صور التالية وحددنوع القوة وت�أثيرها‪( .‬ج ِّرب بنف�سك �إن �أمكن)!‬

‫نوع القوة‬ ‫ت�أثيرها‬

‫نوع القوة‬ ‫ت�أثيرها‬

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

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

‫نوع القوة‬ ‫ت�أثيرها‬

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

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

‫نوع القوة‬ ‫ت�أثيرها‬

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

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

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

‫ال�شكل ( ‪) 16 2-‬‬

‫ما الفرق بين الت�أثير المبا�شر للقوة والت�أثير غير المبا�شر ؟ اذكر �أمثلة غير الواردة في الكتاب‪.‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬

‫‪52‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫قوة التجاذب الكتلي‪:‬‬ ‫ما�سبب �سقوط الأج�سام نحو الأر�ض ؟‬ ‫ما�سبب دوران القمر حول الأر�ض في مدار ثابت ؟‬ ‫لماذا ي�ستمر دوران الكواكب في مدارات خا�صة لكل منها حول ال�شم�س ؟‬ ‫‪..................................................................................................................................................................................‬‬

‫ت�سمى قوة الجذب بين جميع الأج�سام الموجودة في هذا الكون ببع�ضها ببع�ض قوة التجاذب الكتلي‪ .‬لماذا؟‬ ‫و يعبر عنها ريا�ضي ًا بالقانون التالي‪:‬‬

‫ق‬

‫مفتاح العالقة‬

‫ق=ج×‬

‫ك�أ × كب‬ ‫ف‪2‬‬

‫ق‬ ‫ف‬

‫ق ‪ :‬القوة‬ ‫ك�أ ‪ :‬كتلة الج�سم الأول‬ ‫ك ب ‪ :‬كتلة الج�سم الآخر‬ ‫ف ‪:‬الم�سافة بين مركزالج�سمين‬ ‫ثابت الجذب العام ورمزه ج‬

‫ماهي وحدة ثابت الجذب العام وفق النظام الدولي للوحدات ؟ (ا�ستخرجها من القانون)‪.‬‬ ‫‪............................................................................................................................................................................‬‬

‫‪1-2‬‬ ‫كرت ��ان كتلتهم ��ا ‪ 8‬كجم‪200,‬كجم والم�سافة بي ��ن مركزيهما ‪�35‬سم �أوجد مق ��دار قوة التجاذب‬ ‫الكتلي بينهما �إذاعلمت �أن قيمة ثابت الجذب العام ج = ‪ 11-10× 6.67‬نيوتن‪.‬م‪/ 2‬كجم‪.2‬‬ ‫‪200 × 8‬‬ ‫ق = ‪× 11-10× 6.67‬‬ ‫(‪2)0.35‬‬

‫‪53‬‬

‫= ‪ ..............................‬نيوتن‬ ‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪5-2‬‬

‫م�ستعيناً بجداول الثوابت الفيزيائية‪:‬‬

‫اح�سب مقدار قوة جذب الأر�ض لج�سم كتلته ك كجم مو�ضوع على �سطح الأر�ض ‪.‬‬ ‫قطر الأر�ض = ‪ x 10 7 1.27‬م‬ ‫كتلة الأر�ض = ‪ x 10 24 5.98‬كجم‬ ‫‪.................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.................................................................................................................................................................‬‬

‫وبما�أن جميع القيم ال�سابقة تعتبر مقادير ثابتة لأي ج�سم على �سطح الأر�ض‪ ،‬ف�إننا ن�صل �إلى نتيجة‬ ‫هام ��ة تتمث ��ل في قان ��ون الوزن‪ ،‬وه ��و �أن وزن الج�سم = مـقـ ��دار قـوة جـذب الأر� ��ض للج�سـم ويعطـى‬ ‫بالعالقـة ‪ :‬ثق = ‪ × 9.8‬كتلة الج�سم‪( .‬حيث ‪ 9.8‬م‪/‬ث‪ 2‬هي قيمة الجاذبية الأر�ضية)‪.‬‬

‫•‬ ‫•‬

‫ال تظه ��ر ق ��وى الجذب الكتلي بو�ض ��وح بين �شخ�صين يقف ��ان على بعد �أمتار من بع�ضهم ��ا‪ ،‬وذلك ل�صغر‬ ‫مق ��دار ق ��وة التجاذب بينهم ��ا بالن�سبة �إلى ت�أثير قوة ج ��ذب الأر�ض على كل منهما‪ ،‬فق ��وة التجاذب بين‬ ‫ج�سمين كتلة كل منهما (‪1000‬كجم) والبعد بينهما ‪1‬متر = ‪ 0.0000667‬نيوتن ‪ ،‬كيف ؟‬ ‫تظه ��ر قوة التجاذب الكتلي بو�ضوح بي ��ن الأجرام الفلكية لكبركتلتها ‪ .‬لم ��اذا؟ فالأر�ض تجذب ال�شم�س‬ ‫تجاهه ��ا وال�شم� ��س تجذب الأر�ض بقوة م�ساوي ��ة تجاهها ولذلك ت�ستمر الأر� ��ض تدورفي مدار ثابت حول‬ ‫ال�شم�س‪ .‬فتبارك اهلل �أح�سن الخالقين ‪.‬‬

‫‪54‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫القوة الكهربائية‪:‬‬

‫‪1-2‬‬

‫انظر �إل ��ى (الفيلم العلمي)‬ ‫و�أعط تف�سير لما ت�شاهد‪.‬‬

‫عر�ض لفيلم عن القوة الكهربائية ومجال ت�أثيرها‪.‬‬

‫قم ب�إجراء الن�شاط التالي‪:‬‬

‫ن�شاط ‪2-2‬‬ ‫الأدوات ‪:‬كرة نخاع البيل�سان ‪� ,‬ساق بال�ستيك ‪ ,‬قطعة �صوف‪.‬‬ ‫الخطوات ‪ :‬قرب �ساق البال�ستيك من كرة نخاع البيل�سان ماذاتالحظ ؟‬ ‫�أدلك ال�ساق بقطعة ال�صوف‪ ،‬ثم قربها من الكرة ‪ .‬هل تحركت الكرة !‬ ‫ماذا ت�ستنتج ؟ ‪...................................................................................................................................‬‬ ‫اذكر ظواهر طبيعية ت�شاهدها في حياتك تدل على وجود كهرباء �ساكنة ‪.‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................‬‬

‫القوة المغناطي�سية‪:‬‬ ‫هل �سبق لك �أن قمت بتحريك قطعة حديد دون �أن تلم�سها ؟‬ ‫ق ��م ب�إج ��راء ن�شاط تثبت لزمالئ ��ك في ال�صف �أنك تمكنت م ��ن تحريك زورق في �إناء اليح ��وي ماء دون �أن‬ ‫تلم�سه !! ثم دون النتائج العلمية التي تو�صلت �إليها‪.‬‬ ‫‪....................................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................................................................................................‬‬

‫هل الحظت �شيء من ا�ستخدام المغناطي�س في �ألعاب ال�سيرك ؟‬

‫‪2-2‬‬

‫حاول �أن تبحث عن بع�ض خدع �ألعاب ال�سيرك عموماً ‪.‬‬

‫‪55‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ت�أمل ال�صور التالية ‪:‬‬

‫العــــزم‬

‫‪Torque‬‬

‫ال�شكل ( ‪ ) 17 2-‬يبين �أمثلة عن العزم‬

‫والآن ناق�ش وبين �أيهما �أ�سهل لرفع الج�سم وتحريكه في ال�صورتين التاليتين ‪ ،‬ال�شكل ( ‪: ) 18-2‬‬

‫ال�شكل ( ‪) 18 2-‬‬

‫م ��ن خ�ل�ال الأمثلة ال�سابق ��ة وجدت �أن القوة فقط قد التكف ��ي لإنجاز بع�ض الأعمال كم ��ا يجب‪ ،‬بل البد من‬ ‫الأخذ بعين االعتبار الم�سافة التي تف�صل بين م�صدر القوة والج�سم الذي ت�ؤثر عليه‪.‬‬ ‫فمثال ‪� :‬إذاكانت القوة الم�ؤثرة �صغيرة فيمكن اال�ستعانة بذراع لتوليد عزم ي�ؤدي لحركة الج�سم على م�سار‬ ‫دائ ��ري وبحيث يكون مقدار الع ��زم م�سا ٍو لـ �ضرب القوة في طول الذراع مما يزي ��د في مقدار الت�أثير الواقع‬ ‫عل ��ى الج�سم فيتح ��رك ب�سهولة‪ ،‬وعليه ف�إننا نالح ��ظ �أن القوة الكبيرة تحتاج �إلى ط ��ول ذراع �أقل من القوة‬ ‫ال�صغيرة‪.‬‬ ‫ن�سم ��ي الم�سافة في هذه الحالة بذراع الق ��وة‪ .‬وناتج �ضرب المركبة‬ ‫ق‬ ‫العمودية للقوة بالم�سافة ي�سمى العزم‪.‬‬ ‫نقطة الت�أثير‬

‫ب‬

‫نقطة االرتكاز �أ‬ ‫ف‬

‫ال�شكل ( ‪) 19 2-‬‬

‫‪56‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫الع ��زم كمي ��ة فيزيائي ��ة تعمل عل ��ى تحريك ج�س ��م ال يمكن‬ ‫تحريك ��ه بالق ��وة المبا�ش ��رة‪� .‬إذ ًا ت�سم ��ى بنقط ��ة االرت ��كاز‬ ‫عبرم�ساف ��ة معين ��ة وعلى ا�ستقامة واحدة م ��ع الج�سم موقع‬ ‫الت�أثير‪.‬بحيث تكون الم�سافة متعامدة مع خط عمل القوة‪.‬‬ ‫ح ��دد �أين يجب �أن يكون جلو�س الطف ��ل على الأرجوحة وفي‬ ‫المقابل جلو�س والده حت ��ى يتمكن من تحريك الأرجوحة ؟‬

‫‪ 80‬كجم‬

‫‪ 25‬كجم‬ ‫نقطة الت�أثير‬

‫‪2‬م‬

‫ف‬

‫ال�شكل ( ‪) 20 2-‬‬

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

‫ويمكن تعريف العزم فيزيائ ًيا ب�أنه ‪:‬‬

‫‪3-2‬‬

‫العزم فيزيائيا ‪:‬‬ ‫حا�ص ��ل �ض ��رب الق ��وة ف ��ي الم�ساف ��ة‬ ‫العمودي ��ة بين نقطة ت�أثي ��ر القوة ونقطة‬ ‫الإرتكازالواقعة على ذراع القوة‪.‬‬

‫�شاهد تجربة العزم في مكتبة الم�صادر‬

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

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

‫هل العزم كمية قيا�سية �أم متجهة ؟‬ ‫لماذا نلج�أ �إلى زيادة طول مفتاح العجل �أحيانا �إذا�أردنا فك عجلة ال�سيارة ؟‬ ‫�أيهم ��ا �أ�سهل دفع الباب من الو�س ��ط �أم من طرفه الداخلي �أم الخارجي ؟ جرب وانظر الفرق ناق�ش عمل‬ ‫الآالت والأدوات المبينة في ال�صور ال�سابقة وفق مفهوم العزم ‪.‬‬ ‫�سمي مجموعة من الأدوات الأخرى التي تعمل بنا ًء على مبد�أ العزم ‪.‬‬ ‫‪............................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪............................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪............................................................................................................................................................................‬‬

‫‪57‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ال�شغل ‪work‬‬ ‫ت�ستخدم كلمة �شغل في حياتنا اليومية لتدل على معان مختلفة للأعمال التي ننجزها ‪,‬فنحن ن�ستخدمها‬ ‫خا�صا محددًا يمكنك‬ ‫معنى ً‬ ‫لو�ص ��ف �أي جهد ع�ضلي �أوذهن ��ي نقوم به ‪�,‬أما في الفيزياء ف�إن لكلمة �شغ ��ل ً‬ ‫التو�صل �إليه من خالل ال�صور التالية‪:‬‬

‫ال�شكل ( ‪) 21 2-‬‬

‫ماهي الكمية التي تو�ضحها ال�صور �أعاله؟‬ ‫لوطلب منك �شخ�ص م�ساعدته لتحريك �سيارته التي توقفت في منت�صف الطريق‪ ،‬ف�إنك �سوف تقوم ببذل‬ ‫‪ ............................‬لتحريك ال�سيارة ‪ ...........................‬معينة وعندها �سوف ت�شعر ب�أنك قد �أنجزت �شغ ًال‪.‬‬ ‫لوطل ��ب منك �شخ�ص �آخر م�ساعدته لدفع جدار ثابت ف� ��إن ‪ ......................‬التي تبذلهـا لـن تـنجز �شغـال ما‬ ‫ال�سب ��ب ؟‬

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

‫قارن بين اتجاه ‪ ...........................‬المبذولة والأثر المطلوب‬

‫�ستجد �أنهما يكونان ‪ ..........................‬االتجاه‪ .‬ماهومفهوم ال�شغل بالمعنى الفيزيائي ؟‬ ‫‪................................................................................................................................................................‬‬

‫مما�سب ��ق يمكننا الق ��ول ب�أن ال�شغل كمية فيزيائي ��ة تعتمد على مقدار القوة الم�ؤث ��رة على ج�سم لإزاحته‬ ‫م�سافة معينة في نف�س �إتجاهها‪.‬‬

‫ويعطى ال�شغل بالعالقة التالية‪:‬‬

‫ال�شغل = القوة ‪ .‬الم�سافة‬

‫ووحدة قيا�سه تعرف بالجول ويكافئ في النظام الدولي للوحدات (‪.)....................‬‬

‫‪58‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫‪6-2‬‬ ‫اح�سب مقدار ال�شغل الذي يقوم به رجل يرفع دلو وزنه ‪ 60‬نيوتن من‬ ‫عمق ‪10‬م‪ .‬انظر ال�شكل ( ‪. ) 22-2‬‬ ‫‪.......................................................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................................................................................‬‬

‫ال�شكل ( ‪) 22 2-‬‬

‫بالرغ ��م م ��ن �أن ال�شغ ��ل كمية قيا�سي ��ة �إال �أنه يكون موج ًبا �إذاكان ��ت القوة والم�سافة في نف� ��س المنحى يقال‬ ‫عندئذ �أن الج�سم فقد طاقة‪.‬‬ ‫عندئذ �أن الج�سم اكت�سب طاقة ويكون �سالبا �إذا تعاك�ستا في المنحى ويقال‬ ‫ٍ‬ ‫ٍ‬

‫‪7-2‬‬

‫قارن بين ال�شغل والعزم من حيث ‪ :‬التعريف ‪ ,‬القانون ‪ ,‬الوحدة ‪ ،‬نوع الكمية؟‬ ‫و�أعط مثا ًال على ذلك‪.‬‬

‫العزم‬

‫ال�شغل‬

‫‪59‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫الطاقة ‪Energy‬‬ ‫الطاقة ‪ :‬القدرة على �إنجاز �شغل‬ ‫وتقدركمية الطاقة بوحدة الجول ف�إذا كان ال�شغل موجب ًا‪ ،‬ف�إن الج�سم الواقع تحت ت�أثير القوة يكت�سب طاقة‬ ‫والعك�س �صحيح �أي �أن ‪..........................................................................................................................................‬‬ ‫ماالفرق بين ال�شغل المبذول عندرفعك لج�سم ما م�سافة معينة عن �سطح الأر�ض وعند ت�سلقك جبل لنف�س‬ ‫االرتفاع ؟!!‬ ‫توجد الطاقة في �صور متعددة ونالحظ ذلك فيما يلي‪:‬‬

‫مظاهر الطاقة و�أ�شكالها في الطبيعة‪:‬‬ ‫‪1‬الطاقة المكانيكية‪ :‬وتتمثل في �سكون �أو حركة الأج�سام ومرونتها‪ .‬ومن �صورها‪:‬‬‫�أ‪ -‬طاقة كامنة (طاقة الو�ضع) ‪: Potential Energy‬‬ ‫هي التي يحتفظ بها الج�سم �إما ب�سبب و�ضعه عن �سطح الأ�ض �أو تركيبه الكيميائي �أو حالته‪.‬‬ ‫وال توجد �صيغة عامة ريا�ضية لطاقة الو�ضع و�إنما تعتمد على حالة الج�سم‪ .‬فمث ًال �إذا كانت نا�شئة عن‬ ‫الجاذبي ��ة الأر�ضي ��ة ف�إن طاقة الو�ضع تعتمد على كتلة الج�سم ‪ ،‬وارتفاع ��ه عن �سطح الأر�ض ‪ .‬وتتنا�سب‬ ‫طردي ًا مع كل منهما ‪ ( .‬تحقق من ذلك ) وتختلف عنها في حالة الزنبرك �أو البطارية‪.‬‬ ‫مفتاح العالقة‬

‫وتكتب ريا�ضياً على ال�صورة ‪:‬‬

‫ط ك=ف ك حـ‬

‫‪2-2‬‬

‫ط ك‪ :‬الطاقة الكامنة‪.‬‬ ‫ك ‪:‬كتلة الج�سم‪.‬‬ ‫جـ ‪:‬ت�سارع الجاذبية‪.‬‬ ‫ف ‪:‬ارتفاع الج�سم عن �سطح الأر�ض‪.‬‬

‫ق���ام عام���ل برفع كي�س من الإ�سمنت كتلته ‪50‬كجم من �سطح الأر�ض �إلى �سطح بناية‬ ‫ارتفاعها ‪ 8‬م ‪ .‬اح�سب طاقة و�ضع كي�س الإ�سمنت عند هذا االرتفاع‪.‬‬ ‫حـ = ‪ 9.8‬م ‪ /‬ث ‪2‬‬

‫ك = ‪ 50‬كجم ‪ ،‬ف = ‪8‬م‬ ‫ط = حـ ف ك‬ ‫= ‪ 3920 = 50 × 8× 9.8‬جول‬

‫‪60‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫(‪)2-2‬‬ ‫م�ستخدم���اً الأدوات التالي���ة ‪ :‬كرات معدنية مختلف ��ة الأوزان ‪ /‬متر ‪/‬تربة طينية‬ ‫مبللة ‪ ،‬تحقق من قانون طاقة الو�ضع با�ستخدام طريقة العوامل الم�ستقلة‪.‬‬

‫قارن بين الطاقة الكامنة لكرتين و�ضعت �إحداهما على �أر�ض الغرفة ‪ ،‬والثانية على طاولة‬ ‫عالية‪.‬‬

‫تعطى قيمة الطاقة الحركية بال�صيغة التالية‪:‬‬ ‫طح = ‪1‬‬ ‫‪2‬‬

‫ك ع‪2‬‬

‫(‪)2‬‬

‫مفتاح العالقة‬

‫ب ‪ -‬طاقة حركية ‪: Kinetic Energy‬‬ ‫وهي التي تظهر على �شكل حركة‪.‬‬ ‫مث���ال ‪� :‬سق ��وط الأج�س ��ام عل ��ى �سطح الأر�ض ‪،‬وانتق ��ال الكرة ‪ ،‬و�سق ��وط قطرات الماء في ال�ش�ل�ال ‪ ،‬وحركة‬ ‫االلكترون ��ات ف ��ي ال�سلك الكهربائي ‪ ،‬وحركة الر�صا�صة المنطلقة في الهواء ‪ ،‬والأعمال الحركية الب�شرية التي‬ ‫ا�ستغلها الإن�سان لأداء العديد من الأعمال‪ ،‬وحركة جزيئات المادة كلها تمثل طاقة حركية‪ .‬اذكر �أمثلة �أخرى‪.‬‬ ‫لج�سم ما ؟‬ ‫فما العوامل التي تعتمد عليها الطاقة الحركية‬ ‫ٍ‬ ‫‪................................................................................................ -1‬‬ ‫‪................................................................................................ -2‬‬ ‫ط ح ‪ :‬الطاقة الحركية‪.‬‬ ‫ك ‪ :‬كتلة الج�سم‪.‬‬ ‫ع ‪� :‬سرعة الج�سم‪.‬‬

‫ت�ش ��كل ح ��وادث الطرق م�شكلة ُت ْق ِل ��قُ الكثير لما ت�سببه من �إزه ��اق �أرواح العديد من النا�س في كل‬ ‫عام‪ .‬و ُي ْع ��زى ال�سبب في معظم هذه الحوادث �إلى ال�سرعة الزائدة ّ‬ ‫وي�شدد(المرور) على �ضرورة‬ ‫تقي ��د ال�سائقين بالتعليم ��ات ومن �أهمها �ضبط ال�سرعة الالزمة‪ .‬ناق�ش مع زمالئك التدمير الذي‬ ‫تحدثه ال�سرعة الزائدة لل�سيارة ‪.‬‬

‫‪61‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪8-2‬‬

‫قارن بين مقدار الطاقة الحركية لكل من ‪:‬‬ ‫‪� -1‬سيارة كتلتها ‪1000‬كجم ( ‪1‬طن ) و�سرعتها ‪20‬م ‪/‬ث‪.‬‬ ‫‪ -2‬نف�س ال�سيارة عندما تكون �سرعتها ‪40‬م‪ /‬ث‪.................................................................... .‬‬ ‫‪� -3‬شاحنة كتلتها ‪ 8‬طن و�سرعتها ‪ 20‬م ‪ /‬ث‪.......................................................................... .‬‬ ‫‪ -4‬قارن بين قيم الطاقة الحركية في الحاالت ال�سابقة ‪ .‬ماذا تالحظ ؟ ‪.............................‬‬ ‫‪...................................................‬‬

‫‪ -2‬الطاقة الكهربائية‪:‬‬ ‫الطاق���ة الكهربائية ‪ :‬ه ��ي الطاقة الموجودة في ال�شحنات الكهربائية وعندما تتحرك‬ ‫هذه ال�شحنات في النواقل ف�إنها تنجز �شغ ًال ي�ستفاد منه في ت�شغيل الآالت الكهربائية‪.‬‬ ‫فالطاقة الكهربائية هي ال�شكل الوحيد للطاقة التي تجمع بين �سهولة التوليد ‪ ،‬والنقل ‪ ،‬والتوزيع ‪ ،‬واال�ستخدام‪،‬‬ ‫والتحكم وهي قابلة للتحول �إلى �أ�شكال الطاقة الأخرى ‪ .‬تخيل يومك بدون الكهرباء !‬ ‫�إ�سرافك في ا�ستخدام الكهرباء يحرم غيرك‬ ‫أم�س الحاجة �إليها قال الر�سول‬ ‫مم ��ن هو في � ِّ‬ ‫‪":‬اطفئوا الم�صابيح �إذا رقدتم‪ ،‬واغلقوا‬ ‫الأب ��واب‪ ،‬و�أوكئوا الأ�سقي ��ة‪ ،‬وخ ِّمروا الطعام‬ ‫وال�شراب"‪ .‬رواه البخاري‪.‬‬

‫عدد بع�ض الأجهزة التي تعمل بالطاقة‬ ‫الكهربائية‪........................................... .‬‬ ‫‪...............................................................‬‬

‫ما ه ��ي و�سائل �إنت ��اج الطاق ��ة الكهربائية في‬ ‫العالم المعا�صر ؟ ‪...........................................‬‬

‫‪-3‬الطاق ُة ال�صوتي ُة‪:‬‬ ‫الطاق ُة ال�صوتي ُة‪ :‬هي الطاقة الناتجة عن ال�صوت وهي متمثلة في اهتزاز الأج�سام‪.‬‬ ‫فمث ًال �إذا و�ضعنا ك�أ�سين متالم�سين و�أ�صدرنا �صوت ًا بالقرب منهما ف�إن ال�صوت ي�سبب ارتطام الك�أ�سين‪.‬‬

‫‪62‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫حقيقة مده�شة‬

‫ي�ستطيع الحمام عادة �أن يجد طريق العودة �إلى بيته و ي�ست�شعر طريقه با�ستخدام مغنطي�سية الأر�ض ‪.‬‬

‫‪-4‬الطاقة المغناطي�سية ‪:‬‬ ‫الطاق ُة المغناطي�سي ُة ‪ :‬هي الطاقة الناتجة عن مجموعة من التيارات الكهربائية المنتظمة‬ ‫مثل الطاقة التي يجذب بها المغناطي�س القطع المعدنية‪.‬‬ ‫‪-5‬الطاقة ال�ضوئية ‪� :‬أبرز م�صادرها ال�شم�س وهي م�صدر �ضخم للطاقة المتجددة وهي نظيفة فال ينتج‬ ‫عن ا�ستخدامها غازات ملوثة �أو نواتج ثانوية �ضارة بالبيئة كما هو الحال في الفحم والبترول والخ�شب‪ ،‬وال‬ ‫تترك وراءها مخلفات على درجة كبيرة من الخطورة‪.‬‬ ‫ما فائدة �ضوء ال�شم�س في عملية التمثيل ال�ضوئي ؟‬ ‫ماذا تعرف عن الخاليا ال�شم�سية ؟‬

‫‪-6‬الطاقة الكيميائية ‪:‬‬ ‫الطاقة الكيميائية ‪ :‬هي الطاقة الناتجة عن التفاعالت الكيميائية �أثناء عمليات االحتراق ت�ؤدي‬ ‫�إل ��ى تحري ��ر طاقة كاحتراق الخ�ش ��ب ‪ ،‬والفحم ‪ ،‬والبنـزي ��ن ‪ ،‬وغير ذلك ‪ .‬تظهر عل ��ى �شكل طاقة‬ ‫حرارية ُي ْ�س َت َفا ُد منها في �أغرا�ض عديدة كت�شغيل المحركات في و�سائل النقل‪.‬‬

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

‫‪-7‬الطاقة النووية ‪:‬‬ ‫الطاق ُة النووي ُة ‪ :‬هي الطاقة المحبو�سة داخل النواة في الذرة والتي يتم فيها تحويل كتلة‬ ‫النواة �إلى طاقة‪.‬‬

‫‪63‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪-8‬الطاقة الحرارية ‪ :‬وت�ؤثرفي طاقة حركة جزيئات وذرات المادة م�سببة ارتفاع في درجة الحرارة‪.‬‬ ‫‪-9‬الطاقة الحيوية‪ :‬كالنفط‪.‬‬

‫( ‪) 3-2‬‬ ‫قم ب�إجراء ن�شاط عملي تثبت من خالله عالقة الطاقة الحرارية بالطاقة الحركية‪.‬‬ ‫لو �أعدنا النظر �إلى مظاهر الطاقة و�أ�شكالها في الطبيعة لوجدنا �أنه ب�إمكاننا �أن نفهم كل �أ�شكال الطاقة في‬ ‫�ضوء م�صطلحات ميكانيكية‪.‬‬

‫ومن �أمثلة َت َح ّول الطاقة من �شكل لآخر‪:‬‬

‫التفريغ البرقي وفيه تتحول الطاقة الكهربائية �إلى طاقة �ضوئية (البرق)‪،‬و�صوتية(الرعد)‪ ،‬وحرارية‪.‬‬ ‫وتح ��ول الطاقة الكهربائي ��ة في المكواة �إلى حراري ��ة ‪ ،‬والطاقة الكيميائية عند انفج ��ار الألعاب النارية �إلى‬ ‫�ضوئية و�صوتية وحرارية‪� ....‬إلخ‪.‬‬ ‫والواقع �أن تحوالت الطاقة جارية حولنا با�ستمرار‪.‬‬

‫‪9-2‬‬ ‫تتبع م�سار تحوالت الطاقة في كل من‪:‬‬ ‫الفرن الكهربائي ‪ ، ...............................................‬و الغ�سالة ‪،...............................................‬‬ ‫ومحرك ال�سيارة ‪ ، ...............................................‬والتلفاز ‪،..................................................‬‬ ‫اذكر �أمثلة على تحول الطاقة من �شكل لآخر‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................‬‬

‫عندما ن�ستهلك الطاقة ف�إننا ال ن�ستنـزفها‪،‬وال ندمرها‪،‬وال نعدمها ‪.‬ولكننا نحولها فقط من �شكل لآخر‪.‬وهذا‬ ‫ما ين�صه‪.‬‬

‫‪64‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫قانون (مبد�أ)حفظ الطاقة ‪:‬‬

‫‪Law of Conservation Of Energy‬‬

‫يمكن �أن تتحول �أ�شكال الطاقة المختلفة ب�أكملها �إلى �أ�شكال �أخرى من‬ ‫الطاقة ‪ .‬فعندما ن ْت ُرك كرة لت�سقط على الأر�ض ن�شاهد �أنها ت�صطدم‬ ‫بالأر�ض فتر ّت ُد وترتفع �إلى �أعلى‪ ،‬ثم تعود وت�سقط وترتد �إلى علو �أقل‬ ‫م ��ن ال�ساب ��ق ‪ .‬وهكذا �إلى �أن تتوقف الكرة تمام� � ًا عن الحركة كما في‬ ‫مبد�أ حفظ الطاقة‬ ‫� ‪1 -2‬‬ ‫���‬ ‫ال�شكل (‪ .)23-2‬فتتحول الطاقة الكامنة �إلى حركية‪ ،‬ثم �إلى‬ ‫(‪)23-2‬‬ ‫�شكل‬ ‫�‬ ‫����‬ ‫�‬ ‫��‬ ‫��‬ ‫����‬ ‫كامنة وهك ��ذا ‪.‬وخالل عملية التحول ه ��ذه يتب ّد ُد جز ٌء من‬ ‫�‬ ‫���‬ ‫��‬ ‫�‬ ‫الطاق ��ة على �شكل حرارة امت�صتها كل من الكرة و الأر�ض‬ ‫واله ��واء المحي ��ط به ��ا ‪ .‬بحيث يبق ��ى مجم ��ل الطاقة مع قانون حف ��ظ الطاقة يقول ‪� :‬إن‬ ‫الطاقة محفوظ ٌة ‪ ،‬وفي التلفاز‬ ‫ً‬ ‫الحرارة المبددة م�سـاويا للطاقة المحولة (�أو المتحولة)‪ .‬يطالبوننا بتر�شيد ا�ستهالك الطاقة‬ ‫ويمكن و�ضع ن�ص لمبد�أ حفظ الطاقة على النحو التالي ‪:‬‬

‫بعدم هدرها‪ .‬فكيف نوفق بين الأمرين ؟‬

‫مب���د�أ حف���ظ الطاقة ‪ :‬مجمل كمية الطاق ��ة ثابتة �أي �أن الطاقة الكلي ��ة االبتدائية ت�ساوي‬ ‫الطاقة الكلية النهائية‪.‬‬ ‫الطاق���ة ذات كمي���ة ثابت���ة في الطبيعة ف�إذا حدث نق�ص في �أح���د �أ�شكال الطاقة فالبد �أن تحدث زيادة في‬ ‫الأ�شكال الأخرى لها‪.‬‬

‫‪10-2‬‬

‫هل هناك ارتباط بين �أ�شكال الطاقة وبين م�صادر و�أنواع القوة ؟ ف�سر ذلك م�ستعينا ب�أمثلة‬ ‫من الطبيعة‪.‬‬ ‫‪ -1‬قوة الجاذبية الأر�ضية تعطي طاقة الو�ضع النا�شئة عن الجاذبية الأر�ضية‪.‬‬ ‫‪................................................................................................................................................ -2‬‬ ‫‪................................................................................................................................................ -3‬‬ ‫‪................................................................................................................................................ -4‬‬

‫‪65‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪11-2‬‬

‫الر�سم التالي يبين تحوالت الطاقة في الطبيعة‪.‬‬

‫حدد نوع الطاقة الناتجة على الر�سم ( انظر الأ�سهم)‪.‬‬ ‫�أنواع الطاقة هي ( �إ�شعاعية – �ضوئية –كيميائية‪ -‬حرارية – �صوتية – كهربائية – حركية)‪.‬‬

‫ن�شاط ‪3-2‬‬ ‫بالتعاون مع زمالئك حاول �أن ‪:‬‬ ‫ تقارن بين م�صادر الطاقة المنتجة في العالم من حيث‪:‬‬‫‪ -2‬نظافتها (عدم تلوث البيئة)‪.‬‬ ‫‪ -1‬رخ�صها‪.‬‬ ‫‪ -4‬توفرها في المملكة‪.‬‬ ‫‪� -3‬سهولة ا�ستخدامها وتحويلها‪.‬‬ ‫�س‪ -‬هل ت�ؤيد اعتماد البلد على نوع معين من الطاقة �أو التنوع ؟ لماذا ؟‬ ‫ تق�سم الطاقة �إلى عدة �أنواع ح�سب معايير محددة ومن �ضمن التق�سيمات كونها �صناعية (مثال‬‫النووية) �أو طبيعية (الطبيعية �إما تكون متجددة �أو محدودة نا�ضبة)‪.‬‬ ‫حاول �أن تق�سم �أنواع الطاقة‪ -‬مع �أمثلة‪ -‬على �شكل مخطط ت�شعيبي معتمد ًا على هذا الت�صنيف‪.‬‬

‫‪66‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body Motion‬‬

‫‪ -1‬الكميات القيا�سية تعتمد على المقدار فقط والكميات المتجهة تحدد بالمقدار واالتجاه‪.‬‬ ‫‪ -2‬حرك���ة الأج�س���ام تكون �إما انتقالية مثل حرك���ة الطائر و�إما دورانية مثل حركة ال�ساعة وهناك عدد‬ ‫من م�سببات الحركة مثل القوة والعزم‪.‬‬ ‫‪ -3‬الحرك���ة عل���ى خط م�ستقيم تعن���ي ثبات االتجاه �أما الحركة المنحنية مثل حركة المقذوفات تكون‬ ‫متغيرة الإتجاه‪.‬‬ ‫‪ -4‬ت�ستنتج الفرق بين الحركة على خط م�ستقبم والحركة االهتزازية والحركة الدائرية‪.‬‬ ‫‪ -5‬الق���وة ه���ي ذل���ك الم�ؤث���ر الذي ي�ؤثر عل���ى الأج�سام‪ ،‬في�سبب له���ا تغير يختلف على ح�س���ب نوع القوة‬ ‫الم�ؤث���رة وحال���ة الج�س���م ‪ ،‬وقديك���ون ت�أثي���ر القـ���وة مبا�شـ���ر (تالم����س) و�إالكان ت�أثي ًرا غي���ر مبا�شر‬ ‫(مجالي) مثل ت�أثير قوة التجاذب الكتلي‪.‬‬ ‫‪�-6‬أن للق���وة الكهربائي���ة والمغناطي�سي���ة ت�أثي��� ًرا غي���ر مبا�ش���ر م���ن خالل التج���ارب الت���ي �أجريتها على‬ ‫الأج�سام الم�شحونة �أو قطع الحديد والمغناطي�س‪.‬‬ ‫‪�-7‬أن ال�شغ���ل فيزيائ ًي���ا يتطل���ب وج���ود قوة تحرك الج�سم ف���ي نف�س االتجاه‪ .‬وعندما يب���ذل ج�سم �شغل‬ ‫ف�إنه يحتاج �إلى طاقة يمكن تحويلها من �شكل �إلى �أخر‪.‬‬ ‫‪� -8‬أ�شكال الطاقة و�صورها وتحوالتها وقانون حفظ الطاقة‪.‬‬

‫‪67‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪1‬‬

‫رفع عامل مطرقة ملقاة على �أر�ض الغرفة �إلى �سطح الطاولة ‪.‬‬ ‫ �إذا كن ��ت تع ��رف وزن المطرقة فما الذي يجب �أن تعرفه لتتمكن من ح�ساب الطاقة الكامنة التي‬‫اكت�سبها ؟ وما مقدار ال�شغل الذي بذله العامل لرفع المطرقة ؟‬

‫‪2‬‬

‫ماالمفهوم العلمي لكل من العبارات التالية‪:‬‬

‫‪3‬‬

‫هل وزن الج�سم كمية قيا�سية �أم متجهه ؟ناق�ش هذا الأمر علم ًيا مع الر�سم‪.‬‬

‫‪4‬‬

‫ت�أمل في ال�صور ‪ ،‬وناق�ش الظواهر الفيزيائية التي تتم في كل منها ح�سب ما ترى؟‬

‫‪5‬‬

‫ما الفرق بين المقذوف الر�أ�سي والمقذوفات المنحنية‪ ،‬ار�سم ؟‬

‫‪6‬‬

‫لماذا الت�شعر بقوة جذبك للأر�ض �إذا كان قانون الجذب العام �صحيحاً ؟‬

‫‪7‬‬

‫�إذا كان لديك طاقة �ضوئية بين كيف تتحول �إلى طاقة كهربية بمثال‪ ،‬ثم �إلى حركية‪،‬‬ ‫ثم �إلى �صوتية‪.‬‬

‫‪8‬‬

‫ف���ي ال�ش���كل المقاب���ل‪ ،‬بين �أنماط الحرك���ة الناتجة ونوع القوة الم�ؤث���رة و�شكل الطاقة‬ ‫المكت�سبة‪.‬‬ ‫‪68‬‬

‫)‪Physics (1‬‬

‫ حركة االلكترونات في ناقل‪.‬‬‫‪ -‬بين �أي ج�سمبن في هذا الكون يوجد قوة تجاذب تعتمد على كتلة الج�سمين والم�سافة بينهما‪.‬‬

‫‪Body Motion‬‬

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

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

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

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

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

‫‪9‬‬

‫تتزحلق الكرة كتلتها ‪ 15‬كجم من مرتفع يقدر بـ ‪ 20‬م‬

‫‪10‬‬

‫كم مقدار العزم النا�شئ من فتح م�سامير العجل ( كفرات ) بقوة ‪ 100‬نيوتن �إذا كان طول‬ ‫المفت���اح ‪� 40‬س���م ؟ �إذا كان هن���اك ولد يريد فتحها وال تتجاوز قوته ‪ 50‬نيوتن كيف يتمكن‬ ‫من فتحها ؟‬ ‫يق���وم عام���ل بتحريك كي�س كتلته ‪ 50‬كجم على الأر����ض بم�سافة �أفقية قدرها ‪8‬م ‪ .‬اح�سب‬ ‫ً‬ ‫مائ�ل�ا �صعوداً �أو‬ ‫ال�شغ���ل النات���ج – كي���ف يت�أثر مق���دار ال�شغل المبذول ل���و كان الم�ستوى‬ ‫نزو ًال؟ لماذا؟ ار�سم‪.‬‬ ‫انظ���ر الر�سم �أمامك ‪ ،‬ما هو الفرق بين دور‬ ‫البك���رات والحب���ل في الحركة ؟ ل���و زاد عدد‬ ‫البكرات ماذا يحدث؟‬

‫‪11‬‬ ‫‪12‬‬

‫�أ‌‪-‬قارن بين قيمة الطاقة الكامنة والحركية عند النقاط المو�ضحة‬ ‫ب‌‪-‬اح�سب �أق�صى طاقة و�ضع ‪ .‬و�أين؟‬ ‫ج‪ -‬طاقتها قبيل ال�سقوط ونوعها ‪.‬‬ ‫د‪� -‬سرعتها على ارتفاع ‪ 10‬م ‪.‬‬

‫‪69‬‬

‫�أ‬ ‫ب‬ ‫جـ‬

‫‪20‬م‬

‫د‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪Mechanical Properties of Matter‬‬

‫يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن تكون‬ ‫قادرا على �أن ‪:‬‬

‫‪ -1‬ت�صنف المواد من حيث قابليتها لل�سحب ‪ ،‬للإنثناء‪.‬‬ ‫‪ -2‬تر�سم العالقة بين القوة واال�ستطالة في ناب�ض‪.‬‬ ‫‪ -3‬تطبق قانون هوك لحل بع�ض الم�سائل الح�سابية‪.‬‬ ‫‪ -4‬تعرف ال�ضغط‪.‬‬ ‫‪ -5‬تف�سر ظاهرة التوتر ال�سطحي‪.‬‬ ‫‪ -6‬تذكر بع�ض الظواهر الناتجة عن التوتر ال�سطحي‪.‬‬ ‫‪ -7‬تف�سر ظاهرة ثقب الأوزون‪.‬‬ ‫‪ -8‬ت�شرح قانون الطفو‪.‬‬

‫ي�ستخ ��دم الإن�س ��ان في حيات ��ه مواد كثي ��رة واختيار الم ��ادة الم�ستخدمة يعتمد عل ��ى خ�صائ�صها‬ ‫الفيزيائية‪ ،‬ومنها الخ�صائ�ص الميكانيكية مثل ما ن�ستخدم الفوالذ كمادة �صلبة جد ًا والمطاط كمادة‬ ‫مرنة ‪ .‬وهكذا‪ .‬ويتم تطوير المنتجات وال�صناعات باختيار مواد تعتمد على �أ�س�س علمية في البحث‪.‬‬

‫الخوا�ص الطبيعية للمادة ‪:‬‬

‫‪Natural Properties of Matter‬‬

‫‪ -1‬تتكون المادة من دقائق متناهية ال�صغر ُتدعى الجزيئات �أو الذرات‪.‬‬ ‫‪-2‬جزيئات المادة الواحدة مت�شابهة في كل الخوا�ص‪،‬ومختلفة في ذلك عن جزيئات مادة �أخرى‪.‬‬ ‫‪-3‬يوجد بين جزيئات �أي مادة م�سافات ُت َ�سمى الم�سافات البينية �أو الجزئية‪.‬‬ ‫‪ -4‬ت�ؤث ��ر جزيئ ��ات المادة على بع�ضها البع�ض بقوى تجاذب وكلما اقترب � ْ�ت الجزيئات من بع�ضها زادت قوى‬ ‫أ�صبحت الم�سافة �أ�صغر من حد معي ��ن ف�إن بع�ض قوى التجاذب تتحول‬ ‫التج ��اذب فيم ��ا بينها ‪ .‬ف�إذا ما �‬ ‫ْ‬ ‫�إلى قوى تنافر فتبتعد الجزيئات عن بع�ضها ‪ .‬وعند م�سافة معينة يحدث اتزان بين قوى التجاذب وقوى‬ ‫التنافر ف�ستقر الجزيئات في حالة اتزان‪.‬‬ ‫‪ -5‬جزيئ ��ات الم ��ادة في حالة حركة م�ستمرة وقد تك ��ون هذه الحركة اهتزازية ‪� ،‬أو دورانية ‪� ،‬أو انتقالية ‪� ،‬أو‬ ‫الثالثة مع ًا ‪ .‬تبع ًا لنوع المادة‪.‬‬ ‫ماذا ت�سمى هذه النظرية ؟ ‪.......................................................................................‬‬

‫‪1-3‬‬ ‫قارن بالر�سم بين قوى الربط بين جزيئات المادة في حاالت المادة الثالث ‪.‬‬

‫‪72‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫الخوا�ص الميكانيكية للمادة‪:‬‬

‫ن�شاط ‪1-3‬‬ ‫‪ -1‬خ ��ذ مجموع ��ة من المواد ‪ :‬زجاج ‪� ,‬سلك من النحا�س ‪ ,‬م�سطرة خ�شبية ‪ ,‬م�سطرة بال�ستيكية ‪,‬‬ ‫ق�ضيب حديدي ‪ ,‬كرة من الحديد ‪ ,‬ورقة‪.‬‬ ‫‪� -2‬أثر على هذه المواد بقوى مختلفة مثل قوة الق�صف (قابل لالنق�سام) ‪ ،‬اللي (قابل للإنثناء)‪،‬‬ ‫ال�سحب (قابل للتمدد)‪ ،‬الطي (قابل للتقل�ص)‪.‬‬ ‫‪ -3‬راقب ما يحدث للمواد بعد زوال ت�أثير القوى عنها‪.‬‬ ‫‪� -4‬صنف المواد من حيث الت�شوه الحا�صل فيها بعد زوال القوى الم�ؤثرة عليها كما في الجدول التالي‪:‬‬ ‫نوع القوى‬

‫المـادة‬ ‫زجاج‬ ‫�سلك نحا�سي‬ ‫م�سطرة خ�شبية‬ ‫م�سطرة بال�ستيكية‬ ‫ق�ضيب حديدي‬ ‫كرة من الحديد‬ ‫ورقة‬

‫ق�صف‬

‫لي‬

‫�سحب‬

‫طي‬

‫ك�سر‬

‫ماذا ت�ستنتج ؟‬ ‫�سم المجموعة التي احتفظت بالت�شوه ‪............................................................................. .‬‬ ‫� ًإذا م ��اذا ن�سمي المجموع ��ة التي لم تحتفظ بالت�شوه وعادت �إل ��ى حالتها الطبيعية بعد زوال‬ ‫ت�أثير القوى عليها؟‪..................................................................................................................‬‬ ‫�أعط تعريف لخا�صية المرونة ‪.............................................................................................‬‬ ‫‪.....................................................................................................................‬‬

‫‪73‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ن�شاط ‪2-3‬‬ ‫‪-1‬خذ مجموعة من المواد المرنة (مطاط ـ ناب�ض)‪.‬‬ ‫‪�-2‬أ ِّثر بقوة مت�ساوية على كل من (الزنبرك و قطعة مطاط)‪.‬‬ ‫هل حدث تغير في ال�شكل �أو الحجم (ت�شوه)؟‬ ‫‪�-3‬أزيل الآن القوة ماذا ت�ستنتج ؟‬ ‫مطاط‬ ‫�أ‬

‫ق‬

‫ب‬

‫�أ‬

‫ق‬

‫ب‬

‫ال�شكل ( ‪ ) 1 3-‬يبين مقارنة مرونة المواد‬

‫ن�ستنت ��ج من الن�ش ��اط ال�سابق �أن المواد المرن ��ة (كالناب�ض والمطاط) تتفاوت ف ��ي مرونتها وعلى ذلك ف�إن‬ ‫المواد المرنة يمكن ت�صنيفها �إلى‪:‬‬ ‫‪ -1‬مواد مرنة ‪ :‬وهي التي تعود �إلى حالتها الأ�صلية تماما بعد زوال القوى الم�ؤثرة عنها‪.‬‬ ‫‪ -2‬مواد غير مرنة ‪ :‬وهي التي ‪...........................................................................................................................‬‬

‫هل مرونة المواد مطلقة ؟ �أي لي�س لها حد معين ؟‬ ‫كيف يمكن قيا�س مرونة المواد المختلفة ؟‬

‫قانون هوك‬ ‫‪Hoke's Law‬‬

‫‪74‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫تجربة عملية ( ‪)1-3‬‬

‫تحقيق قانون هوك عملي ًا ‪:‬‬

‫الأدوات ‪ :‬زنبرك لين ثم علقه من حامل طويل ‪ ،‬علبة كاملة من الأثقال‬ ‫(�أكبر ثقل فيها كتلته ‪ 1‬كجم) ‪ ،‬م�سطرة مترية‪.‬‬

‫خطوات التجربة‪:‬‬

‫‪ -1‬ثبت الم�سطرة في و�ضع ر�أ�سي قريبا من الزنبرك كما في ال�شكل‪.‬‬ ‫‪ -2‬جد على الم�سطرة القراءة المناظرة لطرف الزنبرك دون تعليق �أي‬ ‫وزن به ثم �سجل هذه القراءة ‪....................................................................‬‬ ‫الكتلة‬ ‫(جم)‬

‫القراءةعلى الزيادة في طول‬ ‫مقدار‬ ‫القوة المناظرة‬ ‫الم�سطرة(�سم) الزنبرك (�سم)‬ ‫(نيوتن)‬

‫‪w=f‬‬

‫ال�شكل ( ‪ ) 2 3-‬يبين‬ ‫تحقيق قانون هوك‬

‫الزيادة‬ ‫بالمتر‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪......................‬‬

‫‪ -3‬عل ��ق من طرف الزنب ��رك (�أ) كتلة ‪ 10‬جم‪ ،‬ث ��م �أوجد على الم�سطرة الق ��راءة المناظرة في‬ ‫الجدول الذي �أعددته‪ ،‬ثم اح�سب مقدار اال�ستطالة و�سجلها �أي�ضا في الجدول‪.‬‬ ‫‪� -4‬أع ��د الخط ��وة ال�سابقة معلقا كتلة �أكب ��ر‪ ،‬ثم ا�ستمر بتعليق كتل �أكب ��ر ‪.‬انتبه من تعليق ثقل قد‬ ‫ي�ؤدي �إلى قطع الناب�ض (الزنبرك)‪.‬‬ ‫ار�سم با�ستخدام ورق بياني العالقة بين مقدار القوة (المحور ال�صادي) والزيادة بالمتر (ا لمحور‬ ‫ال�سيني)‬ ‫هل هناك عالقة بين مقدار القوة الم�ؤثرة والزيادة في طول الزنبرك ؟ ما هذه العالقة ؟‬ ‫ما �أكبر قوة يمكن �أن ت�ؤثر بها على الزنبرك قبل �أن يفقد الزنبرك مرونته ؟ ما القوة الالزمة لك�سر‬ ‫الزنبرك؟‬

‫‪75‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫وحت ��ى يمكن ��ك التو�ص ��ل �إلى العالقة بين الق ��وة الم�ؤثرة واال�ستطال ��ة الحا�صلة مثل المعلوم ��ات في الجدول‬ ‫بيانيا(ورقة ر�سم بياني) وذلك بر�سم القوة الم�ؤثرة المحور الر�أ�سي واال�ستطالة بالمتر المحور الأفقي‪.‬‬ ‫ ما الخط الذي يمكن �أن تمرره في النقاط المر�سومة ؟‬‫وكم ��ا يمكنك التو�صل �إليه من التجربة ال�سابقة ف� ��إن الزيادة الحا�صلة في طول الزنبرك تتنا�سب طرديا مع‬ ‫الق ��وة الم�ؤث ��رة عليه مادامت هذه القوة دون حد المرونة ‪ ,‬وفي هذه الحال ��ة يعود الزنبرك تماما �إلى و�ضعه‬ ‫الأ�صلي بزوال القوة الم�ؤثرة عليه‪.‬‬ ‫�أما �إذا تجاوزت القوة الم�ؤثرة هذا الحد الأعلى ف�إن الزيادة الحا�صلة في الطول ال تتنا�سب طرديا مع القوة‬ ‫الم�ؤثرة ‪ ,‬كما �أن الزنبرك يحتفظ بالت�شوه الحا�صل فيه وربما يتعر�ض لالنك�سار‪.‬‬ ‫�إن ال�ش ��يء نف�س ��ه ينطب ��ق عل ��ى الأج�سام المرن ��ة التي يكون الت�ش ��وه الحا�صل فيه ��ا ا�ستطال ��ة �أو تقل�صا في‬ ‫�أطوالها‪.‬‬ ‫ويمكننا �أن نو�ضح العالقة بين مقدار الت�شوه الحا�صل في ج�سم معدني تحت ال�شد والقوة الم�ؤثرة باال�ستناد‬ ‫�إلى ال�شكل (‪ 3‬ـ ‪.)3‬‬

‫اال�ستطالة‬

‫القوة الم�ؤثرة‬

‫وكم ��ا تالحظ في ه ��ذا ال�شكل ‪ ,‬ف�إن الجزء من المنحن ��ى بين م ‪� ،‬أ هو خط‬ ‫م�ستقيم وفي ه ��ذا الجزء تكون اال�ستطالةمتنا�سبة طرد ًيا مع القوة الم�ؤثرة‬ ‫وتعتب ��ر النقطة �أ حد المرونة للمادة المعدنية‪ .‬وه ��ي تمثل الحد الأعلى من‬ ‫الق ��وة الت ��ي يمك ��ن الت�أثير بها عل ��ى الم ��ادة المعدنية دون �أن تفق ��د المادة‬ ‫مرونتها ‪ ،‬وفي ال�شكل ال�سابق تمثل القوة (ق) الحد الأعلى الم�شار �إليها‪.‬‬

‫ال�شكل (‪ )3 3-‬يبين منحنى‬ ‫مرونة الزنبرك‬

‫�أم ��ا الج ��زء �أ جـ من المنحنى فه ��و لي�س بخط م�ستقيم ومن ثم ف�إن اال�ستطال ��ة الحا�صلة ال تتنا�سب في هذا‬ ‫الجزء طرد ًيا مع القوة الم�ؤثرة ويمثل هذا الجزء من المنحنى حالة فقدان المادة المعدنية لمرونتها‪.‬‬ ‫(المنطقة البال�ستيكية غير المرنة)‪.‬‬ ‫وتمث ��ل النقط ��ة ب نقطة اال�ست�س�ل�ام �أو االذعان وهي النقط ��ة التي بعدها ي�ستمر ال�سلك ف ��ي اال�ستطالة مع‬ ‫زيادة ب�سيطة في قوة ال�شد وتمثل النقطة جـ النقطة التي تنك�سر عندها المادة المعدنية ويعبر عن القوة التي‬ ‫تل ��زم لك�سر الم ��ادة المعدنية بقوة الق�صف وتعرف العالقة بين اال�ستطال ��ة الحا�صلة في مادة معدنية تحت‬ ‫ال�شد والقوة الم�ؤثرة بقانون هوك ‪ ,‬ويمكن �صياغة هذا القانون على النحو التالي‪:‬‬

‫‪76‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫قانون هوك‬ ‫تحت حد المرونة لمادة تحت ال�شد ‪ ،‬ف�إن اال�ستطالة الحادثة تتنا�سب طرد ًيا‬ ‫مع قوة ال�شد الم�سببة لها‪.‬‬ ‫وب�صيغة ريا�ضية ‪ ،‬يمكن كتابة قانون هوك على النحو التالي‪:‬‬ ‫ق = �أ ∆ ل‬

‫مفتاح العالقة‬

‫ا�ستنتج وحدة معامل ال�صالبة‪.‬‬

‫ق ‪ :‬القوة الم�ؤثرة‪.‬‬ ‫∆ ل‪ ::‬اال�ستطالة الحا�صلة‪.‬‬ ‫�أ ‪ :‬معامل ال�صالبة �أو‬ ‫معامل القوة‪.‬‬

‫‪1-3‬‬ ‫علقت كتلة مقدارها ‪ 1‬كجم بزنبرك ‪ ,‬فكم ي�ستطيل هذا الزنبرك �إذا علمت �أن معامل‬ ‫ال�صالبة له ‪ 980‬نيوتن ‪ /‬م ؟‬ ‫ق= ك × جـ = ‪ 9.8 = 9.8 × 1‬نيوتن‬ ‫‪ ( 9.8‬ن )‬ ‫ن = ‪ 0.01‬م‬ ‫∆ل = ق =‬ ‫‪980‬‬ ‫�أ‬ ‫(م‬

‫)‬

‫كي ��ف يمكن تدريج ميزان زنبركي لقيا�س القوة ؟ حاول في المعمل مع زمالئك معتمد ًا‬ ‫على ما در�سته‪.‬‬

‫‪77‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪2-3‬‬ ‫علقت كتلة مقدارها ‪ 300‬جرام بزنبرك فا�ستطال بمقدار ‪� 0.2‬سم ‪� ,‬أوجد ثابت القوة ‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬

‫الجامِ د‪:‬‬ ‫�أو ًال‪�َ :‬ض ْغ ُط َ‬

‫ا َل ّ�ض ْغط ‪Presure‬‬

‫ت�أ ّم َل ال�صورتين ثم حدِّ د ال�صورة التي يمكن لل�سكين قط ُع التفاحة فيها ب�سهولة‪.‬‬ ‫‪........................................................................................................................‬‬

‫ما الفرق بين الطرف الحاد والغير حاد ؟‬ ‫ما العالقة بين م�ساحة المقطع و�سهولة االنغراز ؟ ‪..................................‬‬ ‫ماذا لو �ضاعفت القوة ال�ضاغطة في كال الحالتين ؟ ‪...............................‬‬ ‫ما العالقة بين القوة ومقدار االنغراز؟ ‪........................................‬‬ ‫�إن مقدار انغراز ال�سكين في الأج�سام ال تتوقف فقط على (القوة ال�ضاغطة)‬ ‫و�إنما تتوقف �أي�ض ًا على م�ساحة ال�سطح الذي ي�ؤثر عليه الثقل فكلما �صغرت‬ ‫م�ساحة ال�سطح زاد ت�أثير القوة (ال�ضغط)‪.‬‬ ‫‪........................................‬‬

‫ال�شكل ( ‪ ) 4 3-‬يبين عالقة‬ ‫ال�ضغط بالم�ساحة‬

‫عل���ل‪� :‬سهول���ة �إنغراز الإب���رة في الأج�سام �أكثر م���ن الم�سمار في ح���ال الت�أثير عليهما‬ ‫بالقوة نف�سها‪.‬‬ ‫لعلك الحظت �أنه البد من �إدخال فكرة جديدة لو�صف ت�أثير القوة وهذه الفكرة المق�صودة هي ال�ضغط‪.‬‬

‫ ماذا ت�ستنتج مما �سبق ؟‬‫)‪Physics (1‬‬

‫‪78‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫نتيجة ‪( :‬يتنا�سب ال�ضغط طردي ًا مع القوة وعك�سي ًا مع م�ساحة المقطع) �أي الم�ساحة التي ت�ؤثر عليها القوة‬ ‫ال�ضاغطة‪.‬‬ ‫وعلى هذا الأ�سا�س يمكننا �أن ّنعرف ال�ضغط ب�أنه‪:‬‬ ‫هو القوة الم�ؤثرة عمودي ًا على وحدة الم�ساحات من ال�سطح الذي ت�ؤثر فيه القوة‪.‬‬ ‫�إذ ًا ال�ضغط =‬ ‫و يكتب على ال�صورة‪:‬‬

‫مفتاح العالقة‬

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

‫(اكتب القانون داخل الم�ستطيل)‬

‫�ض ‪ :‬ال�ضغط‪.‬‬ ‫ق ‪ :‬القوة‪.‬‬ ‫�س ‪ :‬الم�ساحـة‪.‬‬

‫ما وحدة قيا�س ال�ضغط ؟ جدها في النظام الدولي للوحدات‪.‬‬

‫‪2-3‬‬ ‫فتات���ان ت���زن كل منهم���ا ‪ 500‬نيوت���ن ترت���دي �إحداهما ح���ذا ًء ذي كعب خنج���ري م�ساحة �سطحه‬ ‫‪�1.5‬سم‪ 2‬والأخرى ترتدي حذا ًء م�سطحاً مقطعه ‪�32‬سم‪.2‬‬ ‫اح�سب ال�ضغط المت�سبب عن كل منهما‪.‬‬ ‫�س‪�1.5= 1‬سم‪ -4 10× 1.5= 2‬م‪2‬‬ ‫ال�شكل ( ‪ ) 5 3-‬يبين اختالف ال�ضغط‬ ‫�س‪�32= 2‬سم ‪ 4-10× 32 = 2‬م‪ , 2‬ق = ‪ 500‬نيوتين‬ ‫‪500‬‬ ‫ق‬ ‫= ‪ 4 10 * 333.3‬ن‪/‬م‪.2‬‬ ‫=‬ ‫�ض‪= 1‬‬ ‫‪-4 10 * 1.5‬‬ ‫�س‪1‬‬ ‫‪500‬‬ ‫ق‬ ‫= ‪ 4 10 * 15.625‬ن‪/‬م‪.2‬‬ ‫=‬ ‫�ض‪= 2‬‬ ‫‪-4 10 * 32‬‬ ‫�س‪2‬‬ ‫�ضعفها كم مرة؟ ‪..................................‬‬ ‫ ‬

‫‪79‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ق�ضية للمناق�شة‬

‫من المعروف �أن الكعوب الخنجرية تتميز ب�أن م�ساحة تالم�سها مع الأر�ض �صغيرة جداً ناق�ش مع‬ ‫زمالئك �أثر ذلك على‪:‬‬ ‫‪ -2‬ال�صحة العامة‪.‬‬ ‫‪ -1‬الأر�ضيات الخ�شبية والفلينية‪.‬‬

‫اتجاه �ضغط الجامد‪:‬‬ ‫م���ن خ�ل�ال الأن�شطة ال�سابقة ‪ ,‬هل يمكن���ك تحديد اتجاه ت�أثير القوة ال�ضاغطة من‬ ‫الج�سم الجامد على الأج�سام الأخرى (ار�سم)‪.‬‬

‫(‪)1-3‬‬ ‫حاول القيام بن�شاط تحدد فيه اتجاه �ضغط الجامد‪.‬‬

‫تطبيقات عملية ل�ضغط الأج�سام الجامدة‪:‬‬ ‫الق�ص َاف ��ة والك ّم َا�شة والأموا�س وال�سكاكين تك ��ون ذات �أطراف حادة جد ًا وبذلك ال تحتاج �إلى‬ ‫‪1‬ـ يالح ��ظ �أن ّ‬ ‫�ضغط كبير عند ا�ستخدامها في قطع الأ�شياء‪.‬‬ ‫‪2‬ـ ف ��ي �صناع ��ة �إطارات ال�سي ��ارات يراعى �أن يكون عر�ض �إطار �سيارة النقل �أكبر م ��ن عر�ض �إطــار ال�سيارة‬ ‫الخا�صة ‪ .‬كما �أن الإطارات الخلفية ل�سيارات النقل تكـون مزدوجة‪ ،‬لماذا ؟‬

‫اذكر تطبيقات �أخرى ل�ضغط الأج�سام الجامدة مع ال�شرح‪.‬‬ ‫ عـلل‪:‬‬‫‪ -1‬يطلق على الجمل �سفينة ال�صحراء‪.‬‬

‫يق ��ود �شخ�ص �سيارة ف ��ي الرمال‬ ‫بحيث ال يمك ��ن تحريكها ‪ ,‬فكيف‬ ‫يمكن م�ساعدته؟‬

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

‫‪ -2‬يتمكن الفيل من ال�سير في الأرا�ضي الوحلة �أو الرملية بدون �أن تغو�ص قدمه في التربة‪.‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................‬‬

‫‪80‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫تو�صل ��ت م ��ن الأن�شط ��ة ال�سابقة �إلى مفه ��وم ال�ضغط ب�شكل ع ��ام ‪ ،‬والآن هل لل�سوائل �ضغ ��ط ؟ وهل للغازات‬ ‫�ضغط؟‬ ‫�إن كال من ال�سوائل والغازات يطلق عليها لفظ مائع ‪ ...‬لماذا ؟‬ ‫ما هي الخ�صائ�ص المت�شابهة بين ال�سوائل والغازات ؟ وما هي الخ�صائ�ص المختلفة؟‬

‫(‪)2-3‬‬ ‫قم بن�شاط عملي للت�أكد من خا�صية الجريان واالنت�شار لل�سوائل والغازات‪.‬‬

‫ن�شاط ‪3-3‬‬ ‫‪ -1‬خذ وعاء ا�سطواني ال�شكل له مكب�س بذراع خارجي حر الحركة‪ ( .‬حاول �أن تر�سم ) ‪.‬‬ ‫‪ -‬ما المادة الموجودة داخل الوعاء ؟‬

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

‫‪ -2‬حاول �ضغط المكب�س �إلى �أق�صى قدر ممكن ‪ ,‬ماذا تالحظ ؟‬

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

‫‪ -3‬الآن �ض ��ع كمية من �أي �سائل داخل الوع ��اء الأ�سطواني وحاول �ضغط المكب�س �إلى �أق�صى قدر‬ ‫ممكن‪.‬‬ ‫‪ -‬ماذا تالحظ ؟‬

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

‫‪� -‬أعط تف�سير لهذه الظاهرة من خالل النظرية الحركية للمادة‪.‬‬

‫ثانياً ‪� :‬ضغـط المـائع‪:‬‬ ‫المـائـع ‪ :‬هو كل مادة لها خا�صية الجريان واالنت�شار (ال�سوائل والغازات)‪.‬‬

‫‪81‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ن�شاط ‪4-3‬‬ ‫�أدوات التجربة‬

‫خطوات العمل‬

‫�أدوات التجربة‬

‫خطوات العمل‬

‫�أنبوب ��ة مفتوح ��ة الطرفي ��ن ‪� - 1 ،‬ش ّد قطع ��ة المطاط ‪،‬و�س ّد‬ ‫غ�ش ��اء رقي ��ق م ��ن المـط ��اط بها �إحدى فوهات الأنبوبة‪،‬ثم‬ ‫(بال ��ون �أطفال)خي ��ط ‪ ،‬ماء ‪ ،‬ارب ��ط الخي ��ط حوله ��ا ربط ًا‬ ‫زيت‪.‬‬ ‫محكم ًا‪.‬‬ ‫‪� -2‬ص ��ب في الأنب ��وب مقدار ًا‬ ‫منا�سب ًا من الماء‪.‬‬ ‫‪� -3‬أ�ض ��ف كمي ��ة �أخ ��رى م ��ن‬ ‫الماء‪.‬‬ ‫‪ -4‬ك ��ر ّر الخط ��وات ال�سابق ��ة‬ ‫با�ستخدام الزيت‪.‬‬

‫(�سجلها من ال�ص ��ورة) ‪� -1 ............‬س ��د الثق ��وب بوا�سط ��ة‬ ‫‪ ...........................‬ال�شري ��ط الال�ص ��ق‪ ،‬ثم املأ‬ ‫‪ ............................‬العلبة المعدنية بالماء‪.‬‬ ‫‪ -2‬انزع ال�شريط الال�صق عن‬ ‫الثقوب‪.‬‬

‫الم�شاهدة واال�ستنتاج‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬

‫الم�شاهدة واال�ستنتاج‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬ ‫‪..................................................‬‬

‫‪82‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫�ض = جـ × ف × ث‬

‫ق‬ ‫تحقق من �صحة العالقة‬ ‫�س‬

‫مفتاح العالقة‬

‫�إذا يعطى �ضغط المائع بالعالقة التالية ‪:‬‬ ‫�ض‬ ‫ف‬ ‫ث‬ ‫ج‬

‫‪� :‬ضغط المائع ‪.‬‬ ‫‪ :‬العمق تحت �سطح ال�سائل‪.‬‬ ‫‪ :‬كثافة ال�سائل‬ ‫‪ :‬الجاذبية الأر�ضية‪.‬‬

‫= جـ × ف × ث با�ستخدام النظام الدولي للوحدات‪.‬‬

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

‫تطبيقات على �ضغط ال�سوائل في الحياة العملية‪:‬‬ ‫‪ -1‬تقوم المملكة ببناء ال�سدود لحجز مياه الأمطار المتدفقة‬ ‫في الأودي ��ة الهامة‪،‬وتخزينها للمحافظة عل ��ى الماء نظر ًا‬ ‫لندرته‪ .‬ومن �أمثلة هذه ال�سدود‪�:‬سد وادي حنيفة ‪ ،‬عكرمة‪،‬‬ ‫جازان ‪� ،‬أبها و�سد الملك فهد في بي�شه‪ .‬ويالحظ �أن جدران‬ ‫ال�س ��دود تكون مقو�سة و�سميكة عن ��د القاعدة ‪ ،‬و�أقل �سمك ًا‬ ‫عند قمة ال�سد‪ .‬لماذا ؟ ال�شكل (‪.)6 – 3‬‬

‫ال�شكل ( ‪ ) 6 3-‬يبين �ضغط الماء الهائل على ال�سد‬

‫‪ -2‬وبالمثل نافورة المياه التي ن�شاهدها في الميادين العامة ! فعند فتح �صنبور‬ ‫النافورة يندفع الماء بقوة ُمحاو ًال الو�صول �إلى نف�س ارتفاع الماء في الخزان‪،‬‬ ‫حيث يت�ساقط الماء ثانية بفعل قوة الجاذبية الأر�ضية‪ .‬ال�شكل (‪.)7 – 3‬‬ ‫‪ -3‬الأوان ��ي الم�ستطرق ��ة ‪:‬هي عدة �أوان ��ي مختلفة الأ�ش ��كال مت�صلة مع بع�ضها‬ ‫البع� ��ض ‪ .‬الح ��ظ ال�ش ��كل (‪� )8 – 3‬إذا ُ�ص ��ب م ��اء �أو �أي �سائل �آخ ��ر في هذه‬ ‫الأوان ��ي يكون ارتفاعه مت�ساوي ًا ف ��ي جميع هذه الأواني لأن ال�سوائل ت�ستقر في‬ ‫م�ستوى �أفقي واحد‪.‬‬

‫ال�شكل ( ‪ ) 7 3-‬يبين‬ ‫ال�ضغطالعاليللماء‬ ‫ال�شكل ( ‪ ) 8 3-‬يبين‬ ‫الأواني الم�ستطرقة‬

‫‪83‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪1-3‬‬

‫�سم �أجهزة علمية �أو �أدوات �أو �أعر�ض لعباً تعتمد على �ضغط ال�سائل‬ ‫في عملها مع �شرح الفكرة‪.‬‬

‫(‪)3-3‬‬ ‫�صمم ن�شاط تثبت من خالله �أن للهواء �ضغط في جميع االتجاهات مع الر�سم‪.‬‬ ‫�صمم تجربة بطريقة العوامل الم�ستقلة تبين فيها عالقة كثافة ال�سائل بقيمة ال�ضغط‬ ‫(نفذها في المختبر)‪.‬‬ ‫وجدير بالذكر �أن قيا�س �ضغط الغازات من ال�صعب تطبيق القانون ال�سابق عليه ‪ ،‬لماذا ؟‬ ‫لذا نلج�أ لقيا�س ال�ضغط الجوي بغمره بال�سائل بالطريقة التي تعلمتها بالوحدة الأولى‪.‬‬

‫قاع����دة �أرخميد�س (قانون الطـف����و) ‪: Buoyant Forces‬‬ ‫لق ��د �شاهدت م ��رار ًا ال�سف ��ن والبواخ ��ر ال�ضخم ��ة المحملة‬ ‫بالب�ضائع‪.‬وه ��ي تعب ��ر البح ��ار والمحيط ��ات دون �أن تغو� ��ص‬ ‫فيها‪،‬وقد تت�ساءل عن �سبب ذلك ؟‬ ‫نجري التجارب العملية الآتية‪:‬‬ ‫دعنا ْ‬

‫ن�شاط ‪5-3‬‬ ‫خ ��ذ ك ��رة جوف ��اء م ��ن ك ��رات تن� ��س الطاولة ‪،‬‬ ‫واغمرها في الماء‪ ،‬ثم اتركها‪.‬‬ ‫ ماذا تالحظ ؟‬‫ ه ��ل تنغم ��ر الكرة �أم ترتفع �إل ��ى �أعلى ؟ ماذا‬‫ت�ستنتج ؟‬ ‫‪............................................................................‬‬ ‫‪............................................................................‬‬

‫‪84‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫حقيقة مده�شة‬ ‫في تجرب ��ة لإظهار قوة �ضغط الهواء‪ ،‬تم‬ ‫اح�ضار ن�صفي ك ��رة بلغ قطرها ‪�56‬سم‪،‬‬ ‫و�أل�صقا مع ًا ب�إح ��كام �شديد‪ ،‬ثم �أفرغت‬ ‫الك ��رة تمام� � ًا م ��ن اله ��واء‪ .‬وهك ��ذا كان‬ ‫ال�ضغ ��ط الج ��وي الخارج ��ي عليه ��ا قوي ًا‬ ‫ج ��د ًا حيث لزمه ��ا (‪ )16‬ح�صان ًا لف�صل‬ ‫الن�صفي ��ن ع ��ن بع�ضهم ��ا ويمكنك عمل‬ ‫تجربة م�شابهة مع قوة محجمة الهواء �أو‬ ‫ممخ�ضة البالوعة وذلك بترطيب حواف‬ ‫المحجمتي ��ن ‪ ،‬ث ��م �ضغ ��ط حوافهما مع‬ ‫محاولة �شدهما لف�صلهما عن بع�ضهما‪.‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫تجربة عملية ( ‪)2-3‬‬

‫تحقيق قانون قوةالدفع ‪:‬‬

‫‪َ -1‬ع ِّلق ج�سم ًا �صلب ًا في ميزان زنبركي ‪ ،‬و�سجل‬ ‫وزنه وهو في الهـواء وليكن (و)نيوتن‪.‬‬ ‫‪ -2‬اغم ��ر الج�س ��م برف ��ق ف ��ي ك�أ� ��س الإزاح ��ة‬ ‫الممل ��وءة بالم ��اء‪ ،‬والح ��ظ م�ؤ�ش ��ر المي ��زان‬ ‫وا�ستقب ��ل الماء الم ��زاح في ك�أ� ��س مدرج كما‬ ‫بال�شكل ( ‪.) 9 -3‬‬ ‫‪�َ -3‬س ّج ��ل وزن الج�سم بع ��د �أن ُي ْغ َم َر بكامله في‬ ‫الم ��اء وليك ��ن وزن ��ه في ه ��ذه الحال ��ة ( و‪) 1‬‬ ‫نيوتن‪.‬‬

‫‪ ......‬جم‬

‫ج�سم �صلب‬

‫وزن‬ ‫الماء المزاح‬ ‫‪ ......‬جم‬ ‫قوة الدفع ‪......‬جم‬

‫ماء‬

‫‪ ......‬جم‬

‫ال�شكل ( ‪) 9 3-‬‬

‫ قارن بين وزن الج�سم في الهواء ووزنه في الماء‪( .‬يمكنك ا�ستخدام الكتلة بدل الوزن)‪.‬‬‫ م���اذا تالحظ ؟ ‪.................................................................................................................................‬‬‫ما�سبب نق�صان وزن الج�سم ؟‬ ‫�إذ ًا (ق ��وة دف ��ع الماء للج�سم المغمور فيه = فرق قراءتي الميزان وزن الج�سم في الهواء – وزن‬ ‫الج�سم في الماء)‬ ‫�إذ ًا ق ��وة دفع ال�سائل (الماء) للج�س ��م ‪...............................................................................................‬‬ ‫‪ - .‬عين وزن الماء ال ُمزاح‪.‬‬ ‫ ماذا ي�ساوي ؟ ‪...................................................................................................................................‬‬‫ ماذا ت�ستنتج ؟‬‫‪..............................................................................................................................................................‬‬

‫ار�سم اتجاه قوة الدفع مقارنة بوزن الج�سم‪.‬‬

‫‪85‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫كرر التجربة ال�سابقة با�ستخدام �سوائل مختلفة مثل‪ :‬الزيت‪،‬الجلي�سرين‪ ،‬ثم �سج ّل المعلومات في جدول‪.‬‬

‫ ماذا تالحظ بالن�سبة لقراءة الميزان؟‬‫‪..............................................................................................................................................................‬‬

‫ ما العالقة بين كثافة ال�ســائل وقوة الدفع (الخ�سارة الظاهرية)؟‬‫‪..............................................................................................................................................................‬‬

‫ ماذا ت�ستنتج ؟‬‫‪..............................................................................................................................................................‬‬

‫ من خالل هذه التجارب ‪ ,‬ما النتائج التي يمكن �أن تتو�صل �إليها ؟‬‫‪..............................................................................................................................................................‬‬

‫ما عالقة حجم الج�سم المغمور بحجم ال�سائل المزاح ؟ لخ�ص ما ح�صلت عليه‬ ‫في جدول كالتالي ‪:‬‬ ‫الج�سم‬

‫وزنه في الهواء‬ ‫(جم ثقلي)‬

‫وزنه في ال�سائل‬ ‫(جم ثقلي)‬

‫الفرق بين‬ ‫الوزنين‬

‫وزن ال�سائل‬ ‫المزاح(جم ثقلي)‬

‫قوة الدفع‬ ‫(جم ثقلي)‬

‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫�إن اال�ستنتاجات التي تو�صلت �إليها ُت َّك َون ما ُيعرف بمبد�أ �أو قاعدة �أرخميد�س لل�سوائل‪.‬‬

‫‪86‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫ا�سم ال�سائل‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫قاعدة �أرخميد�س‬

‫�إذا غمر ج�سم جزئي ًا �أو كلي ًا في �سائل ف�إنه ال�سائل يدفع الج�سم ر�أ�سي ًا �إلى‬ ‫�أعلى بقوة ت�ساوي وزن ال�سائل الذي يزيحه الج�سم ال�صلب‪.‬‬

‫هل مقدار ما ينغمر من ال�سفينة وهي في البحر ي�ساوي مقدار ما ينغمر منها‬ ‫وهي في النهر؟ ف�سر �إجابتك‪.‬‬ ‫‪........................................................................................................................................................‬‬

‫لماذا يظهر لنا الدلو المملوء بالماء �أخف وزناً �إذا غط�سناه في البئر؟‬ ‫‪........................................................................................................................................................‬‬

‫ويع ّبر عن مبد�أ �أرخميد�س ب�صورة ريا�ضية على النحو التالي‪:‬‬ ‫قوة الدفع = وزن ال�سائل المزاح‪.‬‬ ‫وزن الج�سم في الهواء ‪ -‬وزنه في ال�سائل = قوة الدفع=‬ ‫وزن ال�سائل المزاح= كتلته × ت�سارع الجاذبية الأر�ضية‬ ‫و ‪ -‬و ‪ = 1‬الكثافة × الحجم × ت�سارع الجاذبية‬ ‫و‪ -‬و‪= 1‬ث ح جـ‬

‫مفتاح العالقة‬

‫ال�شكل ( ‪) 10 3-‬‬

‫ما هو الفرق بين ال�صورتين؟‬ ‫(قد تفهم ب�أكثر من وجه)‬

‫�س�ؤال للتفكير‬ ‫لماذا ال يغرق ال�شخ�ص ال�سابح في‬ ‫البحر الميت ؟‬

‫و ‪ :‬وزن الج�سم في الهواء‪.‬‬ ‫و ‪ -‬و‪ :1‬قوة دفع ال�سائل‪.‬‬ ‫ث ‪ :‬كثافة ال�سائل‬ ‫ح ‪ :‬حجم الجزء المغمور من الج�سم ال�صلب‪.‬‬ ‫جـ ‪ :‬ت�سارع الجاذبية الأر�ضية= ‪ 9.8‬م‪/‬ث‪.2‬‬ ‫و‪ : 1‬وزن الج�سم في ال�سائل‬

‫‪87‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪3-3‬‬ ‫حج���ر وزنه في الهواء ‪ 300‬نيوتن وعندما غمر في الماء‬ ‫كان وزنه ‪ 250‬نيوتن فما هو حجم هذا الحجر ؟‬ ‫بتطبيق قاعدة �أرخميد�س ‪:‬‬ ‫و ‪ -‬و‪= 1‬ث ح جـ‬ ‫‪ × 9.8 = 250 - 300‬ح × ‪1000‬‬ ‫‪ 9800 = 50‬ح‬ ‫ح = ‪ 0.0051‬م‪3‬‬

‫حقيقة مده�شة‬

‫خل ��ق اهلل عز وجل ال�سمكة م ��زودة بمثانة‬ ‫أرادت �أن تغو�ص‬ ‫�سباحة �أي كي�س هواء ‪ ،‬ف�إذا � ْ‬ ‫في الماء ‪،‬و�أن تبقى تحته ف�إنها ت�ضغط على‬ ‫المثانة‪ ،‬وتتخل�ص من بع�ض الهواء وت ُْد ِخل‬ ‫فيها م ��ا ًء ‪ .‬ومن هنا ا�ستف ��اد الإن�سان من‬ ‫ذلك في �صنع الغوا�صة ‪،‬كيف ؟‬

‫م ْبد�أُ �أ َرخميد�س والأج�سام ّ‬ ‫الطافي ُة‪:‬‬ ‫ متى يطفو الج�سم فوق �سطح ال�سائل ومتى ينغمر؟‬‫ ما القوة التي ت�ؤثر على الج�سم عند غمره في ال�سائل ؟‬‫�أي ج�سم ينغمر تمام ًا في ال�سائل يقع تحت ت�أثير قوتين ر�أ�سيتين مت�ضادتين ‪:‬‬ ‫الأولى‪ :‬قوة جذب الأر�ض للج�سم �إلى �أ�سفل وهي ت�ساوي وزن الج�سم‪.‬‬ ‫الثاني ��ة‪ :‬قوة دفع ال�سائ ��ل للج�سم �إلى �أعلى وت�ساوي وزن ال�سائل الم ��زاح (�أي ال�سائل الذي حل محله الجزء‬ ‫المغمور من الج�سم)‪.‬‬ ‫وعموماً‪ ،‬نجد �أن الج�سم المغمور في المائع يوجد في �إحدى الحاالت الثالث التالية (�أكمل الفراغ) ‪:‬‬ ‫‪ ................................................. )1‬وذلك عندما يكون وزن الج�سم �أكبر من قوة دفع المائع له‪.‬‬ ‫‪ )2‬يبقى الج�سم عالق ًا في المائع ‪ ,‬وذلك عندما يكون ‪. .................................................‬‬ ‫‪ ، ................................................. )3‬وذلك عندما يكون وزن الج�سم �أقل من قوة دفع المائع‪.‬‬

‫‪88‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫تطبيقات على قاعدة �أرخميد�س ‪:‬‬ ‫‪-1‬ال�سفين ��ة ‪ :‬ت�صن ��ع ال�سفينة بحيث تكون مجوفة ذات حجم كبي ��ر وكلما زادت كمية الماء التي يتم ازاحتها‬ ‫نتيجة ل�شكل ج�سم ال�سفينة المفرغ كلما زادت قوة الدفع‪.‬‬ ‫‪�-2‬أط ��واق النج ��اة من الغرق ‪ :‬عب ��ارة عن حلقات من المط ��اط مخلخلة الهواء ‪،‬وقد تكون قطع� ��أً كبير ًة من‬ ‫الفلي ��ن ي�ضعه ��ا الإن�سان حول ج�سمه وبذلك يكون حجم الماء المزاح كبي ��را وبالتالي تزداد قوة دفع الماء‬ ‫على الطوق والإن�سان �إلى �أعلى ويبقى الإن�سان في �أمان من الغرق ب�إذن اهلل‪.‬‬ ‫‪-3‬ت�ستخ ��دم خا�صية الطفو ف ��ي العالج الطبيعي لبع�ض الح ��االت‪ .‬ففي بع�ض الأحي ��ان ال ي�ستطيع المري�ض‬ ‫تحري ��ك �أح ��د �أطرافه في حالة تمزق في الع�ضالت ‪� ،‬أو في المف�ص ��ل وعندما يو�ضع في الماء ي�صير وزنه‬ ‫تقريب ًا منعدم ًا‪ ،‬لأن الكثافة الظاهرية لج�سم الإن�سان �أكبر بقليل من كثافة الماء وبهذا ف�إن القوة الالزمة‬ ‫لتحريك طرف المري�ض ت�صبح �صغير ًه ويتمكن بذلك من مزاولة العالج الطبيعي بي�سر‪.‬‬ ‫‪-4‬الغوا�صة ‪( :‬ا�شرح)‪.‬‬ ‫�أكمل ‪:‬‬ ‫‪.................................................................................... -5‬‬ ‫‪-6‬‬

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

‫‪-7‬‬

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

‫ال�شكل ( ‪ ) 11 3-‬يبين الغوا�صة تطفو وتنغمر في البحر‬

‫�أيهما �أكبر وزن الج�سم في الهواء �أم في الماء �أم في الفراغ ؟‬ ‫لماذا يرتفع البالون المملوء بالهيدروجين �إلى �أعلى في الهواء ؟‬ ‫ف�س���ر ظاه���رة تك���ون ال�سحب بن���اءا على مب���د�أ �أرخميد�س من خ�ل�ال درا�ست���ك ال�سابقة لدورة‬ ‫الماء في الطبيعة‪.‬‬ ‫على �أي ارتفاع تتكون ال�سحب ؟ بماذا تعرف هذه الطبقة من الهواء المحيطة بالأر�ض؟‬

‫‪89‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫الغالف الجوي‪:‬‬

‫يتمي ��ز كوك ��ب الأر� ��ض بوجود غالف من اله ��واء المكون من خليط م ��ن الغازات المحيط ب ��ه ‪ ،‬وينق�سم هذا‬ ‫الغالف �إلى عدة طبقات‪.‬‬

‫ت�أمل في الر�سم التالي ثم اكتب تقريراً عن طبقات الغالف الجوي من حيث �أهميتها خ�صو�صاً‬ ‫طبقة الأوزون وثقب الأوزون‬

‫طبقة‬ ‫الغالف الحراري‬ ‫االرتفاع ( كم)‬

‫الغالف الأيوني‬

‫طبقة الأوزون‬ ‫طبقة الجو العلوي‬ ‫طبقة الجو ال�سفلي‬ ‫�شكل (‪ : )12-3‬مكونات الغالف الجوي‬ ‫ابحث في مصادر المعلومات عن هذه المشكلة وحلها واعرضه على زمالئك‪:‬‬

‫‪ -1‬يتناق�ص غاز الأوزون مما ي�سبب خطورة على �سكان الأر�ض والمخلوقات الحية الأخرى والحياة بكل‬ ‫مظاهرها‪.‬‬ ‫‪ -2‬يتزايد معدل االحتراق العالمي �سنو ًيا‪ ( .‬االحتبا�س الحراري ) ‪.‬‬

‫‪90‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫خوا�ص مميزة لل�سوائـل ‪:‬‬

‫التوتر ال�سطحي‬

‫‪Surface Tension‬‬ ‫من الظواهر الطبيعية التي ن�شاهدها في حياتنا اليومية‪:‬‬

‫ اتخ ��اذ قطرات الندى المتكونة في ال�صباح على �سطح ورق ال�شجر �شك ًال‬‫كروي ًا‪.‬‬ ‫ ا�ستطاعة البعو�ض ال�سير والحركة فوق �سطح الماء دون �أن يغو�ص فيه‪.‬‬‫‪ -‬قطرات الماء التي تنـزل من ال�صنبور المفتوح قلي ًال ت�أخذ �شك ًال كروي ًا‪.‬‬

‫يمك���ن تف�سي���ر ه���ذه الظواهر ف���ي �ض���وء النظري���ة الحركية حيث‬ ‫عرفن���ا �أن هن���اك ق���وى تج���اذب بين جزيئ���ات الم���واد وتنق�سم هذه‬ ‫القوى �إلى ق�سمين‪:‬‬ ‫‪ -1‬قوى التما�سك وتكون بين جزيئات المادة نف�سها‪.‬‬ ‫‪ -2‬قوى التال�صق وتكون بين جزيئات المواد المختلفة‪.‬‬ ‫وتختلف هذه القوى في مقاديرها والأثر الناتج عنها‬ ‫بناءا على ذلك‪.‬‬

‫�شكل (‪�13-3‬أ) يبين‬ ‫التوتر ال�سطحي لقطرة ماء‬

‫�شكل (‪ 13-3‬ب) يبين توتر �سطح الماء‬

‫لو راقبنا كمية من ال�سائل في �إناء كما في ال�شكل (‪ )14-3‬نجد �أن ‪:‬‬ ‫‪-1‬ج ��زيء مثل (�أ) في باط ��ن ال�سائل‪ :‬تكون مح�صلة الق ��وى الم�ؤثرة عليه‬ ‫�صف ��ر ًا‪ .‬وي�صبح في حالة اتزان لأن الجزيئ ��ات المحيطة به تجذبه بقوى‬ ‫مت�ساوية من جميع االتجاهات‪.‬‬ ‫‪-2‬ج ��زيء مثل(جـ)على �سط ��ح ال�سائل ‪ :‬ال تحيط ب ��ه الجزيئات من جميع‬ ‫االتجاه ��ات كم ��ا هي الحال بالن�سب ��ة �إلى الجزيء (�أ)‪ .‬كم ��ا �أن جزيئات‬ ‫ال�سط ��ح المحيطة به ت�ؤثر عليه بق ��وى مت�ساوية مقدار ًا‪ ،‬ومت�ضادة اتجاه ًا‬ ‫فيال�شي بع�ضها البع�ض الآخر‪.‬‬

‫‪91‬‬

‫ب‬

‫�أ‬

‫جـ‬

‫�شكل (‪)5-3‬‬

‫د‬

‫�شكل (‪ )14-3‬يبين اتجاه ال�شد‬ ‫في جزيئات ال�سائل‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫وعل ��ى ه ��ذا ال يت�أثر هذا الجزيء بقوى جذب �إال من قب ��ل الجزيئات الموجودة‬ ‫�أ�سفله وعلى �أبعاد منا�سبة منه‪ .‬وحيث �إن مح�صلة هذه القوى تعمل ر�أ�سي ًا �إلى‬ ‫�أ�سفل ف�إن الجزيء (جـ) يكون منجذب ًا �إلى باطن ال�سائل في االتجاه العمودي‬ ‫على �سطحه‪ .‬وما يحدث للجزيء (جـ) يحدث لكل جزيئات �سطح ال�سائل‪.‬‬ ‫مما تق ��دم يت�ضح لنا �أن ال�سطح الخال�ص لل�سائ ��ل يتكون من جزيئات مترا�صه‬

‫�شكل (‪)15-3‬‬

‫يتوتر �سطح ال�سائل ال�ساكن‬

‫ف ��ي حال ��ة تزاحم �شديد يق ��ع كل منها تحت ت�أثير ق ��وى عمودية على �سطح ال�سائل تح ��اول جذبها �إلى باطن‬ ‫ال�سائ ��ل ‪،‬فتعمل بذلك على �إنقا�ص عدد الجزيئات الموجودة عند ال�سطح فيتخذ ال�سطح �أقل م�ساحة ممكنة‬ ‫ويبدو كغ�شاء مرن كما في ال�شكل (‪ )15 3-‬وتعرف هذه الظاهرة بظاهرة التوتر ال�سطحي‪.‬‬

‫ظاهرة التوتر ال�سطحي‪:‬‬ ‫هي ظاهرة تن�ش�أ عن قوى التما�سك الم�ؤثرة على جزيئات �سطح ال�سائل مما يجعل �سطح ال�سائل يعمل كغ�شاء‬ ‫رقيق مرن م�شدود ‪ ,‬ويقاوم اختراق الأج�سام له ببذل قوة ت�سمى قوة التوتر ال�سطحي‪.‬‬ ‫حدد اتجاه القوى الم�ؤثرة على كل من الجزيئين (ب ‪ ,‬د)‪ ،‬في ال�شكل ( ‪.) 14-3‬‬

‫ن�شاط ‪6-3‬‬ ‫‪� -1‬ضع �إبرة من ال�صلب فوق ورق ن�شاف(منديل) على �سطح الماء ال�ساكن برفق‪.‬‬

‫ ماذا تالحظ؟‬‫‪.............................................................................................‬‬

‫ ماذا ت�ستنتج ؟‬‫‪.............................................................................................‬‬

‫‪ – 2‬كرر نف�س التجربة با�ستعمال مو�س حالقة‪.‬‬ ‫�شكل (‪)16-3‬‬

‫‪92‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫ن�شاط ‪7-3‬‬ ‫‪ -1‬ثبت حلقة من الخيط في حلقة معدنية �أكبر منها ثم اغمرها في محلول‬ ‫�صابون مركز‪.‬‬ ‫‪ -2‬ارف ��ع الحلقة بب ��طء ت�شاهد تكون غ�ش ��اء من محل ��ول ال�صابون كما في‬ ‫ال�شكل (�أ)‪.‬‬

‫‪ -‬ماذا تالحظ؟‬

‫�أ‬

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

‫‪-3‬اثقب الغ�شاء عند نقطة داخل حلقة الخيط‪.‬‬

‫ ماذا تالحظ؟‬‫التف�سي���ر‪ :‬ي�ؤثر غ�شاء ال�صابون الموجود خارج الحلقة بقوى توتر �سطحي‬ ‫‪............................................................................................‬‬

‫وه ��ي قوى ت�ش ��د الخيط نحو غ�شاء ال�صابون على امت ��داد �أن�صاف �أقطار‬ ‫حلقة الخيط‪.‬‬

‫‪ -‬ماذا ت�ستنتج ؟‬

‫ب‬

‫�شكل (‪ )17-3‬حلقة‬ ‫الخيط وال�صابون قبل‬ ‫وبعد ثقب الغ�شاء‬

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

‫تطبيقات على التوتر ال�سطحي‪:‬‬ ‫‪ - 1‬قدرة ال�صابون على التنظيف لأن ذوبان ال�صابون في الماء يقلل من توتره ال�سطحي‪.‬‬ ‫‪-2‬قتل يرقات البعو�ض وذلك بر�ش الكيرو�سين والزيت فوق الماء مما يقلل توتره ال�سطحي فال ي�ستطيع حمل‬ ‫اليرقات فتغو�ص في الماء وتهلك ب�سبب عدم ح�صولها على الأك�سجين‪.‬‬ ‫‪ -3‬ت�سوية فوهات الأنابيب الزجاجية المك�سورة‪.‬‬ ‫‪................................................................................................................. - 4‬‬ ‫‪................................................................................................................. - 5‬‬ ‫ابحث في مكتبتك‬ ‫كي ��ف ت�ستفيد م ��ن ظاهرة التوت ��ر ال�سطح ��ي لل�سوائل في ت�سوي ��ة فوهات‬ ‫الأنابيب الزجاجية المك�سورة‪.‬‬

‫‪93‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ظواهر نا�شئة عن التوتر ال�سطحي‬ ‫�أو ًال ‪ :‬تكور قطرة ال�سائل‪:‬‬

‫الحظ ��ت ف ��ي الن�شاط (‪� )7-3‬أن غ�شاء ال�صابون بعد ثقبه يتقل�ص ب�سب ��ب توتره ال�سطحي ‪ ،‬فت�صغر م�ساحة‬ ‫�سطحه ‪ .‬ولي�س �صعب ًا عليك �أن تَرى �أن التقل�ص يتم‪ ،‬بحيث ت�صبح م�سـاحة �سطحه �أقل ما يمكن‪.‬‬ ‫لعلك تت�ساءل الآن ‪:‬‬ ‫هل ي�ؤدي التوتر ال�سطحي لل�سائل �إلى تقل�ص �سطحه ؟‬ ‫َ‬ ‫وكيف يبدو �سطح ال�سائل من حيث �شكله ب�سبب التوتر ال�سطحي ؟‬ ‫ولنعينك على الإجابة عن هذا ال�س�ؤال ‪ .‬قم بالن�شاط التالي‪:‬‬

‫ن�شاط ‪8-3‬‬ ‫‪ -1‬خ ��ذ ّ‬ ‫قطارات مت�شابهة ‪ ,‬و�أح�ضر كميات من �سوائل مختلفة‪ :‬زئبق ‪ ,‬ماء ‪,‬‬ ‫محلول �صابون ‪ ,‬محلول �سكر ‪ ,‬كحول ‪ ,‬جلي�سرين‪.‬‬ ‫‪� -2‬أح�ض ��ر ع ��دد م ��ن اللوح ��ات الزجاجية النظيف ��ة ال�صغي ��رة ‪ ,‬ثم ا�سحب‬ ‫بالقط ��ارات كمي ��ات قليلة من ال�سوائل التي �أح�ضرته ��ا ثم �ضع على كل من‬ ‫اللوحات الزجاجية قطرة من كل �سائل‪.‬‬ ‫ �صف �شكل كل قطرة ‪ ،‬هل تت�شابه القطرات في �أ�شكالها ؟‬‫ ما �شكل كل قطرة ؟‬‫ هل يختلف �شكل كل قطرة عن �شكلها ال�سابق عندما و�ضعت‬‫على لوحة زجاجية نظيفة ؟‬ ‫ هل ي�ؤثر ال�سطح الذي تو�ضع عليه القطرة في �شكلها ؟‬‫ ار�سم �أ�شكال القطرات الناتجة لل�سوائل المختلفة‪.‬‬‫‪..........................................................................................................................‬‬

‫‪ -‬ف�سر هذه الظاهرة بناءا على مفهوم التوتر ال�سطحي لديك‪.‬‬

‫�شكل قطرات الماء‬

‫�شكل قطرات الزئبق‬

‫�شكل (‪)18-3‬‬

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

‫‪94‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫�إن التوت ��ر ال�سطح ��ي لل�سائل هو الذي يت�سبب في جعل قطرة ال�سائل تميل �إلى الت ّكور‪.‬فالتوتر ال�سطحي يعمل‬ ‫على �شد �سطح قطرة ال�سائل وتقلي�صه حتى ي�أخذ �سطح القطرة �أقل م�ساحة ممكنة‪.‬‬ ‫ومن الطبيعي �أن تت�ساءل ؟ لماذا �إذن ال يكون �شكل قطرات ال�سـوائل الأخرى (غير الزئبق) كرات تامة ؟‬ ‫البد �أن يكون هناك ما يمنع القطرة من �أن ت�أخذ �شكل الكرة تمام ًا‪ ،‬وال بد �أن هناك قوى تمنع ذلك‪� .‬أي قوى‬ ‫تعاك�س في ت�أثيرها التوتر ال�سطحي ؟ فما من�ش�أ هذه القوى ؟‬

‫ثانياً ‪ :‬ظاهرة تبليل ال�سائل لل�سطوح التي يالم�سها ‪:‬‬ ‫�صب عليها �أو تالم�سها فالماء مث ًال يبلل‬ ‫لعلك تذكر من خبرتك �أن ال�سوائل تختلف في تبليلها لل�سطوح التي ُت ّ‬ ‫ي ��دك عندم ��ا تلم�سه ‪ ،‬كذلك الكحول ‪ ،‬وغير الماء والكحول الكثير م ��ن ال�سوائل ‪�.‬أ ّما الزئبق فال يعلق بيدك‬ ‫وال يبللها‪.‬‬

‫(‪)4-3‬‬ ‫�ضع قطرة من الماء على �سطح ورقة وقطرة من الزئبق على �سطح الورقة نف�سها‪.‬‬

‫‪ -‬ما الأثر الذي يتركه كل من الزئبق والماء على الورقة ؟‬

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

‫ ف�سر م�شاهداتك م�ستند ًا �إلى معلوماتك عن قوى التما�سك والتال�صق بين جزيئات المادة؟‬‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬

‫ بر�أيك ما هي فائدة معرفة خ�صائ�ص ال�سوائل الفيزيائية في حياتنا؟ �أعط �أمثلة‪.‬‬‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..................................................................................................................................................................‬‬

‫‪95‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ثالثا‪ :‬ظاهرة عدم ا�ستواء �سطح ال�سائل‪:‬‬

‫ن�شاط ‪9-3‬‬ ‫خ ��ذ ث�ل�اث مجموعات من الأوعي ��ة كما هو مبي ��ن بال�شكل ‪ ,‬ث ��م �ضع في كل‬ ‫مجموعة �أوعية كمية من �سائل على النحو التالي‪:‬‬ ‫�ض ��ع زئبق ف ��ي المجموعة الأول ��ى ‪ ,‬ما ًء ف ��ي المجموعة الثاني ��ة ‪ ,‬كحوال في‬ ‫المجموعة الثالثة‪.‬‬ ‫ ما هو ال�شكل الذي ي�أخذه �سطح ال�سائل المو�ضوع في الوعاء؟‬‫الزئبق ‪ ................... :‬الماء ‪ ................... :‬الكحول ‪................... :‬‬ ‫ ماذا تالحظ ؟ ف�سر ذلك ؟‬‫‪............................................................................................................................‬‬

‫زئبق‬ ‫ماء‬

‫كحول‬ ‫ار�سم ما �شاهدت ؟‬

‫�شكل (‪)19-3‬‬

‫ هل يمكن الح�صول على �سائل �سطحه م�ستوي ؟ فكر وحاول ذلك ‪.‬‬‫ من خالل الأن�شطة ال�سابقة ‪� ,‬أكمل التالي‪:‬‬‫�إذا كانت قوة التما�سك ‪ .........................................‬من قوة التال�صق ف�إن �سطح ال�سائل يبدو‬ ‫‪ .........................................‬وهذا ال�سائل ‪ .........................................‬ال�سطح المالم�س له ‪ ,‬وتبدو‬ ‫قطرة ال�سائل ‪. .........................................‬‬

‫رابعا‪ :‬الظاهرة ال�شعرية‪:‬‬ ‫نعل ��م �أن ال�سوائ ��ل عندما ت�سي ��ل تتجه �إلى �أ�سفل ال �إلى �أعل ��ى ‪� .‬إذ ًا فما الذي يجعل الحب ��ر ي�سري في الورقة‬ ‫�إل ��ى �أعلى؟ الواقع �إن ال�ش ��يء ذاته يحدث لو كان ال�سائل الم�سكوب ما ًء ‪ .‬ولكن من الأ�سهل م�شاهدة ال�سوائل‬ ‫الملون ��ة كالحب ��ر الأحمر �أو الأزرق ‪ .‬وبد ًال من ا�ستخدام ورق الن�شاف يمكنك �أن ت�ستخدم مندي ًال ف�إذا قربت‬ ‫طرفه من القطرة حدث ال�شيء ذاته‪.‬‬ ‫الثقوب ال�صغيرة �أعلى �أو دون م�ستواها بالخا�صية ال�شعرية �أو الفعل ال�شعري‪.‬‬ ‫ال�سوائل في‬ ‫َو ُت ْع َر َُف حرك ُة‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬

‫‪96‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫ن�شاط ‪10-3‬‬ ‫‪ -1‬خ ��ذ حو�ض ًا وام�ل��أه بالماء الملون ‪،‬واح�ض ��ر مجموعة م ��ن الأنابيب مفتوحة‬ ‫الطرفين ذات �أطوال واحدة ومختلفة في �أقطارها (‪5‬ملم ‪ 2 ،‬ملم ‪ 1 ،‬ملم)‪.‬‬ ‫‪� -2‬ض ��ع مجموعة الأنابيب ف ��ي ال�سائل مغمورة �إلى العمق نف�سه كما هو مبين في‬ ‫ال�شكل‪.‬‬ ‫ الح���ظ الآن م�ست���وى �سط���ح ال�سـائل ف���ي الأنابيب هل يت�ساوى �سط���ح ال�سائل في‬‫الأنابيب ؟‬ ‫‪ -‬هل يت�ساوى �سطح الماء في الأنابيب مع �سطحه في الحو�ض ؟ ماذا ت�ستنتج ؟‬

‫ماء‬ ‫حو�ض��به‬ ‫�‬ ‫��‬ ‫��‬ ‫��‬ ‫��‬

‫حو�ض به زئبق‬

‫�‬ ‫�‬ ‫��‬ ‫�‬ ‫��‬ ‫��‬ ‫�‬ ‫�� �‬

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

‫‪ -............‬هل يت�ساوى �سطح الزئبق في الأنابيب مع �سطحه في الحو�ض ؟ ماذا ت�ستنتج‪.‬‬ ‫‪.....................................................................................................................................................‬‬

‫‪ -............‬هل يت�ساوى �سطح الزئبق في الأنابيب مع �سطحه في الحو�ض ؟ ماذا ت�ستنتج‪.‬‬ ‫‪ -‬لماذا ي�صعب ر�ؤية االنخفا�ض في م�ستوى الزئبق ؟‬

‫‪ -3‬ت�أمل الآن انخفا�ض �سطح الزئبق في كل �أنبوب عن �سطحه في الحو�ض‪.‬‬ ‫ هل هناك عالقة بين مقدار االنخفا�ض في �سـطح الزئبق في الأنبوب (�أي قطره)؟‬‫ ت�أمل كذلك ارتفاع �سطح الماء في كل �أنبوب عن �سطحه في الحو�ض ‪ ,‬ماذا تالحظ؟‬‫‪.................................................................................................................................................................‬‬

‫ما عالقة ارتفاع �أو انخفا�ض ال�سائل فوق �أو دون م�ستواه بنق�صان قطر الأنبوب؟‬ ‫ج ّرب بنف�سك‪.‬‬

‫‪97‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫الظاهرة ال�شعرية‪:‬‬ ‫ابحث في مكتبتك‬

‫ارتفاع �أو انخفا�ض �سطح ال�سائل في الأنابيب‬ ‫الدقيقة (ال�شعرية) فوق �أو دون م�ستواه‪.‬‬ ‫وفي الظاهرة ال�شعرية يزداد ارتفاع �أو انخفا�ض ال�ســائل في‬ ‫الأنابي ��ب الدقيقة (ال�شعرية) فوق �أو دون م�ستواه بنق�صان‬ ‫�سمك (قطر )الأنبوب ال�شعري كما �سبق لك �أن الحظت في‬ ‫الن�شاط ال�سابق‪.‬‬

‫تطبيقات عملية على الخا�صية ال�شعرية‪:‬‬ ‫‪-1‬ارتفاع الع�صارة النباتية من جذور النباتات �إلى �سيقانها‬ ‫جذوعها‪.‬‬ ‫‪َ -2‬يتَغ ّي� � ُر ارتفاع من�سوب المياه ف ��ي التربة تبع ًا لنوع و�سعة‬ ‫م�سامها‪.‬‬ ‫‪�- 3‬صعود الكحول وكذلك الكيرو�سين في فتيلة الم�صباح‪.‬‬ ‫‪. ..................................................................................... -4‬‬ ‫‪. ..................................................................................... -5‬‬ ‫‪. ..................................................................................... -6‬‬

‫لنفتر�ض �أنك من ه ��واة تربية النباتات‬ ‫المنزلي ��ة ويج ��ب عليك مغ ��ادرة البيت‬ ‫لم ��دة �أيام ‪ .‬فكي ��ف ت�ضم ��ن للنبات �أن‬ ‫يرتوي بالماء ؟ ا�شرح ذلك ‪.‬‬

‫َم ��نْ �أول م ��ن ق� � َّدم �أبحاث� � ًا علمي ��ة ف ��ي‬ ‫الظاهرة ال�شعرية من العلماء الم�سلمين‬ ‫العرب؟‬

‫حقيقة مده�شة‬ ‫يقومالمزارعونبحرثالتربةللحفاظعلى‬ ‫الماءفيها‪.‬‬ ‫فعملية الحرث ت� ��ؤدي �إلى �إيجاد م�ساحات‬ ‫كبيرة من الهواء مما يعوق فعل الخا�صية‬ ‫ال�شعري ��ة ‪ ,‬ويمن ��ع ت�سلل الم ��اء �إلى �سطح‬ ‫التربة حيث يتبخر !!‬

‫خيط �صوفي‬ ‫بادرات حب الر�شاد‬

‫ورقة ن�شاف‬

‫‪98‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫‪ -1‬التعرف على الخوا�ص الميكانيكية على النحو التالي‪:‬‬

‫جـ‪ -‬مواد قابلة للق�صف‪.‬‬

‫ب‪ -‬مواد غير مرنة‪.‬‬ ‫�أ‪ -‬مواد مرنة‪.‬‬ ‫هـ‪ -‬مواد قابلة لل�سحب والطرق‪.‬‬ ‫د‪ -‬مواد قابلة للي‪.‬‬ ‫مالحظ���ة‪ :‬لم يتحقق �إل ��ى الآن وجود الج�سم تام المرونة فال�سلك المعدن ��ي �إذا �أثرت عليه قوة كبيرة‬ ‫ف�إنه بعد زوالها ال ي�ستعيد �شكله وحجمه الأ�صليين تمام ًا ‪ .‬كذلك لم يتحقق وجود الج�سم عديم المرونة‬ ‫فحتى ال�صل�صال ي�ستعيد جزء ًا من �شكله بعد زوال القوة الم�ؤثرة‪.‬‬

‫‪ -2‬ح���د المرون���ة ‪ :‬هو الحد الأعلى من القوة التي يمك���ن الت�أثير بها على المادة دون �أن تفقد‬ ‫المادة مرونتها‪.‬‬ ‫‪ -3‬يرب���ط قان���ون هوك بين القوة واال�ستطالة وين�ص على �أنه‪� :‬ضمن حد المرونة لمادة تحت‬ ‫ال�شد ف�إن اال�ستطالة الحا�صلة تتنا�سب طردياً مع القوة الم�ؤثرة ويكتب على ال�صورة‪:‬‬ ‫ق = �أ ∆ل‬ ‫‪ -4‬ال�ضغط هو القوة الم�ؤثرة على وحدة‬ ‫ق‬ ‫�ض=‬ ‫الم�ساحات ويكتب على ال�صورة ‪:‬‬ ‫�س‬ ‫‪ -5‬لل�سائ���ل �ضغ���ط وتعط���ى قيم���ة �ضغ���ط ال�سوائ���ل عن���د نقط���ه عمقها ف م���ن �سط���ح ال�سائل‬ ‫بالعالقة‪� :‬ض= جـ × ف × ث‬ ‫‪ -6‬قاعدة �أرخميد�س للأج�سام المغمورة والطافية‪.‬‬ ‫‪ -7‬طبقات الغالف الجوي وخ�صائ�ص كل منها و�أهميتها‪.‬‬

‫تعتب ��ر خا�صية التوت ��ر ال�سطحي من خوا�ص ال�سائل وه ��ذه الظاهرة تن�ش�أ عن ق ��وى التما�سك الم�ؤثرة على‬ ‫جزيئات ال�سائل مما يجعل �سطح ال�سائل يعمل ك�أنه غ�شاء رقيق مرن م�شدود ويقاوم اختراق الأج�سام له‪.‬‬

‫‪ -8‬هناك عدة ظواهر نا�شئة عن التوتر ال�سطحي وهي‪:‬‬

‫ب‪ -‬تبليل ال�سائل لل�سطح �أو عدم تبليله‪.‬‬ ‫�أ‪ -‬ميل قطرة ال�سائل للتكور‪.‬‬ ‫د‪ -‬الظاهرة ال�شعرية‪.‬‬ ‫ ‬ ‫جـ‪ -‬عدم ا�ستواء �سطح ال�سائل‪.‬‬ ‫ويمكن تف�سير جميع هذه الظواهر في �ضوء قوة التما�سك والتال�صق‪.‬‬

‫‪99‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪1‬‬

‫�ضع دائرة حول رقم الإجابة ال�صحيحة �أو الف�ضلى في الأ�سئلة التالية‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬المرونة هي‪:‬‬

‫‪ -1‬تغير المادة في ال�شكل والحجم‪.‬‬ ‫‪ -2‬حركة المادة الدورانية‪.‬‬ ‫‪ -3‬ميل المادة للعودة �إلى حالتها الطبيعية‪.‬‬ ‫‪ -4‬تمدد المادة �أو تقل�صها‪.‬‬

‫ب ‪ -‬حد المرونة هو‪:‬‬

‫‪� -1‬أكبر تغيير يطر�أ على المادة في �شكلها �أو حجمها‪.‬‬ ‫‪� -2‬أكبر قوة تلزم لتتمزق المادة وتنك�سر‪.‬‬ ‫‪� -3‬أكبر مدى تظهر فيه مرونة المادة‪.‬‬ ‫‪� -4‬أكبر قوة يمكن الت�أثير بها على المادة دون �أن تفقد مرونتها‪.‬‬

‫جـ ‪ -‬قانون هوك يبين العالقة بين‪:‬‬ ‫‪ -1‬القوة والحجم‪.‬‬ ‫‪ -2‬الثقل والكثافة‪.‬‬ ‫‪ -3‬القوة والت�شوه‪.‬‬ ‫‪ -4‬القوة والحركة‪.‬‬

‫د ‪ -‬عندما تنتقل �سفينة من البحر �إلى النهر يحدث �أن‪:‬‬ ‫‪ -1‬يقل حجم ما ينغمر من ال�سفينة‪.‬‬ ‫‪ -2‬تزداد كثافة الماء وتغو�ص ال�سفينة قليال‪.‬‬ ‫‪ -3‬يزداد حجم ما ينغمر من ال�سفينة في الماء‪.‬‬ ‫‪ -4‬تقل كثافة الماء وترتفع ال�سفينة لأعلى قليال‪.‬‬

‫هـ ‪ -‬يخ�سر الج�سم المغمور في �سائل ظاهريا من ثقله بمقدار‪:‬‬ ‫‪ -1‬ثقل ال�سائل الذي حل محله‪.‬‬ ‫‪ -2‬ثقله تماما‪.‬‬ ‫‪ -3‬حجم ال�سائل الذي حل محله‪.‬‬ ‫‪ -4‬حجمه تماما‪.‬‬

‫)‪Physics (1‬‬

‫‪100‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫و‪َ -‬م ْ�ش ُي النملة على �سطح الماء مثال على‪:‬‬ ‫‪-1‬التوتر ال�سطحي‪.‬‬ ‫‪ -2‬الخا�صية ال�شعرية‪.‬‬ ‫‪-3‬مبد�أ �أرخميد�س‪.‬‬ ‫‪-4‬الخا�صية اال�سموزية‪.‬‬

‫ز‪ -‬تظهر خا�صية التوتر ال�سطحي في‪:‬‬

‫‪-1‬ارتفاع ال�سائل في الأنابيب المفرغة‪.‬‬ ‫‪-2‬جريان ال�سائل في الأنابيب المت�صلة‪.‬‬ ‫‪-3‬ا�ستواء �سطح ال�سائل في الأنابيب‪.‬‬ ‫‪-4‬ميل �سطح ال�سائل للتكور‪.‬‬

‫ح ‪ -‬الخا�صية ال�شعرية هي‪:‬‬

‫‪-1‬ميل �سطح ال�سائل �إلى التكور‪.‬‬ ‫‪-2‬الت�صاق ال�سائل بال�سطوح‪.‬‬ ‫‪-3‬ارتفاع ال�سائل �أو انخفا�ضه عن م�ستواه في الأنابيب الدقيقة‪.‬‬

‫ط ‪ -‬تبليل ال�سائل ل�سطح ما يدل على‪:‬‬ ‫‪ -1‬التوتر ال�سطحي لل�سائل‪.‬‬ ‫‪ - 2‬الخا�صية ال�شعرية لل�سائل‪.‬‬ ‫‪ - 3‬قوى التال�صق بين الدقائق‪.‬‬ ‫‪ -4‬قوى التما�سك بين الدقائق‪.‬‬

‫ك ‪� -‬صعو ُد الما ِء عب َر ال�ساق في النباتات ٌ‬ ‫مثال على‪:‬‬ ‫‪-1‬الخا�صية ال�شعرية‪.‬‬ ‫‪-2‬التوتر ال�سطحي‪.‬‬ ‫‪ -3‬مرونة الماء‪.‬‬ ‫‪-4‬انتقال دقائق ال�سائل‪.‬‬

‫‪101‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ل‪-‬الفقرات التالية يمكن تف�سيرها بالتوتر ال�سطحي لل�سائل ماعدا‪:‬‬ ‫‪-1‬تكوين فقاعات ال�صابون‪.‬‬ ‫‪-2‬طفو الفلين فوق �سطح الماء‪.‬‬ ‫‪ -3‬تكوين قطرات ال�سائل‪.‬‬ ‫‪-4‬طفو �إبرة حديدية على �سطح الماء‪.‬‬

‫م ‪� -‬صعود الكحول والزيت في فتيلة الم�صباح تطبيق على‪:‬‬ ‫‪ -1‬قاعدة �أرخميد�س‪.‬‬ ‫‪ -2‬الظاهرة ال�شعرية‪.‬‬ ‫‪ -3‬ال�ضغط‪.‬‬ ‫‪ -4‬المرونة‪.‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬

‫ما الخط�أ العلمي في الأ�شكال التالية ؟‬ ‫خ�ش ��ب‬

‫زج ��اج‬

‫ف�سر ما ي�أتي تف�سيرا علمياً‪:‬‬

‫بال�ستي ��ك‬

‫زئب ��ق‬

‫�أ‪ -‬ت�صنع ر�ؤو�س الف�ؤو�س لتكون ذات �أطراف حادة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ي�شعر ال�صياد ب�سهولة حمل ال�سمكة الكبيرة داخل الماء و�صعوبة حملها عند �إخراجها‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬الرقاد على الثلج الرقيق �أكثر �أمانا من الوقوف عليه‪.‬‬ ‫د‪ -‬طفو ال�سفينة على �سطح الماء رغم �أنها م�صنوعة من الحديد الذي هو �أكثف من الماء‪.‬‬ ‫هـ‪ -‬محلول ال�صابون له قدرة كبيرة على تنظيف المالب�س عند �إ�ضافته للماء‪.‬‬ ‫و‪ -‬لإبادة يرقات البعو�ض ير�ش زيت البترول فوق �سطح المياه الراكدة‪.‬‬ ‫ز‪ -‬تحرث الأر�ض للتقليل من تبخر الماء‪.‬‬ ‫ح‪ -‬عندما ين�سكب ماء �أو زيت على �سطح ما ف�إن م�سح الماء �أ�سهل من م�سح الزيت‪.‬‬ ‫ط ‪ -‬تتدحرج قطرات الماء على المالب�س الواقية من المطر وال تبللها‪.‬‬

‫‪102‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Body MotionProperties of Matter‬‬ ‫‪Mechanical‬‬

‫ك‪ -‬تجفف المنا�شف ( الفوط ) الماء على ج�سم الإن�سان‪.‬‬ ‫ل‪ -‬ترتفع الع�صارة النباتية في جذور النباتات و�سيقانها‪.‬‬ ‫م‪ -‬ال�سباحة في البحر �أ�سهل من ال�سباحة في النهر‪.‬‬ ‫ن‪ -‬تبنى �أ�سا�سيات �أعمدة البناء الم�سلح بحيث تكون �سميكة من الأ�سفل‪.‬‬ ‫ي‪ -‬ال تغو�ص العربات والدبابات المجنزرة في التربة الرخوة على الرغم من وزنها الثقيل‪.‬‬

‫‪4‬‬

‫ما الم�صطلح العلمي للمفاهيم التالية ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬القوة الم�ؤثرة عموديا على وحدة الم�ساحات ‪. .............................................................................‬‬ ‫ب‪ -‬المواد التي تعود لحالتها الأ�صلية وال تحتفظ بالت�شوه ‪. .............................................................‬‬ ‫جـ‪ -‬المنطقة التي تقل فيها تراكيز غاز الأوزون ‪. .............................................................................‬‬ ‫د‪� -‬ضمن حد المرونة ف�إن القوة تتنا�سب طرديا مع اال�ستطالة ‪. .....................................................‬‬ ‫هـ‪ -‬كل مادة لها خا�صية الجريان واالنت�شار ‪. ....................................................................................‬‬

‫‪5‬‬

‫�أع���ط ثالثة �أمثلة ع���ن تطبيقات ت�ستخدم فيها مرونة الم���واد لدفع الأ�شياء‬ ‫�أوالمت�صا�ص ال�صدمات‪.‬‬

‫‪6‬‬

‫�صندوق خ�شبي وزنه ‪ 30‬نيوتن و�أبعاده ‪�100‬سم ‪�50 ,‬سم ‪�25 ,‬سم مو�ضوع على‬ ‫�سطح طاولة ‪ ,‬اح�سب ‪:‬‬

‫�أ‪� -‬أكبر �ضغط من ال�صندوق على �سطح الطاولة‪.‬‬ ‫ب‪� -‬أقل �ضغط من ال�صندوق على �سطح الطاولة‪.‬‬ ‫ج‪ -‬كثافة الخ�شب الم�صنوع من ال�صندوق‪.‬‬

‫‪7‬‬

‫كجم ‪/‬م‪3‬‬

‫ج�سم �صلب كتلته ‪ 20‬كجم وحجمه ‪0.005‬م‪� 3‬ألقي في �سائل كثافته ‪300‬‬ ‫بي���ن ه���ل يطف���و هذا الج�سم �أم ينغم���ر في ال�سائ���ل ؟ و�إن كان يطفو فما هو حجم‬ ‫الجزء المغمور منه؟ و�إن كان ينغمر فما وزنه داخل ال�سائل؟‬

‫‪8‬‬

‫قطع���ة م���ن الحدي���د وزنها في الهواء ‪ 156‬نيوتن ‪ ,‬ووزنه���ا وهي مغمورة في الماء‬ ‫‪ 136‬نيوتن ‪� ,‬أوجد كثافة الحديد‪ .‬ت�أكد من �إجابتك من الجداول العلمية‪.‬‬ ‫‪103‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪9‬‬

‫قطع���ة م���ن الفلين حجمها ‪�100‬سم‪ 3‬تطفو على �سط���ح الماء ‪ ,‬ف�إذا كانت كثافة‬ ‫الفلين ‪ 0.25‬جم‪�/‬سم‪ 3‬اح�سب‪:‬‬

‫‪10‬‬

‫زنب���رك طول���ه ‪�17‬سم ‪� ,‬أثر عليه بق���وة مقدارها ‪ 0.008‬نيوتن ف�أ�صبح طوله ‪20‬‬ ‫�سم‪,‬ث���م �أزيل���ت القوة فع���اد �إلى و�ضع���ه الأ�صلي تما ًم���ا ‪ ,‬اح�سب ثاب���ت ال�صالبة‬ ‫للزنبرك‪.‬‬

‫‪11‬‬

‫في تجربة لتحقيق قانون هوك عملياً‪ ،‬تم تمثيل النتائج كما في الر�سم التالي‪:‬‬

‫�أ‪ -‬حجم جزء الفلين المغمور في الماء‪.‬‬ ‫ب‪ -‬القوة المطلوبة لغمر قطعة الفلين بالكامل‪.‬‬ ‫جـ‪� -‬إذا علمت �أن كثافة الثلج ‪0.9‬جم‪�/‬سم‪ 3‬فما مقدار الحجم المغمور من قطعة الثلج في الماء؟‬

‫‪12‬‬

‫ج‬

‫اال�ستطالة (�سم)‬

‫م�سبح عمقه ثالث �أمتار مملوء بالماء ‪ ،‬اح�سب ‪:‬‬

‫‪104‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪1 2 3 4 5 6 78 9‬‬

‫�أ ‪ -‬ال�ضغط على نقطة في قاع الم�سبح‪ .‬كثافة الماء = ‪1000‬كجم ‪ /‬م‪. 3‬‬

‫ب ‪ -‬متو�سط ال�ضغط على جدار الم�سبح‪.‬‬

‫ب‬

‫�أ‬

‫‪8‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪2‬‬

‫القوة الم�ؤثرة (ن)‬

‫�أ‪ -‬من خالل الر�سم جد حد المرونة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ما مقدار �أكبر ا�ستطالة ي�ستطيلها الزنبرك‬ ‫دون �أن يفقد مرونته؟‬ ‫جـ‪� -‬إذا �أثرنا بقوة مقدارها ‪ 16‬نيوتن‪.‬‬ ‫ماذا يحدث للزنبرك؟‬ ‫د‪ -‬كم مقدار القوة الم�ؤثرة عندما تكون اال�ستطالة‬ ‫‪�2‬سم (من الر�سم)؟‬ ‫هـ‪ -‬ماذا ن�سمي النقاط �أ ‪ ،‬ب ‪ ،‬جـ ؟‬

‫الوحدة الثالثة‬ ‫و‬ ‫‪Light & Sound‬‬

‫‪sound‬‬ ‫يتوقع �أن تكون في نهاية الف�صل قادرا‬ ‫على �أن ‪:‬‬ ‫‪ -1‬ت�شرح كيفية حدوث ال�صوت‪.‬‬ ‫‪ -2‬تجري تجربة تو�ضح انتقال ال�صوت في المواد‪.‬‬ ‫‪ -3‬تو�ضح �أثر درجة الحرارة على �سرعة ال�صوت‪.‬‬ ‫‪ -4‬تح�سب �سرعة ال�صوت وتوجدها عملي ًا‪.‬‬ ‫‪ -5‬تجري تجربة تو�ضح انعكا�س الموجات ال�صوتية‪.‬‬ ‫‪ُ -6‬تع ّرف ال�صدى‪.‬‬ ‫ف�سر ظاهرة دوبلر‪.‬‬ ‫‪ُ -7‬ت ّ‬ ‫‪ُ -8‬تع ّرف الموجات فوق ال�سمعية‪.‬‬ ‫‪ -9‬تذكر بع�ض التطبيقات للموجات فوق ال�سمعية‪.‬‬

‫المقـ ــدمة‪:‬‬

‫ال�صـوت‬

‫‪sound‬‬

‫�سنتن ��اول في هذا الف�ص ��ل ظاهرة طبيعية هامة ترتب ��ط بمفهوم ميكاني ��كا الحركة وهي ظاهرة‬ ‫ال�ص ��وت حي ��ث �ستتعرف على نمط الحرك ��ة الم�صاحبة ل�صدور ال�صوت ‪،‬وكيفي ��ة انتقال ال�صوت في‬ ‫الأو�ساط المادية المختلفة‪ ،‬و�أثر درجة الحرارة على �سرعة ال�صوت‪.‬‬ ‫كم ��ا �سنتعرف على بع� ��ض الظواهر المرتبطة بال�صوت مثل ظاهرة ال�ص ��دى‪ ،‬وكيفية تجميع ال�صوت‬ ‫ونقله من مكان لآخر بوا�سطة التطبيقات العلمية للموجات ال�صوتية‪.‬‬

‫تمهـ ــيد‪:‬‬

‫اهتم العلماء في الع�صر الحديث بعلم ال�صوت اهتمام ًا يتنا�سب مع تقدم العلوم وال�صناعات والدرا�سات‬ ‫العلمية لما له من �صلة وثيقة بكثير من المجاالت وتطورها و�أهمها‪ :‬االت�صاالت ال�سلكية والال�سلكية بدء ًا من‬ ‫�إر�سال البرقيات‪ ،‬و�إن�شاء الإذاعات الم�سموعة والمرئية مرور ًا بالهواتف الثابتة ثم المتنقلة ‪ ،‬و�أخير ًا �شبكة‬ ‫االت�صاالت عبر الإنترنت (ال�شبكة العنكبوتية)‪.‬‬ ‫كما �ساهم تطور علم ال�صوتيات في المجاالت الطبية ‪ :‬كال�سماعات الطبية ‪ ،‬والت�صوير بالموجات ال�صوتية‪،‬‬ ‫وف ��ي مج ��ال البحث والتنقيب ع ��ن النفط والمعادن في الأر� ��ض وفي �أعماق البح ��ار ‪ ،‬والك�شف عن الزالزل‪،‬‬ ‫وال�سفن الغارقة وغيرها ‪ .‬وكذلك في مجاالت هند�سة البناء ‪ ،‬كبناء قاعات المحا�ضرات و�صاالت الم�سارح‬ ‫ودور العر�ض ال�سينمائي ‪ ،‬وبناء الم�ساجد‪.‬‬

‫حدوث ال�صوت‪:‬‬ ‫تعرفن ��ا �ساب ًقا على �أن الحركة �إم ��ا �أن تكون انتقالية �أو دورية‬ ‫وهذا الأم ��ر وا�ضح في كثير من الظواهر الطبيعية ومن ذلك‬ ‫ظاهرة حدوث ال�صوت‪.‬‬

‫‪108‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫حاول �أن تبح ��ث بالتف�صيل عن �أحد‬ ‫هذه المج ��االت ودرا�سته ��ا هند�سي ًا‬ ‫بالن�سبة لل�صوت‪.‬‬

‫‪Sound‬‬

‫راقب الظواهر التالية ودون مالحظاتك‪.‬‬

‫حركة �أغ�صان ال�شجر عند هبوب الرياح ‪ ،‬بماذا ي�سمى �صوت �أوراق ال�شجر‬ ‫‪.‬‬ ‫حركة �سطح الماء عند �إلقاء قطعة حجر فيه‬ ‫‪.‬‬ ‫حركة العلم‬ ‫‪.‬‬ ‫حركة كرة معلقة بخيط‬ ‫ما نمط الحركة الذي رافق �صدور ال�صوت في الظواهر ال�سابقة؟‬ ‫هل توقف الحركة ي�ؤدي �إلى توقف ال�صوت ال�صادر عن هذه الأج�سام؟‬

‫‪....................‬‬

‫‪.‬‬

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

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

‫�شكل (‪)1-4‬‬

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

‫ن�سمي نمط الحركة الدورية في الظواهر ال�سابقة بالحركة االهتزازية‪.‬‬

‫�شكل (‪)2-4‬‬

‫الحرك���ة االهتزازية ‪ :‬وتعرف ب�أنه ��ا الحركة المنتظمة التي يعملها الج�سم حول مو�ضع �سكونه‬ ‫في فترات زمنية متتابعة‪.‬‬

‫(‪)1-4‬‬

‫الأدوات ‪:‬‬ ‫�شوكة رنانة‪ ،‬مطرقة خا�صة‪ ،‬حو�ض به ماء‪.‬‬ ‫خطوات التجربة ‪:‬‬ ‫اطرق ال�شوكة بالمطرقة‪ ،‬هل ت�سمع لها �صوت ًا ؟‬ ‫ركز النظر �إلى فرعي ال�شوكة‪ ،‬ماذا تالحظ‪.‬‬ ‫�شكل (‪)3-4‬‬ ‫الم�س �أحد فرعي ال�شوكة بلطف‪ ،‬بماذا ت�شعر‪.‬‬ ‫�أطرق ال�شوكة مرة �أخرى وقرب �أحد فرعيها من �سطح الماء‪ ،‬ماذا تالحظ ؟‬ ‫قرب ال�شوكة المهتزة من حافة الإناء‪ ،‬ماذا تالحظ ؟‬ ‫‪..............................‬‬

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

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

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

‫من خالل ما �سبق نتو�صل �إلى �أن ‪:‬‬ ‫ال�صوت ‪ :‬ظاهرة طبيعية تن�ش�أ عن اهتزاز الأج�سام وندركها بحا�سة ال�سمع‪.‬‬ ‫وال�س�ؤال الذي يطرح نف�سه الآن كيف ي�صل ال�صوت �إلى جهاز ال�سمع ؟‬

‫(‪)1-4‬‬

‫�صمم تجربة تمكنك من التعرف على طبيعة ال�صوت‪.‬‬

‫‪109‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫انتقال ال�صوت وانت�شاره‪:‬‬

‫(‪)1-4‬‬

‫�صم ��م تجرب ��ة عملي ��ة (ح ��اول تنفيذه ��ا) مع‬ ‫مجموع ��ة من زمالئ ��ك تثبت من ��ه �أن ال�صوت‬ ‫الينتقل في الفراغ (بدون مادة)‪.‬‬

‫هل يحتاج ال�صوت لو�سط مادي النتقاله ؟‬ ‫م ��ن خالل الن�ش ��اط ال�ساب ��ق تو�صل ��ت �إلى �أن‬ ‫ال�صوت يحتاج لو�س ��ط مادي النتقاله‪,‬فعندما‬ ‫يهتز الج�سم يتحرك جيئة وذهابا مما ي�ؤدي �إلى تحرك جزيئات الو�سط المحيطة به‪ ،‬فيحدث ا�ضطرا ًبا‬ ‫ف ��ي الو�سط المادي ينتقل ه ��ذا اال�ضطراب من جزيء لآخر توال ًيا منت�ش ًرا عب ��ر الو�سط مكو ًنا ما يعرف‬ ‫بالموجة ال�صوتية‪ .‬فالموجة من هذا النوع ‪:‬‬

‫عبارة عن ا�ضطراب ينتقل في الو�سط ب�سرعة معينه وفي اتجاه معين‪.‬‬ ‫فلو راقبت اال�ضطراب الذي يحدثه الحجر عند رميه في ماء �ساكن �ستالحظ �أنه ينتقل مبتعدً ا عن مركز‬ ‫اال�ضطراب ‪ -‬الج�سم المهتز ‪ -‬على �شكل موجات كروية �إلى كافة االتجاهات ناق ًال معه الطاقة‪.‬‬

‫م ��ن خالل النظري ��ة الجزيئية للمادة ‪ ،‬ف�س ��ر كيف ينت�شر‬ ‫اال�ضطراب في كافة االتجاهات ‪.‬‬ ‫�شكل (‪)4-4‬‬

‫وعليه ن�سمي مثل هذا اال�ضطراب بالموجات الميكانيكية وهي التي تحتاج لو�سط مادي النتقالها‪.‬‬

‫�أنواع الموجات الميكانيكية‪:‬‬ ‫‪ -1‬الموجات الطولية‪.‬‬

‫‪110‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Sound‬‬

‫ن�شاط ‪1-4‬‬

‫الهدف منه التعرف على الموجة الطولية نفذ ما ت�شاهده عمل ًيا‬ ‫م�ستخدما الأدوات المو�ضحة في ال�شكل ( ‪.) 5-4‬‬ ‫ق ��ارن بين اتج ��اه حركة جزيئ ��ات الو�سط (حلق ��ات الناب�ض)‬ ‫وبين اتجاه انتقال اال�ضطراب‪.‬‬ ‫‪.............................................................................................................................‬‬

‫ماذا تالحظ ؟‬

‫�شكل (‪)5-4‬‬

‫تعريف الموجة الطولية‪ :‬ا�ضطراب ينتقل عبر الو�سط في نف�س اتجاه حركة جزيئات الو�سط‪.‬‬ ‫فعندم ��ا يهت ��ز الجزيء ف�إنه ي�صطدم بالجزيء المجاور له فيحدث تقارب جزيئات الو�سط (ت�ضاغط)‪ ،‬ثم‬ ‫يرتد مبتعدً ا فيحدث تباعد جزيئات الو�سط (تخلخل) ينتقل توال ًيا عبر الو�سط المادي‪.‬‬

‫‪ -2‬الموجات الم�ستعر�ضة‪.‬‬

‫ن�شاط ‪2-4‬‬ ‫الهدف منه التعرف على الموجة الم�ستعر�ضة ‪.‬‬ ‫خ ��ذ حب�ل�ا طوي ًال وثبته من �أحد طرفيه في جدار‪ ،‬ثم ق ��م بربط قطع قما�ش �صغيرة في عدة موا�ضع‬ ‫منه لتمثل بها حركة الجزيئات ‪ .‬ام�سك الحبل من طرفه الآخر وحركه �إلى الأعلى والأ�سفل تواليا‪.‬‬ ‫�شكل (‪)6-4‬‬

‫ناق�ش نمط الموجة الذي ح�صلت عليه ‪.‬‬ ‫مثل بالأ�سهم على الر�سم اتجاه حركة كل من‪ :‬جزيئات الحبل والموجة نف�سها‪.‬‬

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

‫م ��ن خالل الن�ش ��اط ال�سابق تجد �أن حركة جزيئات الو�سط تكون متعامدة م ��ع اتجاه انتقال اال�ضطراب مما‬ ‫ي�ؤدي �إلى تكون قمم وقيعان في اال�ضطراب الناتج مكو ًنا ما يعرف بالموجة الم�ستعر�ضة‪.‬‬ ‫�إذا فالموجة الم�ستعر�ضة هي ‪..........................................................................................................................................................‬‬ ‫‪..........................................................................................................................................................................................................................‬‬

‫‪111‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫عرف العنا�صر التالية للموجة ‪.‬‬ ‫طول الموجة ‪ ............................................................................................................‬وحدته ‪..................................................................‬‬ ‫زمن الموجة ‪ ............................................................................................................‬وحدته ‪..................................................................‬‬ ‫(التردد) عدد الموجات المتكونة في ثانية واحدة وحدته موجة‪/‬ثانية (هرتز)‬ ‫وال�س�ؤال المطلوب الإجابة عنه هو ‪ :‬هل الموجات ال�صوتية طولية �أم م�ستعر�ضة؟‬ ‫لتحديد نوع الموجات ال�صوتية قم ب�إجراء الن�شاط التالي‪:‬‬

‫ن�شاط ‪3-4‬‬ ‫الأدوات ‪� :‬شوكة رنانة – �أنبوب – �شمعة م�شتعلة‬ ‫الخط���وات ‪ :‬اط ��رق ال�شوك ��ة بق ��وة وقربها من فوه ��ة الأنبوب في‬ ‫غرفة يكون هوائها�ساكن‪.‬‬ ‫ماهوتف�سيرك؟ ‪........................................................................................‬‬

‫�شكل (‪)7-4‬‬

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

‫�سرعة ال�صوت‪:‬‬ ‫ينتق ��ل ال�صوت ف ��ي الو�سط الم ��ادي بحركة موجي ��ة لها �سرعة‬ ‫معينة تعتمد على عدة عوامل منها‪:‬‬ ‫خ�صائ� ��ص الو�س ��ط ال ��ذي تعب ��ره الموج ��ة ال�صوتي ��ة ودرج ��ة‬ ‫الحرارة‪.‬‬ ‫�شكل (‪)8-4‬‬

‫‪112‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Sound‬‬

‫عرف �سرعة ال�صوت ‪.‬‬ ‫فكر وناق�ش‪� :‬أين تكون �سرعة ال�صوت �أكبر في الجوامد �أم ال�سوائل �أم الغازات ؟ لماذا؟!!‬

‫قيا�س �سرعة ال�صوت في الهواء‪:‬‬

‫‪1-4‬‬ ‫�أعطي ��ت �أنت وزميلك الأدوات التالي ��ة م�سد�س له �شرارة عند �إطالق ��ه‪� ،‬ساعة �إيقاف‪ ،‬مقيا�س‬ ‫م�ساف ��ة طويلة (�سيارة مث ًال) ا�ستخدم قانون ال�سرعة المعروف‪ .‬لت�صميم تجربة قيا�س �سرعة‬ ‫ال�صوت في الهواء‪.‬‬ ‫م���ا ه���ي عيوب هذه الطريقة ؟ هل يمكنك قيا�س �سرعة ال�صوت بم�شاهدة الألعاب النارية‬ ‫(ال�شروخ)‪ .‬ا�شرح ؟‬

‫‪1-4‬‬ ‫الحظنا في �إحدى ليالي ال�شتاء �أن الفترة الفا�صلة بين ر�ؤية البرق و�سماع �صوت الرعد ت�ساوي‬ ‫�أربع ثوان‪.‬‬ ‫اح�س ��ب بع ��د ال�سحابة التي �أحدثت الب ��رق عنا ‪ .‬علم ًا ب�أن �سرعة ال�ص ��وت في درجة الحرارة‬ ‫العادية‪ 340‬م ‪ /‬ث‪.‬‬

‫(‪)2 -4‬‬

‫ز = ‪ 4‬ثواني ع = ‪ 340‬م ‪ /‬ث‪.‬‬ ‫ف = ع ×ز = ‪ 1360 = 4 × 340‬متر‪.‬‬

‫‪113‬‬

‫�صم ��م ن�شاط مع مجموع ��ة من زمالئك‬ ‫يمكن ��ك من قيا� ��س �سرع ��ة ال�صوت في‬ ‫�ساحة المدر�سة‪.‬‬ ‫فيزياء (‪)1‬‬

‫من االختراعات الحديثة طائ ��رات تقطع حاجز ال�صوت ‪.‬‬ ‫ما معنى ذلك ؟‬

‫�سرعة ال�صوت في الماء‪:‬‬ ‫(‪)3-4‬‬

‫الطائ ��رات الت ��ي تقط ��ع حاج ��ز ال�صوت‬ ‫ه ��ي التي تكون �سرعته ��ا �أعلى من �سرعة‬ ‫ال�صوت في الهواء‪.‬‬

‫لبي ��ان �أن ال�ص ��وت ينتقل في الماء خذ �ساعة منب ��ه (�أو جوا ًال !) و�ضعها داخل‬ ‫كي�س واربطها جيد ًا‪ ،‬ثم اغمرها بالماء‪ .‬هل ت�سمع ال�صوت ؟‬

‫�سرعة ال�صوت في الجوامد‪:‬‬

‫حقيقة مده�شة‬

‫�ض ��ع �ساعة يدوية عل ��ى من�ضدة خ�شبية م ��ن حافتها ثم ابتعد‬ ‫عنه ��ا تدريجي ��ا حت ��ى ت ��كاد ال ت�سم ��ع �ص ��وت دقاته ��ا‪ .‬ق ��رب‬ ‫�أذنك من الحاف ��ة الثانية للمن�ضدة هل ت�سم ��ع �صوت ال�ساعة‬ ‫بو�ضوح؟وعلى ماذا يدل ذلك ؟‬ ‫�أجرى العالم (بيوت) تجربة تعتمد على �أن �سرعة ال�صوت في الأج�سام ال�صلبة �أكبر من �سرعته فى ال�سوائل‬ ‫والغ ��ازات ‪ .‬وذل ��ك �إذا طرق �شخ�ص �أحد طرف ��ى �أنبوبة معدنية طويلة طرقة واحدة ف� ��إن �شخ�ص ًا �آخر عند‬ ‫ط ��رف الأنبوب ��ة الثاني ي�سمع طرقتين ‪ :‬الأولى ناتجة عن انتقال ال�صوت خالل مادة الأنبوبة ‪ ،‬والثانية ناتجة‬ ‫ع ��ن انتق ��ال ال�صوت خالل اله ��واء ‪ .‬وبح�ساب الزمن الفا�صل بينهما يمكن ح�س ��اب �سرعة ال�صوت فى مادة‬ ‫الأنبوبة كما يلي ‪:‬‬ ‫تجه ��ز ال�سف ��ن الحربي ��ة ب�سماع ��ات‬ ‫مغم ��ورة ف ��ى الم ��اء الكت�ش ��اف وجود‬ ‫غوا�صات العدو‪ ،‬عن بعد‪.‬‬

‫الزمن الفا�صل بين الطرقتين الم�سموعتين عند طرف الأنبوبة الثانى=‬ ‫زمن انتقال ال�صوت في الهواء – زمن انتقال ال�صوت في المادة ال�صلبة‬ ‫الزمن‬ ‫طول الأنبوبة‬ ‫الفا�صل =‬ ‫�سرعة ال�صوت فى الهواء‬

‫‪-‬‬

‫‪114‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫طول الأنبوبة‬ ‫�سرعة ال�صوت فى مادة الأنبوبة‬

‫‪Sound‬‬

‫‪2-4‬‬ ‫طرق ��ت �أنبوب ��ة معدنية طولها ‪ 800‬مت ��ر ًا َف ُ�س ِم َع ْت طرقت ��ان عند طرفها الثان ��ي وكانت الفترة‬ ‫الزمني ��ة بينهم ��ا ‪ 2.25‬ثاني ��ة‪ .‬ف�إذا علمت �أن �سرع ��ة ال�صوت في اله ��واء ‪ 320‬م ‪ /‬ث‪ .‬اح�سب‬ ‫�سرع ��ة ال�صوت في مادة الأنبوب ��ة‪.................................................................................... .‬‬ ‫‪......................................................................................................................................‬‬

‫تطبيقات على �سرعة انتقال ال�صوت في الجوامد‪:‬‬ ‫‪ -1‬ي�ستطي ��ع بع�ض ق�صا�صي الأثر اقتفاء الأثر بو�ضع �آذانهم‬ ‫على الأر�ض ل�سماع �صوت وقع حوافر الخيل البعيدة التي‬ ‫ال يرونه ��ا‪ ،‬فباال�ستماع لل�ص ��وت يدركون قرب و�صولها �أو‬ ‫مو�ضع �سيرها �أو اتجاهها‪.‬‬

‫حقيقة مده�شة‬ ‫ي�ستطيع علم ��اء الجيولوجيا معرفة ما‬ ‫يحتوي ��ه باط ��ن الأر� ��ض بقيا�س �سرعة‬ ‫الموج ��ات ال�صوتي ��ه كم ��ا ت�ستخ ��دم‬ ‫الموجات الزلزالية (�صوتية) للتنقيب‬ ‫عن النفط ‪.‬‬

‫‪ -2‬تعطى الإ�شارات �إلى عم ��ال المناجم �أثناء وجودهم فيها‬ ‫ب�إحداث عدة طرقات على الجدران‪.‬‬ ‫‪ -3‬وم ��ن الم�شاه ��د الم�ألوفة �أنه يمكنك �أن ت�سمع حركة ال�سيارة من م�سافة بعيدة �إذا كنت تقف بالقرب من‬ ‫عمود هاتف �أوكهرباء‪.‬‬

‫عالقة �سرعة ال�صوت بدرجة الحرارة ‪:‬‬ ‫تعتبر درجة الحرارة من �أهم العوامل التي ت�ؤثر على �سرعة ال�صوت في الهواء ‪ .‬وقد وجـد �أن �سرعة ال�صوت‬ ‫تزداد في الهواء بارتفاع درجة الحرارة ‪.‬وقد وجد بالتجربة �أن �سرعة ال�صوت في الهواء تزداد بمعدل ‪0.6‬‬ ‫م‪ /‬ث لكل درجه مئوية واحدة‪.‬‬ ‫ويمكن �أن نكتب المعادلة التالية التي تمثل �سرعة ال�صوت في الهواء مع تغير درجة الحرارة المئوية‪:‬‬

‫مفتاح العالقة‬

‫ع‪ = 1‬ع‪ ×0.6 + 0‬د‪1‬‬

‫‪115‬‬

‫ع‪� 1‬سرعة ال�صوت عند د‪ 1‬درجة الحرارة‪.‬‬ ‫ع‪� 0‬سرعة ال�صوت عند درجة ال�صفر‪.‬‬ ‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ال�شك �أنك ت�سمع �صوت المعلم �أثناء �شرحه للدر�س ‪.‬‬ ‫مامقداردرجة حرارة حجرة الدر�س ؟‬ ‫ه���ل ب�إمكان���ك ح�ساب �سرعة �ص���وت المعلم الآن؟ اغلق المكيف وبعد ن�ص���ف �ساعة ق�س درجة الحرارة‬ ‫واح�سب �سرعة ال�صوت في الف�صل‪.‬‬

‫‪2-4‬‬ ‫ـ �أوجد مقدار درجة الحرارة التي تكون عندها �سرعة ال�صوت ت�ساوي ‪ 340‬م ‪ /‬ث‪.‬‬ ‫ع‪ 340 = 1‬م ‪ /‬ث ‪ ،‬ع‪ 331 = 0‬م ‪ /‬ث‬ ‫ع‪ = 1‬ع‪ 0.6 + 0‬د‪1‬‬ ‫( �أكمل)‬ ‫‪ 0.6 + 331 = 340‬د‪1‬‬ ‫‪...................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪...................................................................................................................................................................‬‬

‫ـ كم ت�صبح �سرعة ال�صوت لو كانت درجة الحرارة‬

‫‪20 -‬م ‪ 5‬؟‬

‫كيف تتعامل الموجة ال�صوتية مع الأو�ساط المادية؟‬ ‫ال�صوت موج ��ة ميكانيكية تحت ��اج �إلى و�سط م ��ادي النتقالها‪ ،‬وبذلك‬ ‫ف� ��إن �سلوكها يعتمد على خوا�ص الو�س ��ط المادي‪ .‬فعند انتقال الموجة‬ ‫ال�صوتية من و�سط لآخر يحدث تغير في طاقتها وم�سارها وعليه يمكن‬ ‫تف�سير الظواهر الطبيعية الآتية‪:‬‬

‫‪116‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫ابحث في مكتبتك‬

‫ن�سمع فرقع ��ة �صوتية م ��ن طرف �سوط‬ ‫عندما ي�ضرب به �شخ�ص حاذق وتكون‬ ‫هذه الفرقعة ناجمة عن �أن �سرعة طرف‬ ‫ال�س ��وط �أكبر م ��ن �سرع ��ة ال�صوت في‬ ‫الهواء (�أي اخترقت الحاجز ال�صوتي)‬ ‫فماذا تعرف عنه ؟‬

‫‪Sound‬‬

‫ظاهرة دوبلر‪:‬‬

‫لماذا ن�سمع ال�صوت ال�صادر من ال�سيارة مث ًال وهي قادمة نحونا من م�سافة �أبعد وهي متجهه بعيد ًا عنا ؟‬ ‫�إن ال�سب ��ب يع ��ود في ذلك �إلى �أن الت ��ردد الناتج من الج�سم المهتز عندما يك ��ون اتجاهه نحو ال�سامع يكون‬ ‫�أعلى من التردد الناتج من الج�سم عندما يكون اتجاهه بعيد ًا عن ال�سامع‪ .‬انظر ال�شكل ( ‪.)9-4‬‬ ‫ما نوع العالقة بين التردد والطول الموجي؟‬ ‫طول موجي �أق�صر‬

‫�شاحنة �أ تتحرك‬

‫طول موجي �أطول‬

‫الموجات ال�صادرة‬

‫طول موجي‬

‫�شكل (‪)9-4‬‬

‫�شاحنة ب �ساكنة‬

‫�س – من التطبيقات على هذه الظاهرة ا�ستخدام الرادار‪ .‬حاول �أن تبحث عن ذلك بالتف�صيل‪.‬‬

‫انعكا�س الموجات ال�صوتية ‪:‬‬

‫هل وقفت مرة في واد �أمام جبل وتكلمت ب�صوت عال و�سمعت �صوتك يعود �إليك مرة ثانية؟‬ ‫لماذا الي�ستطيع �شخ�ص تحت الماء �سماع الأ�صوات المنت�شرة فى الهواء بو�ضوح؟‬ ‫�سماع ال�صوت من م�سافة �أبعد في الليل مقارنة بنهار يوم �ساطع ال�شم�س‪.‬‬ ‫�إنن ��ا نعل ��م �أن الأمواج المائية ترتد عن �شاطئ البحر عندما ت�صطدم ب ��ه فنقول �إنها انعك�ست ‪ .‬فهل يحدث‬ ‫مثل هذا لل�صوت �إذا �صادف في طريقه حاجز ًا ؟ وب�أية كيفية يكون هذا النعكا�س ؟‬ ‫الأدوات‪:‬‬

‫( ‪)2-4‬‬

‫�أنبوبتان زجاجيتان طويلتان ‪ ،‬من�ضدة ‪� ،‬سطح عاك�س لل�صوت �ساعة منبه‪.‬‬

‫الخطوات‪:‬‬ ‫كما في ال�شكل �ضع الأنبوبتان الزجاجيتان على �سطح من�ضدة ‪ ،‬بجوار �سطح عاك�س لل�صوت‪.‬‬ ‫�ضع ال�ساعة في احدى نهاية �أحد الأنبوبين و�أذنك على نهاية الأنبوب‪.‬‬ ‫ماذا ت�ستنتج؟ ‪. ...............................................................................‬‬ ‫�شكل (‪)10-4‬‬

‫‪117‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫االنعكا�س ‪ :‬هو ارتداد ال�صوت في نف�س الو�سط عندما يعتر�ض طريقه �سطح عاك�س‪.‬‬ ‫�سم بع�ض الأ�سطح العاك�سة لل�صوت‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫تنعك�س الموج ��ات ال�صوتية ع ��ن ال�سطح العاك�س‬ ‫بزاوية م�ساوية التجاه ال�سقوط حيث ترتد الأمواج‬ ‫ونتمكن من �سماعها‪.‬‬

‫تطبيقات على انعكا�س ال�صوت‪:‬‬ ‫ظاهر ُة ال�صدَى ‪: Echo‬‬

‫�شكل (‪)11-4‬‬

‫هل �سبق لك �أن �صرخت ب�صوت عال �أمام عمارة كبيرة بعيدة عنك �أو في قاعة كبيرة وغير م�ؤثثة؟‬ ‫ت�سمى ظاهرة عودة ال�صوت و�سماعة ثانية بعد انعكا�سه بظاهرة ال�صدى‪.‬‬ ‫َو ُي َْع َر ُف ال�صدى ب�أنه ‪:‬‬ ‫ال�صدى ‪ :‬تكرار لل�صوت الأ�صلي يحدث نتيجة النعكا�س الموجات ال�صوتية ‪.‬‬ ‫وي�سم ��ع بو�ضوح بع ��د زوال الت�أثـير الذي يحدثه ال�صوت الأ�صلي عل ��ى الأذن ‪.‬وقد كان البحارة في الما�ضي‬ ‫ال�ضباب ُيطلقون نفير ًا خا�ص ًا ا�س ُمه نفي ُر ال�ضباب فيحددون بعدهُ م عن ال�صخور لخطرة‬ ‫عندما يحا�صرهم‬ ‫ُ‬ ‫بقيا�س لفارق الزمني بين �صوت النفير و�سماع انعكا�سه‪.‬‬ ‫لماذا ال ن�سمع ال�صدى با�ستمرار؟‬ ‫�شكل (‪)12-4‬‬

‫�شروط حدوث ال�صدى‪:‬‬

‫‪ - 1‬وجود �سطح عاك�س مت�سع ات�ساع ًا كافي ًا ليعك�س ال�صوت مثل جبل �أو حائط‪.‬‬ ‫‪� - 2‬أن تكـ ��ون الفـتـ ��رة بين نهايـة ال�صـ ��وت الأ�صـلـي و�سماع ال�صوت المنعك� ��س (�صدى ال�صوت) ال تقل عن‬ ‫‪ 0.1‬ثانية‪.‬‬ ‫‪� - 3‬أن تك ��ون الم�ساف ��ة بين �أذن ال�سامع وال�سطح العاك�س كافية بحيث ت�سم ��ع الأذن ال�صوت الأ�صلي و�صداه‬ ‫مميزين‪.‬‬

‫‪118‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Sound‬‬

‫ف ��ي كثير من الأحي ��ان ن�سمع تكرار لل�صوت ب�ش ��كل مزعج دون �أن يكون هن ��اك تمييز بين‬ ‫ال�ص ��وت الأ�صل ��ي والمنعك�س وخا�صة في قاع ��ات االحتفاالت‪.‬بماذا ت�سم ��ى هذه الظاهرة‬ ‫وماالفرق بينها وبين ال�صدى؟‬ ‫اعتم ��ادا عل ��ى كل م ��ا �سبق ذك ��ره ف� ��إن العديد من‬ ‫الظواه ��ر الزالت تثي ��ر الت�سا�ؤل فمن ذل ��ك �أننا في‬ ‫كثي ��ر من الأحي ��ان نرى �أج�سام تهت ��ز ولكن ال ن�سمع‬ ‫لها �صوتا؟ فما تف�سير ذلك؟‬

‫يمك ��ن �أن ن�سمع لل�صوت �أكثر من �صدى واحد‬ ‫وي�ستم ��ر ذل ��ك لبع� ��ض الوقت مث ��ل ‪ :‬القعقعة‬ ‫المتوا�صل ��ة الت ��ي ت�سمع للرعد وذل ��ك ب�سبب‬ ‫انعكا�س ال�صوت عدة مرات من �سطوح طبقات‬ ‫ال�سح ��ب �أو ال�صخور (ما الدعاء الم�ستحب‬ ‫ترديده عند �سماع �صوت الرعد؟)‪.‬‬

‫تجميع ال�صوت ‪:‬‬ ‫ت�سليط ال�صوت (تركيز ال�صوت) ‪:‬‬ ‫ت�ستخدم ظاهرة تجميع ال�ص ��وت وتركيزه كجزء من هند�سة‬ ‫ال�صوتيات حي ��ث تزود الم�سارح و�صاالت االحتفاالت الكبيرة‬ ‫بج ��دران خلفية مقع ��رة لتعك�س الأ�صوات عن ه ��ذه الجدران‬

‫وترت ��د �إل ��ى ال�صالة فتزيد م ��ن و�ضوح ال�صوت وق ��د ا�ستفاد‬ ‫المهند�س ��ون الم�سلمون ف ��ي الما�ضي من خا�صي ��ة ‪ ،‬ال�سطوح‬ ‫المقعرة في عك�س ال�صوت ‪ ،‬وا�ستغلوها بفعالية كبيرة ؛ وذلك‬ ‫لحاجتهم الما�سة �إلى تقوية ال�صوت خ�صو�ص ًا في �أيام الجمعة والأعياد‪.‬‬

‫ب�ؤرة‬ ‫�شكل (‪)13-4‬‬

‫نقل ال�صوت بالأنابيب ‪:‬‬ ‫ت�ستخ ��دم الأنابيب لجمع الطاق ��ة ال�صوتية ونقلها‪ ،‬وذلك لتحول دون توزيع الطاق ��ة ال�صوتية على م�ساحات‬ ‫كبي ��رة‪ .‬ويمكن باختيار مادة ذات معام ��ل امت�صا�ص �صغير جد ًا لتقليل الطاقة ال�صوتية التي يمت�صها جدار‬ ‫الأنبوب لدرجة يمكن معه �إهمالها‪.‬‬

‫‪119‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫الأذن الب�شرية والموجات ال�صوتية‪:‬‬ ‫لق ��د هي� ��أ اهلل �سبحان ��ه وتعال ��ى الأذن الب�شري ��ة للتعامل م ��ع الموجات‬ ‫ال�صوتية �ضمن ح ��دود معينة تعتمد على عدد االهتزازات التي يحدثها‬ ‫الج�س ��م المهتز ف ��ي الثانية الواحدة فق ��د تو�صل العلماء �إل ��ى �أن الأذن‬ ‫الب�شري ��ة ت�ستجيب للموجات ال�صوتية الت ��ي يكون عدد االهتزازات فيها‬ ‫من ‪ 3 10×20 – 20‬اهتزازة في الثانية �أما مادون ذلك �أو هو �أعلى من ذلك ف�إن الأذن الب�شرية ال ت�ستطيع‬ ‫�سماعها‪ .‬ومن هنا يمكن تق�سيم الموجات ال�صوتية بالن�سبة للأذن الب�شرية �إلى‪:‬‬ ‫التردد ه ��و عدد االهتزازات‬ ‫ف ��ي الثاني ��ة وحدت ��ه هرت ��ز‬ ‫‪1‬هرتز=‪1‬اهتزازة‪/‬ثانية‪.‬‬

‫الموجات ال�صوتية‬ ‫موجات غير �سمعية‬

‫موجات �سمعية‬ ‫فوق �سمعية‬

‫تحت �سمعية‬

‫حاول �أن تكتب قيم التردد تحت كل نوع ‪.‬‬ ‫ماذا تعرف عن �سماعة الطبيب وكيف تعمل؟ ابحث كيف ت�ستقبل الأذن الب�شرية الموجات‬ ‫ال�صوتية (ال�سمعية) – انظر كتاب الأحياء‪.‬‬

‫الموجات فوق ال�سمعية‬

‫)‪(Ultra sound waves‬‬

‫هي ‪ :‬موجات ميكانيكيه �ش�أنها فى ذلك �ش�أن موجات ال�صوت الم�سموع‪.‬‬ ‫وتنت�ش ��ر بنف� ��س �سرعت ��ه �إال �أنه ��ا ذات ت ��ردد عال ��ي �إذ يزيد‬ ‫ابحث في مكتبتك‬ ‫تردده ��ا عن (‪� 20‬أل ��ف هيرتز) وهى موج ��ات غير م�سموعة‬ ‫طريقة تولي ��د الموجات ف ��وق ال�صوتية‬ ‫للإن�س ��ان؛ وذلك لأن طبلة الأذن الب�شرية تعجز على االهتزاز‬ ‫وطريقة ا�ستقبالها‪.‬‬ ‫بهذا التردد العالي‪.‬وتتميز بالخ�صائ�ص التالية‪:‬‬

‫‪120‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Sound‬‬

‫‪ - 1‬طولها الموجي ق�صير ن�سبي ًا مما يجعلها ت�سير فى خطوط محددة في�سهل توجيهها‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تردده ��ا عال ��ي ن�سبي ًا مم ��ا يجعل طاقتها عاليةالتفقد ف ��ي الأو�ساط المادية وعند قط ��ع م�سافات طويلة‬ ‫(ع=ل × د) حيث (ع) �سرعة ال�صوت‪( ،‬ل) الطول الموجي‪( ،‬د) تردد الموجة‪.‬‬

‫ا�ستخدامات الموجات فوق ال�سمعية‪:‬‬

‫حقيقة مده�شة‬

‫‪ -1‬تحدي���د مواق���ع الفري�س���ة ومعرفة وج���ود الحواجز‪.‬حيث‬ ‫ت�ستخدمه الحيتان‪ ،‬والدالفين‪ ،‬والخفافي�ش‪.‬‬ ‫‪� -2‬صيد الأ�سماك وتحديد مواقعها‪.‬‬ ‫‪ -3‬الك�ش���ف ع���ن وج���ود المي���اه والبت���رول ف���ي باط���ن الأر����ض‬ ‫وقيا�س م�ستوى ال�سوائل فى الخزانات‪.‬‬ ‫‪ -4‬قيا����س �أعم���اق البح���ار والمحيط���ات‪ :‬ي�ستخدم لذلك جهاز‬ ‫ي�سم ��ى (ال�سونار) وه ��و عبارة عن جهاز �إر�س ��ال وا�ستقبال‬ ‫للموجات فوق ال�سمعية‪.‬حاول �أن ت�شرح طريقة عمله وفائدته‬ ‫انظر ال�شكل ( ‪.) 14-4‬‬ ‫‪ -5‬فح����ص لحام المعادن والم�سب���وكات و�أعمدة المباني‪:‬حيث‬ ‫تو�ضع الم�سبوكات المراد فح�صها بين جهاز �إر�سال وجهاز‬ ‫ا�ستقبال هذه الموجات‪ ،‬وفي حالة تغير �شدة الموجات التي‬ ‫ي�ستقبلها جهاز اال�ستقبال من منطقة لأخرى في الم�سبوكة‬ ‫ف�إن ذلك يدل على وجود تجاويف في الم�سبوكة �أو العمود‪.‬‬ ‫‪ -6‬تعقي���م الأغذي���ة والأدوي���ة (التكهي���ف)‪ :‬تعم ��ل الموج ��ات‬ ‫عال ج ��د ًا في ال�سوائل ب�سبب‬ ‫ف ��وق ال�سمعية على توليد توتر ٍ‬ ‫تردده ��ا العالي‪ ،‬مم ��ا يولد ت�ضاغط ��ات وتخلخالت �شديدة‬ ‫وين�ش� ��أ عنها فقاعات �صغيرة (كهوف �صغيرة) من الغازات‬ ‫المذابة ف ��ي ال�سائل والتي ال تلبث �أن تنه ��ار محدثة �ضغط ًا‬ ‫هائ ًال يفوق عدة �آالف من ال�ضغط الجوي ويت�سبب ذلك في‬ ‫قتل المخلوقات الدقيقة‪.‬‬

‫ت�ستخدم الدالفين ترددات فوق �سمعية‬ ‫للتوا�صل فيما بينه ��ا ‪ ،‬ولتحديد مواقع‬ ‫�أ�سراب ال�سم ��ك والعوائق تحت الماء‪.‬‬ ‫فهي ت�صدر طاقات �صوتية عالية ترتد‬ ‫�أ�صدا�ؤه ��ا عن الأج�سام التي تعتر�ضها‬ ‫مما يمكن الدالفي ��ن من تحديد حجم‬ ‫وبعد تلك الأج�س ��ام في الماء حواليها‪.‬‬ ‫وهذا النظام عظيم الفائدة بخا�صة في‬ ‫الك�شف عن مفتر�س ��ات ككالب البحر‬ ‫(�أي �أ�سماك القر�ش) الخطرة‪.‬‬

‫‪121‬‬

‫�شكل (‪)14-4‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪� -7‬صناعة �أفالم الت�صوير وازالة ال�ضباب فى المطارات وطرد الماء من الورق �أثناء الت�صنيع‪.‬‬ ‫‪ -8‬تنظيف المالب�س الحريرية‪ ،‬ال�ساعات والأجهزة الدقيقة الأخرى والأواني‪.‬‬ ‫‪� -9‬إر�شاد المكفوفين والإن�سان الآلي‪.‬‬ ‫‪ -10‬ا�ستخدامات طبية ومنها‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬تنظيف وتعقيم الأدوات الطبية‪.‬‬ ‫ب ‪ -‬الت�شخي�ص‪.‬‬ ‫جـ ‪ -‬العالج‪.‬‬

‫قم بزي ��ارة �إح ��دى الم�ست�شفيات ومكتب ��ة المعلومات واكتب‬ ‫تقرير ًا عن ا�ستخدمات الموجات فوق ال�سمعية في الطب‪.‬‬

‫�شكل (‪)15-4‬‬ ‫�صورة لجنين بوا�سطةالأمواج فوق ال�صوتية‬ ‫(‪)Ultra sound‬‬

‫لم ��اذا �صنف ��ت الموجات ال�صوتية ن�سبة �إل ��ى الأذن الب�شرية فق ��ط دون الحيوانات؟ اكتب‬ ‫ماتعرفه عن �أ�صوات الحيوانات و�سمعها‪.‬‬ ‫ل ��و ح ��دث �أن تولد �ضغ ��ط �سلبي نتيجة زي ��ادة اال�ستن�شاق للهواء بالأن ��ف ‪ ،‬كما يحدث عندما‬ ‫نح ��اول معرف ��ة رائحة معينة (وق ��د يكون هذا ال�ضغ ��ط عظيم ًا في�صل �إل ��ى ‪ 800‬ملي زئبق)‬ ‫ففي هذه الحالة ينجذب غ�شاء الطبلة للداخل متحدب ًا ‪ ،‬وعند ال�صعود لقمم الجبال ينخف�ض‬ ‫ال�ضغ ��ط الجوي مما ي�سبب زيادة التحدب للداخل لغ�شاء الطبلة وي�صبح بذلك عر�ضة للتلف‬ ‫ومن عناية اهلل �سبحانه وتعالى �أن جعل �أحد فروع الع�صب ال�سابع‪ ،‬وهو الفرع الحبل الطبلي‬ ‫– الذي يغذي الجزء الأمامي من الل�سان للتذوق – يمر على الجدار الداخلي لغ�شاء الطبلة‬ ‫ف� ��إذا ما تحدب الغ�شاء �أثار هذا الع�صب‪ ،‬وبالتالي يزداد �إفراز اللعاب بالفم ويحدث رد فعل‬ ‫انعكا�س ��ي بالبلع فيتفرغ الهواء بالحلق عبر قن ��اة �أو �ستاكيو�س ‪ ،‬ويتعادل ال�ضغط على جانبي‬ ‫غ�شاء الطبلة ‪ ،‬ويزول التحدب والتلف‪.‬‬ ‫ت�أكد من �أخ�صائي الأنف والأذن والحنجرة من دقة هذه المعلومة‪.‬‬

‫‪122‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪ -1‬ال�صوت يتولد من اهتزاز الأج�سام‪.‬‬ ‫‪ -2‬الموجة ال�صوتية موجة ميكانيكية تحتاج لو�سط مادي النتقالها‪.‬‬ ‫‪� -3‬سرعة ال�صوت تختلف باختالف الو�سط ودرجة الحرارة‪.‬‬ ‫‪� -4‬سرعة ال�صوت في الهواء عند درجة ال�صفر = ‪331‬م‪/‬ث‪.‬‬ ‫‪ -5‬ظاهرة دوبلر‪.‬‬ ‫‪ -6‬الموجات ال�صوتية تنعك�س على الأ�سطح العاك�سة مكونة مايعرف بال�صدى‪.‬‬ ‫‪ -7‬الأذن الب�شرية تت�أثر بمدى محدد من تردد الموجات ال�صوتية‪.‬‬ ‫‪ -8‬تعرف الموجات ال�سمعية‪.‬‬ ‫‪ -9‬تقني���ة ال�صوتي���ات التي تعتمد على الموجات ف ��وق ال�سمعية لها ا�ستخدامات هامة في مجال الطب‪،‬‬ ‫حيث وجد �أنها ال تتلف الأن�سجة الحيوية للج�سم �أف�ضل من الأ�شعة ال�سينية‪.‬‬

‫‪123‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪9‬‬

‫ماذا تعرف عن ال�صوت من حيث كونه موجات؟‬ ‫�صنف الموجات ال�صوتية بالن�سبة للأذن الب�شرية على ح�سب ترددها‪.‬‬ ‫ناق�ش هذه العبارة‪ :‬يعتبر كل �صدى لل�صوت انعكا�سا ولي�س كل انعكا�س لل�صوت يكون‬ ‫�صدى‪.‬‬ ‫كيف �أ مكن تجميع الطاقة ال�صوتية؟‬ ‫ف���ي ال�ش���كل المقاب���ل ما نم���ط الحركة ال���ذي تح�صل علي���ه �إذا قمت ب�ش���د الناب�ض ثم‬ ‫تركته وما نوع الموجة الناتجة؟‬

‫ماذا تعرف عن الموجات فوق ال�سمعية وا�ستخداماتها؟‬ ‫لماذا ال ن�سمع �صدى ال�صوت في حجره �ضيقه م�شغولة بالأثاث؟‬ ‫لماذا يكون ال�صوت في الليل �أكثر و�ضوحا منه في النهار؟‬ ‫�أ�صغ �سمعك وركز ثم حدد ال�صور التي ت�سمع لها �صوت‪.‬‬

‫�شكل (‪)17-4‬‬

‫‪124‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫�شكل (‪)16-4‬‬

‫‪10‬‬

‫جل����س ول���د قريب���اً ج���داً من م���كان اطالق �ألع���اب نارية ومع���ه �ساعة رقمي���ة ‪ ،‬فوج���د �أن الفارق بين‬ ‫م�شاهدته للإنفجار و�سماعه لل�صوت ثانيتين ‪ ،‬اح�سب ارتفاع انفجار الألعاب النارية‪ .‬كيف تح�سب‬ ‫�سرعة ال�صوت لو كنت تبعد عن مكان الإطالق ‪ 300‬متر؟‬

‫‪11‬‬

‫ف���ي طريق���ة لح�ساب عمق البحار ا�ستغ���رق الزمن الالزم الرتداد الموجة ال�صادرة من ال�سفينة من‬ ‫قاع البحر زمناً قدره ‪ 4‬ثوان ‪� ،‬إذا كانت زمن �سرعة ال�صوت في الماء ‪ 1500‬م‪/‬ث ‪ ،‬كم عمق البحر؟‬

‫‪12‬‬

‫ن�سمع عن غرف عازلة لل�صوت ما معناها؟ هل زرت مقر الإذاعة حيث يتم تجهيز غرف اال�ستوديو؟‬

‫‪13‬‬

‫الأ�ص���وات ال�ص���ادرة التي ن�سمعه���ا تقا�س �شدتها بالدي�سبل ( ‪ )dB‬اربط بي���ن قيمة ال�شدة وال�صوت‬ ‫ال�صادر في العمودين ‪ ،‬ثم حاول ذكر مثال �آخر لكل نوع؟‬

‫�شدة ال�صوت بالدي�سيبل (‪)dB‬‬ ‫(‪)10‬‬ ‫(‪)15‬‬ ‫(‪)65‬‬ ‫(‪)70‬‬ ‫(‪)80‬‬ ‫(‪)110‬‬ ‫(‪)135‬‬

‫مثال‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬

‫) المحادثة ال�شخ�صية‪،‬‬ ‫) حركة ال�شجر‪.............................................................. ،‬‬ ‫) المكن�سة الكهربائة‪..................................................... ،‬‬ ‫) �آلة حفر الأر�ض‪........................................................... ،‬‬ ‫) طائرة نفاثة‪................................................................ ،‬‬ ‫) الهم�س‪......................................................................... ،‬‬ ‫) غ�سالة مالب�س‪............................................................ ،‬‬ ‫‪..................................................‬‬

‫‪125‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪Light‬‬ ‫يتوقع في نهاية الف�صل �أن تكون قادراً‬ ‫على �أن ‪:‬‬ ‫‪ -1‬تعرف ال�ضوء‪.‬‬ ‫‪ -2‬تعرف ال�شعاع ال�ضوئي‪.‬‬ ‫‪ -3‬تعرف انعكا�س ال�ضوء‪.‬‬ ‫‪ -4‬تجري تجربة تو�ضح انعكا�س ال�ضوء‪.‬‬ ‫‪ -5‬تعرف انك�سار ال�ضوء‪.‬‬ ‫‪ -6‬تجري تجربة تو�ضح انك�سار ال�ضوء‪.‬‬ ‫‪ -7‬تو�ضح خ�صائ�ص الألياف الب�صرية‪.‬‬ ‫‪ -8‬تذكر بع�ض ا�ستخدامات الألياف الب�صرية‪.‬‬ ‫‪ -9‬تتبع م�سار ال�شعاع ال�ضوئي‪.‬‬ ‫‪ -10‬تطبيق خوا�ص م�سار ال�شعاع ال�ضوئي تقني ًا‪.‬‬

‫ال�ض ــوء‬

‫‪Light‬‬

‫من �أطف�أ ال�ضوء؟ ال �أرى �شيئ ًا !‬ ‫ت�صور �أن جميع ال�ضوء في العالم اختفى فج�أة ‪ ،‬ال �شم�س ال نجوم ال �شموع ال م�صابيح ال نار‪ .‬كيف‬ ‫�ستتغير حياتنا؟‬

‫(�سورة يون�س‪.)5:‬‬ ‫قال تعالى‪:‬‬ ‫ح���اول �أن ترج���ع �إل���ى معج���م القر�آن الكريم لت���رى الموا�ضع الت���ي ذكرت فيها كلمة ال�ض���وء‪ ،‬النور‪،‬‬ ‫الظالم‪ ،‬الظل؟‬

‫نف�سك يوماً َ‬ ‫كيف نرى الأ�شيا َء ؟‬ ‫هل �س�ألت َ‬ ‫الزمان للإجابة عن هذا ال�س�ؤال وكان من �أبرز علماء الم�سلمين الذين تمكنوا‬ ‫قديم‬ ‫ِ‬ ‫ْ‬ ‫لقدت�صدى العلما ُء من ُد ِ‬ ‫م ��ن الو�ص ��ول الى �إجابة علمية قائمة على المالحظة والتجريب هو العال���م الح�سن بن الهيثم م�ؤ�س�س علم‬ ‫ال�ضوء‪.‬‬ ‫�إن حا�س� � ُة الب�ص � ِ�ر منْ �أهم الحوا�س التي نتع � ُ‬ ‫العالم منْ حول ِن ��ا‪ ،‬فهل ي�صدر ال�ضوء من‬ ‫�رف بوا�سطتها على َ‬ ‫الليل وق � ِ�د انقط َع التيا ُر الكهربائي فج� ��أ ًة‪ .‬ال �شك � َ‬ ‫أنك �ست�شع ُر‬ ‫نف�س ��ك و� َ‬ ‫در�سك في ِ‬ ‫أنت تقر�أ َ‬ ‫العي ��ن؟ ت�صور َ‬ ‫�اج؛ فتقوم بالبحث ع ��نْ �شمع ِة �أ ْو �أي م�صد ٍر �ضوئي �آخ َر ت�ستعين ب�ضوئ� � ِه لر�ؤية الأ�شيا َء‪ .‬فما عالق ُة‬ ‫باالنزع � ِ‬ ‫أج�سام ؟ َ‬ ‫وكيف نراها ؟‬ ‫ال�ضو ِء بر�ؤيتنا ال َ‬ ‫ابحث في مكتبتك‬ ‫م�ستعي ًن ��ا بم�صادر المعلومات لديك‪ .‬اكت ��ب تقرير �صحفي تو�ضح فيه الدور‬ ‫الذي قام به العالم الح�سن بن الهيثم في و�ضع �أ�س�س علم الب�صريات‪.‬‬

‫‪128‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Light‬‬

‫م�صادر ال�ضوء ‪:‬‬

‫م�صادر ال�ضوء‬ ‫غير ذاتية‬ ‫مثل المر�آة‪،‬‬

‫ذاتية‬ ‫مثل الم�صباح‪،‬‬ ‫‪..................................‬‬

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

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

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

‫ابحث عن العوامل التي ت�سبب �إ�ضاءة الأج�سام‪.‬‬ ‫�صنف الأ�شياء من حولك الى م�صادر ذاتية الإ�ضاءة وغير ذاتية الإ�ضاءة ‪� ،‬سجلها في المخطط ؟‬ ‫هل تتماثل �إ�ضاءة الم�صادر في كمية الطاقة ال�ضوئية؟‬

‫من �أهم الكميات الفيزيائية التي تعالج كمية الطاقة ال�ضوئية للم�صادر المختلفة هي‪:‬‬ ‫‪ -1‬قوة �إ�ضاءة الم�صدر (كاندال)‪.‬‬ ‫‪� -2‬شدة ا�ست�ضاءة ال�سطح‪.‬‬

‫�شدة اال�ست�ضاءة ‪:‬‬ ‫تعتم ��د �ش ��دة اال�ست�ضاءة ل�سطح ما على قوة �إ�ض ��اءة الم�صدر ال�ضوئي ال�صادر من ��ه ال�ضوء وتعرف قوة‬ ‫الإ�ض ��اءة لم�ص ��در ما ب�أنها كمية الطاقة ال�ضوئية ال�صادرة من وحدة الم�ساحات لج�سم م�ضيء‪ ،‬وتقا�س قوة‬ ‫�إ�ض ��اءة المناب ��ع ال�ضوئية بوحدة ت�سم ��ى القنديلة �أو ال�شمع ��ة العيارية القنديلة ‪ ،‬ومنه ��ا يمكن تعريف �شدة‬ ‫ا�ست�ضاءة �سطح ما ب�أنه ‪:‬‬ ‫كمي ��ة الطاق ��ة ال�ضوئي ��ة ال�ساقط ��ة عمود ًيا على وح ��دة الم�ساحات ل�سط ��ح يبعد وحدة‬ ‫الم�سافة عن الم�صدر ال�ضوئي في الثانية الواحدة‪.‬‬

‫‪129‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ماهي وحدة قيا�س قوة الإ�ضاءة وفق النظام الدولي للوحدات؟‬

‫ت�أم ��ل �أح ��د الم�صابيح المعلقة ب�ش ��ارع منزلك هل �ش ��دة اال�ست�ضاءة في‬ ‫النقطة التي تقع تحت الم�صباح مبا�شرة ( �أ ) م�ساوية ل�شدتها في النقطة‬ ‫(ب)التي تبعد ‪ 1.5‬م ‪ ،‬ال�شكل ( ‪ )1-5‬؟ حاول �أن تح�سب الفرق‪.‬‬

‫م�صباح معلق‬

‫وترتبط ق ��وة �إ�ضاءة الم�صدر مع �شدة ا�ست�ضاءة ال�سطح الذي ي�سقط عليه‬ ‫ال�ضوء بالعالقة التالية ‪:‬‬ ‫ق‪0‬‬ ‫�ش =‬ ‫ف‪2‬‬

‫ب‬

‫�أ‬ ‫�شكل (‪)1-5‬‬

‫(‪)1 -5‬‬ ‫ا�ستخ ��دم مقيا�س �ش ��دة اال�ست�ضاءة‬ ‫وم�ص ��در م�ضيء لتحقيق قانون �شدة‬ ‫اال�ست�ضاءة عندما تكون‬ ‫ف = ‪� 10‬سم ‪� 20 ،‬سم‪.‬‬

‫قارن بين ال�شم�س والقمر كم�صدرين �ضوئيين؟‬

‫طبيعة ال�ضـ ــوء ‪:‬‬

‫كان معظ ��م العلم ��اء ومنه ��م نيوت ��ن (‪ )1727 – 1642‬يعتق ��دون �أن ال�ض ��وء عب ��ارة ع ��ن ج�سيم ��ات‬ ‫‪ corpuscIes‬ت�صدر من الم�صدر ال�ضوئي وت�ستحث حا�سة النظر من خالل دخولها �إلى العين‪ ،‬وا�ستطاع‬ ‫نيوتن المتزعم لهذه النظرية تف�سير بع�ض الظواهر العلمية المتعلقة بطبيعة ال�ضوء منها التحقق من �صحة‬ ‫قوانين انعكا�س وانك�سار ال�ضوء‪.‬‬ ‫وتن�ص هذه النظرية على �أن ال�ضوء يتكون من دقائق مادية متناهية ال�صغر تنبعث من الم�صدر ال�ضوئي‪،‬‬ ‫وتنت�شر فى جميع االتجاهات فى خطوط م�ستقيمة ب�سرعة كبيرة‪.‬‬ ‫وقد القت النظرية الج�سيمية لطبيعة ال�ضوء القبول لدى الكثير من العلماء في ذلك الوقت مع �أنها لم ت�ستطع‬ ‫�أن تعطي التف�سير الجيد لبع�ض الظواهر ال�ضوئية مثل‪ :‬تداخل ال�ضوء وحيوده والتى �ستدر�سها فيما بعد‪.‬‬

‫‪130‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Light‬‬

‫ا�ستطاع العالم الهولندي هيجنز ‪( Huygens‬وهو �أحد معا�صري نيوتن) �شرح نظرية �أخرى لطبيعة‬ ‫ال�ض ��وء‪ ،‬وه ��ي �أن ال�ضوء عبارة عن نوع م ��ن الأمواج وكان ذلك في ع ��ام ‪ 1678‬م‪ ،‬وتن�ص هذه النظرية على‬ ‫�أن ال�ض ��وء عبارة عن طاقة تنتقل من مكان الى �آخ ��ر بوا�سطة موجات تحدثها هذه الطاقة فى و�سط �شفاف‬ ‫افترا�ضي يف�صل بين م�صدر ال�ضوء والعين �سمى بالأثير‪ .‬وا�ستخدم هذه النظرية لمعرفة قوانين االنعكا�س‬ ‫واالنك�س ��ار �إن �أهم تطور يتعل ��ق بالنظرية الموجية لل�ضوء كان العمل الذي قام به ما ك�سويل ‪MaxweII‬‬ ‫�سنة ‪ 1873‬م والذي بين نظري ًا ب�أن ال�ضوء �شكل من �أ�شكال الأمواج الكهرومغناطي�سية ذات الترددات العالية‬ ‫وهذه الأمواج البد و�أن يكون لها �سرعة ت�ساوي تقريب ًا ‪ 8 10 ×3‬م‪/‬ث والتي هي �سرعته في الفراغ‪.‬‬ ‫وق ��د تمك ��ن العال ��م هيرتز ‪� Hertz‬أن يثب ��ت ذلك علمي ًا �سن ��ة ‪ 1887‬م وذلك ب�إنت ��اج والتقاط �أمواج‬ ‫كهرومغناطي�سية ‪ ،‬كما بين هيرتز وعلماء �آخرون �أن تلك الأمواج لها خا�صية االنعكا�س واالنك�سار ولها جميع‬ ‫الخوا�ص الأخرى للأمواج‪.‬‬ ‫وعلي ��ه �أمك ��ن القول ب� ��أن ال�ضوء ظاه ��رة طبيعية‬ ‫تن�ش�أ عن اهتزاز مجالين متعامدين �أحدهما كهربائي‬ ‫والآخ ��ر مغناطي�س ��ي مكوني ��ن مايع ��رف بالموج ��ات‬ ‫الكهرومغناطي�سي ��ة الت ��ي تنت�شر في جمي ��ع الأو�ساط‬ ‫كيف ُتري هذه ال�صورة طبيعة موجات ال�ضوء؟‬ ‫ب�سرع ��ة ‪ 8 10×3‬م‪/‬ث وتعتبر�سرع ��ة ال�ض ��وء �أكب ��ر‬ ‫ال�شكل ( ‪)2-5‬‬ ‫�سرع ��ة معروفة ل ��دى الإن�سان وهي م ��ن القيم الثابتة‬ ‫فيزيائيا‪ ،‬ولذلك يكون ال�ضوء المرئي جزء ًا من الطيف الكهرومغناطي�سي انظر�شكل (‪.)2-5‬‬

‫م�سار ال�ضـ ـ ــوء ‪:‬‬ ‫( ‪)1-5‬‬ ‫ار�س ��م عل ��ى ورقة الم�سار المتوقع لل�ضوء في و�سط دخاني‪ ،‬ث ��م �ضع م�صدر لل�ضوء (يف�ضل ليزر مثل‬ ‫�أق�ل�ام الليزر) بحيث يكون منطبق ًا على م�سار ال�ض ��وء المر�سوم ‪ ،‬با�ستخدام مر�آة تحقق من تطابق‬ ‫ال�ضوء المنعك�س مع الم�سار الحقيقي لل�ضوء‪.‬‬ ‫ماذا تالحظ؟ ‪.......................................................................................‬‬ ‫‪......................................................................................................‬‬

‫‪131‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ِ�إذا نظ ��رت ِ�إلى م�صابيح ال�سيارات �أَو الك�شافات الم�ضيئة ف ِ�إنك تدرك عن طريق دقائق الغبار الم�ضا َءة‬ ‫�أَن ال�ض ��و َء يخ ��رج من ه ��ذه الم�صابيح على �شكل حزم ��ة �ضوئية مكونة م ��ن مجموعة من الأَ�شع ��ة ال�ضوئية‬ ‫المتجاورة‪ .‬ولك �أَن ت�س�أَل‪ :‬ما هو ال�شعاع ال�ضوئي؟‬

‫(‪)2 -5‬‬

‫با�ستخدام م�صدر �ضوئي بين كيف يمكنك الح�صول على �شعاع �ضوئي‪.‬‬ ‫عرف ال�شعاع ال�ضوئي ‪.‬‬

‫ما الفرق بين الحزمة ال�ضوئية وال�شعاع ال�ضوئي‪.‬‬ ‫لق ��د تبين لك من الن�شاط ال�سابق �أن ال�ضوء ي�سير في خط م�ستقيم انظر (�شكل ‪ )2-5‬ويمكنك التحقق من‬ ‫هذه النتيجة الهامة بمتابعة عدة ظواهر كونية‪.‬‬ ‫‪ 1‬ظاهرة الخ�سوف والك�سوف‪.‬‬‫ق���ال ر�س���ول اهلل �صلى اهلل علي���ه و�سل���م " �إن ال�شم�س والقمر‬ ‫�آيتان من �آيات اهلل تعالى ال ينك�سفان لموت �أحدٍ وال لحياته‬ ‫ولكن اهلل عز وجل يخوف بهما عباده" ‪ .‬رواه البخاري‬

‫بالعودة الى م�صادر المعلومات �أكتب‬ ‫مقا ًال علمي� � ًا مف�ص ًال ع ��ن ظاهرتي‬ ‫الخ�سوف والك�سوف‪.‬‬

‫‪ 2‬ظاه���رة الظ���ل‪ :‬ف ��ي ر�أيك هل يعتبر الظ ��ل �شاهدا على �أن ال�ضوء ي�سير في خط ��وط م�ستقيمة؟ ناق�ش مع‬‫م�ستخدما الأ�سلوب العلمي للو�صول �إلى نتيجة مقنعة!! حاول �أن تر�سم‪.‬‬ ‫زمالئك هذا الأمر‬ ‫ً‬

‫‪132‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Light‬‬

‫�سلوك ال�ضـ ـ ــوء‬

‫عندما يواجه ال�ضوء و�سط مادي يعتر�ض م�ساره ف�إن �سلوك ال�ضوء ي�ؤدي �إلى حدوث التالي‪:‬‬ ‫انعكا�س للأ�شعة‪.‬‬ ‫نفاذ الأ�شعة وانك�سارها‪.‬‬ ‫امت�صا�ص الأ�شعة‪.‬‬ ‫وبالتالي ف�إن الأو�ساط المادية ت�صنف من حيث انتقال ال�ضوء خاللها �إلى ‪:‬‬ ‫‪. ...................................... -1‬‬

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

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

‫�أمثلة‪. ................................. :‬‬

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

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

‫انعكا�س ال�ضـ ـ ــوء‬

‫‪Reflection of Light‬‬

‫تعتبر ظاهرة االنعكا�س ال�ضوئي من �أهم الظواهر التي ي�ستخدمها الإن�سان في حياته اليومية‪ ،‬فاالنعكا�س هو ‪:‬‬ ‫ارتداد ال�ضوء ال�ساقط ليبقى فى الو�سط نف�سه دون �أن ينفذ الى الو�سط الآخر‪.‬‬ ‫يعك�س ال�ضو َء ال يمكنُ �أنْ نرا ُه (لماذا ؟)‪.‬‬ ‫ُ‬ ‫فالج�سم الذي ال ي�ضيء وال ُ‬ ‫على �أيّ االو�ساط ال�ضوئية تحدث عملية االنعكا�س ال�ضوئي بن�سبة كبيرة ؟‬ ‫ينق�سم االنعكا�س �إلى منتظم وغير منتظم‪ ,‬ما الفرق بينهما؟ ار�سم ذلك ‪.‬‬

‫�أي �أنواع االنعكا�س ي�ساعدك على ر�ؤية �صورتك �أمام المر�آة ؟‬

‫‪133‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫االنعكا�س المنتظم‪:‬‬

‫تنعك� ��س الأ�شع ��ة ال�ساقطة على ال�سطح العاك� ��س في اتجاه مح ��دد ويمكنك تحديد م�سار ال�شع ��اع المنعك�س‬ ‫�إذاحددت م�سار ال�شعاع ال�ساقط وزاوية �سقوطه عل �سطح م�ستوي ويمكنك التحقق من ذلك بتنفيذ الن�شاط‬ ‫التالي‪:‬‬

‫تجربة عملية ( ‪)1-5‬‬

‫تحقيق قانون االنعكا�س ‪:‬‬

‫ا�ستخدم الأدوات الموجودة في ال�شكل‬ ‫( ‪.)3-5‬‬ ‫�سجـل خطوات الن�شاط‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫غ ِّير زاوية ال�سقوط لعدة قيم‪.‬‬

‫‪45‬‬

‫د ِّون النتائج التي ح�صلت عليها‪.‬‬ ‫اال�ستنتاج ‪:‬‬

‫ال�شكل ( ‪)3-5‬‬

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

‫ُ‬ ‫ال�سقوط ‪ ،‬وزاوي ِة االنعكا�س؟‬ ‫النتائج ؟ ما العالق ُة بينَ زاوي ِة‬ ‫ماذا‬ ‫تالحظ منْ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫المنعك�س‬ ‫�شعاع �ضوئي‪ ،‬بحيثُ يكونُ مالم�س ًا ل�سطح الورقة ‪ ،‬ف�إن ال�شعا َع‬ ‫لعل � َ�ك الحظ � َ�ت �أن ُه َ‬ ‫عند � ِ‬ ‫َ‬ ‫إ�سقاط ٍ‬ ‫ُ‬ ‫ال�ساقط؛ ومنهان�صل‬ ‫نف�سها مهما غي ْرنا في اتجا ِه ال�شعا ِع‬ ‫ل�سطح ِها �أي�ض ًا‪.‬‬ ‫يكونُ مالم�س ًا‬ ‫ِ‬ ‫ونح�صل على النتيج ِة ِ‬ ‫ِ‬ ‫َ‬ ‫المنعك�س والعمود المقام على ال�سطح العاك�س من‬ ‫ال�ساقط‪ ،‬وال�شع ��ا َع‬ ‫إنعكا�س الأول �أن ال�شعا َع‬ ‫َ‬ ‫�إل ��ى قانون ال ْ‬ ‫ُ‬ ‫وتعرف هذ ِه النتيج ُة‬ ‫ال�سطح العاك�س‪،‬‬ ‫نقطة ال�سقوط‪ ،‬تقع جميعها في م�ستوى واحد يكونُ دائم ًا عمودي ًا على‬ ‫ِ‬ ‫االنعكا�س الأولِ ‪.‬‬ ‫بقانونِ‬ ‫ِ‬

‫‪134‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Light‬‬

‫االنعكا�س غير المنتظم ‪:‬‬

‫ويحدث نتيجة �سقوط اال�شعة على الأ�سطح الخ�شنة �أو غير الم�صقولة مماي�ؤدي �إلى انعكا�س ال�ضوء في عدة‬ ‫اتجاهات بحيث يمكن ر�ؤية الج�سم من جميع االتجاهات‪.‬‬

‫�سطح خ�شن غير م�صقول‬ ‫ال�شكل ( ‪)4-5‬‬

‫�وط الأ�شع ِة تك ��ونُ مت�ساوي ًة علي� � ِه تكونُ زوايا‬ ‫ف ��ي الحال� � ِة الأول ��ى يكونُ االنعكا� � ُ�س منتظم ًا لأن زوايا �سق � ِ‬ ‫غير مت�ساوي ٍة (لماذا)؟‬ ‫االنعكا�س �أي�ض ًا مت�ساوي ًة ‪ .‬و�أما في الحال ِة الثاني ِة فتكونُ زوايا‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ال�سقوط ِ‬ ‫َ‬ ‫ُ‬ ‫تت�شتت)‬ ‫اتجاهات الأ�شع ِة المنعك�س� � ِة؛ (� ْأي تتبعث ُر �أ ْو‬ ‫اختالف‬ ‫تختلف زواي ��ا االنعكا�س مما يعني‬ ‫وبذل � َ�ك‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫ونق ُ‬ ‫منتظم وقد �ساع ��د االنعكا�س المنتظم العلماء على تف�سير كثير‬ ‫االنعكا�س غي ُر‬ ‫���ول ف���ي ه���ذ ِه الحالةِ‪� :‬إن‬ ‫َ‬ ‫ٍ‬ ‫من الظواهر والتحكم في م�سار الأ�شعة ال�ضوئية وتوجيهها في اتجاهات محددة‪.‬‬

‫لم���اذا يك���ون هن���اك دخ���ان مراف���ق لعرو����ض‬ ‫الليزر في احتفاالت الجنادرية مث ً‬ ‫ال؟‬ ‫لماذا النرى القمر م�ضيئاً طوال ال�شهر؟‬ ‫ال�شكل ( ‪)5-5‬‬

‫‪135‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫انك�سار ال�ضـ ـ ــوء‬

‫‪Refraction of Light‬‬

‫ماذا يح � ُ‬ ‫و�سط‬ ‫�دث لل�ضوءِ‪� ،‬إذا �سق � َ�ط على ٍ‬ ‫بالنفاذ منهُ؟‬ ‫ي�سمح ل ُه‬ ‫ٍ‬ ‫ِ‬ ‫�شفاف ُ‬ ‫لماذا يبدو قا ُع برك ِة ال�سباح ِة �أقل عمق ًا منْ‬ ‫كوب‬ ‫عمق� � ِه الحقيقي؟ و�إذا‬ ‫َ‬ ‫و�ضعت قلم ًا في ِ‬ ‫م ��اءٍ ‪َ ،‬‬ ‫خيل � َ‬ ‫�سطح‬ ‫القلم مك�سور َ‬ ‫إليك �أن َ‬ ‫عند ِ‬ ‫الم ��اءِ‪ ،‬فم ��ا ال�سر ف ��ي َ‬ ‫ذلك؟ وال �ش � َ�ك �أنك‬ ‫�سبب تكو ِن ِه؟ وثم َة‬ ‫عن‬ ‫ِ‬ ‫ال�سراب‪ .‬فما ُ‬ ‫�سمعت ِ‬ ‫ظاهرة طبيعية �أُخ ��رى ُ‬ ‫بقو�س المطر‬ ‫تعرف ِ‬ ‫ف ��كل هذه الم�شاهد الطبيعي ��ة التي تواجهنا‬ ‫با�ستم ��رار وغيرها تدل على �أن ال�ضوء يغير‬ ‫اتج ��اه م�س ��اره عندم ��ا ينتق ��ل ف ��ي و�سطين‬ ‫ي�سمح ��ان بم ��روره ويختلف ��ان ف ��ي الكثاف ��ة‬ ‫ال�ضوئي ��ة مثل‪ :‬الزجاج واله ��واء‪� ،‬أو الزجاج‬ ‫والماء وهذه الظاهرة ت�سمى انك�سار ال�ضوء‬ ‫(انعط ��اف ال�ض ��وء كم ��ا �سم ��اه الح�سن بن‬ ‫الهيث ��م وكل ذلك ناتج ب�سب ��ب تغير متو�سط‬ ‫�سرعة ال�ضوء في الو�سطين المختلفين)‪.‬‬

‫ال�شكل ( ‪� 6-5‬أ) يبين قو�س المطر نتيجة انك�سار ال�ضوء‬ ‫بفعل قطرات المطر‬

‫ال�شكل ( ‪ 6-5‬ب) يبدو عمق الحبة تحت الماء �أقل مما هي‬ ‫عليه في الحقيقة‬

‫مالحظة مهمة‪:‬‬ ‫الكثاف ��ة ال�ضوئية هي ق ��درة الو�سط‬ ‫علىك�سرالأ�شعةال�ضوئيةعندنفاذها‬ ‫فيه‪.‬‬

‫‪136‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Light‬‬

‫الأدوات‪ :‬دبابي�س – لوح فلين – لوح زجاجي �سميك �شفاف‪.‬‬

‫هواء‬

‫الخطوات ‪:‬‬

‫(‪)1-5‬‬

‫حددمو�ضع اللوح الزجاجي بالقلم‪.‬‬ ‫�ض ��ع ث�ل�اث دبابي�س عل ��ى ا�ستقامة واحدة تمث ��ل �شعاع �ساقط‬ ‫بالنظ ��ر �إلى �ص ��ورة الدبابي� ��س من خالل الزج ��اج �ضع ثالث‬ ‫دبابي�س �أخرى على ا�ستقامة الر�ؤيا ‪ ( ،‬ال�شعاع الخارج )‪.‬‬ ‫ارف ��ع لوح الزج ��اج وراقب م�س ��ار ال�شعاع ال�ساق ��ط والمنك�سر‬ ‫والخارج‪.‬‬

‫ماذا ت�ستنتج؟‬

‫هواء‬ ‫ال�شكل ( ‪)7-5‬‬

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

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

‫ح ��دد على الر�سم زاوية ال�سقوط ‪ ،‬زاوي ��ة االنك�سار‪ ،‬زاوية الخروج‪ .‬قارن بينه ��ا‪.‬‬

‫‪........................‬‬

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

‫مما�سب ��ق نج ��د �أن زاوية ال�سقوط ال ت�ساوي زاوي ��ة االنك�سار بل تكون الزاوية في الو�س ��ط الأقل كثافة �ضوئية‬ ‫(مثل الهواء)�أكبر من الزاوية في الو�سط الأكبر كثافة �ضوئية (مثل الماء)‪.‬‬

‫ن�شاط ‪1-5‬‬ ‫ناق�ش ماذا يحدث �إذا �سقط ال�ضوء من و�سط ذي كثافة �ضوئية كبيرة �إلى و�سط ذي كثافة‬ ‫�ضوئية �أقل‪ .‬ار�سم‪ ،‬ثم قارن بين زاوية ال�سقوط وزاوية االنك�سار ‪..................................... .‬‬ ‫‪.........................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.........................................................................................................................................................‬‬ ‫‪.........................................................................................................................................................‬‬

‫‪137‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫�أمثلة على انك�سار ال�ضوء (ناق�ش)‪:‬‬ ‫‪ -1‬تحلل ال�ضوء في المن�شور‪.‬‬ ‫‪ -2‬تحلل ال�ضوء قي قطرات الماء مثل (قو�س المطر)‪.‬‬ ‫ماعدد الألوان التي يتحلل لها �ضوء ال�شم�س ؟بماذا ت�سمى؟ (انظر ال�شكل ‪.)8-5‬‬ ‫حدد المدى من الترددات الذي ي�ؤثر على حا�سة االب�صار ويمكن العين من الر�ؤيا‪.‬‬ ‫حاول �أن تكتب قيم التردد لكل نوع ‪.‬‬ ‫ال�شم�س‬

‫موجات الراديو‬

‫ال�ضوء المرئي‬ ‫تحت الحمراء‬ ‫البنف�سجية‬ ‫فوق‬ ‫�أ�شعة �أك�س �أ�شعة جاما‬

‫�شكل (‪ )8-5‬طيف الموجات الكهرومغناطي�سية‬

‫(‪)3-5‬‬ ‫تفح�ص جهاز العر�ض فوق الر�أ�سي (‪ )Over head Projecter‬ما هي فكرة عمله‪.‬‬

‫حقائق علمية تثير الده�شة‬ ‫�إن الو�سط ال�شفاف قدالي�سمح لل�ضوء بالنفاذ منه وبالتالي الن�ستطيع الر�ؤيا من خالله‪.‬‬

‫‪138‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Light‬‬

‫الزاوية الحرجة واالنعكا�س الكلي الداخلي‪:‬‬ ‫( ‪)2-5‬‬ ‫الأدوات ‪ :‬حو�ض زجاجي –رمل – ماء – م�صدر �ضوء ليزر‪.‬‬

‫الخطوات ‪:‬‬ ‫�سلط �ضوء ليزر من �أحد جانبي الحو�ض المملوء بالماء العكر بزاوية �سقوط معينة (‬ ‫حدد م�سار ال�شعاع الخارج(ار�سم)‪.‬‬ ‫غير من قيم زاوية ال�سقوط تدريجيا �إلى �أن ت�صل �إلى زاوية �سقوط‬ ‫يختفي عندها ال�شعاع الخارج ت�سمى هذه الزاوية بالزاوية الحرجة‪.‬‬ ‫دقق النظر في داخل الماء هل تتمكن من ر�ؤية ال�شعاع من الخارج‪.‬‬

‫)‪.‬‬

‫�إذا �سقط ال�شعاع من الماء �إلى الهواء بزاوية �أكبر من الزاوية الحرجة ف�إنه ينعك�س في الداخل وي�ستحيل‬ ‫ر�ؤيته خارج الماء‪.‬‬ ‫ت�سمى هذه العملية باالنعكا�س الكلي الداخلي وتحدث في الأو�ساط ال�شفافة و�شبه ال�شفافة حيث يرتد ال�شعاع‬ ‫�إلى نف�س الو�سط الذي �سقط منه ويحجب الر�ؤيا‪ ،‬وقد ا�ستفاد‬ ‫العلماء من هذه الظاهرة كثي ًرا في احراز تقدم علمي كبير في‬ ‫ع�صر التقدم التكنولوجي‪.‬‬

‫ه ��ل يمك ��ن جع ��ل ال�ض ��وء ي�سير في‬ ‫م�سار منحني ؟ حاول م�ستخدما كل‬ ‫�إمكاناتك وخبراتك‪.‬‬

‫ال�شكل ( ‪)9-5‬‬

‫الليزر يجعلك قادر على �سماع الت�سجيل ال�صوتي‬ ‫بجودة عالية في القر�ص الم�ضغوط ‪)CDS (.‬‬

‫‪139‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫الألياف الب�صرية‬

‫‪Fiber Optics‬‬

‫ه ��ي خي ��وط رقيق ��ة �شفاف ��ة م�صنوعة م ��ن الزجاج عل ��ى �شكل‬ ‫�شعي ��رات �شديدة المتانة‪ ،‬تقوم هذه الخيوط بنقل نوعية خا�صة‬ ‫م ��ن الموج ��ات المتناهية في الق�ص ��ر والتي ي�ص ��ل ترددها �إلى‬ ‫ت ��ردد ال�ض ��وء المرئي وت�ستخ ��دم في نقل عدد كبي ��ر من قنوات‬ ‫الهات ��ف والتلك�س والفاك� ��س ومعلومات الكمبيوت ��ر بكفاءة تامة‬ ‫وتتمي ��ز الألياف ال�ضوئي ��ة بالعديد من الممي ��زات �أهمها �صغر‬ ‫قط ��ر ال�شعيرة الداخلية حي ��ث ت�ساوي ‪ 0، 02‬مل ��م �أو ‪-2 10*2‬‬ ‫ملم‪.‬وخفة وزنها‪.‬‬

‫االمت�صا�ص‬ ‫َ‬

‫‪Absorption Optics‬‬

‫ق ��درة الو�س ��ط عل ��ى االحتفاظ بج ��زء من الطاق ��ة ال�ضوئية‬ ‫ال�ساقطة عليه‪.‬‬ ‫وتتحول الطاقة التي يحدث لها االمت�صا�ص �إلى طاقة حرارية‬ ‫في المادة الما�صة ‪ .‬وفي بع�ض الأحيان ي�صاحب هذا التحول‬ ‫ظواهر �أخرى �سبق �أن در�ست بع�ضها ‪ .‬من هذه الظواهر‪:‬‬ ‫ف ��ي �أوراق النب ��ات الخ�ض ��راء ‪ :‬ينتج من امت�صا� ��ص ال�ضوء‬ ‫حدوث عملية التمثيل ال�ضوئي‪.‬‬ ‫في جل ��د الإن�سان‪ :‬امت�صا�ص الأ�شعة فوق البنف�سجية ت�ساعد‬ ‫على تزويدنا بفيتامين (د) الالزم لبناء العظام‪.‬‬ ‫ف ��ي البطاري ��ة ال�شم�سية (كالت ��ي توجد في بع� ��ض ال�ساعات‬ ‫�أو الآالت الحا�سب ��ة)‪ :‬ينت ��ج من امت�صا� ��ص ال�ضوء واختزان‬ ‫الطاقة الكهربائية‪.‬‬

‫‪140‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫ليف ب�صري‬

‫كيبل نحا�سي‬ ‫ال�شكل ( ‪)10-5‬‬ ‫قدرة ال�ضوء على االنعكا�س تجعله‬ ‫قادر ًا على النفاذ من خالل ليف‬ ‫ب�صري منحني وال يمكن نفاذه من‬ ‫كيبل نحا�سي‬

‫فيل���م عر����ض ع���ن الألي���اف‬ ‫الب�صرية‪.‬‬

‫اكتب تقرير مف�صل عن ا�ستخدامات‬ ‫الألي ��اف ال�ضوئي ��ة (الب�صري ��ة)‬ ‫و�أهميتها في المجال الطبي وتقنية‬ ‫المعلومات والإت�صاالت؟‬

‫‪Light‬‬

‫الآالت الب�صرية‬

‫‪Optical Instruments‬‬

‫ت�أمل ال�صورتين �أمامك ! ما نوع العد�ستين؟‬ ‫ماذا حدث للأ�شعة؟ ‪................................................................................................................................................‬‬ ‫هل يمكنك ذكر �أجهزة تقنية ت�ستخدم فيها العد�سات؟‬ ‫هل هناك �أنواع �أخرى من العد�سات ؟ ار�سمها‪.................................................................................................... .‬‬ ‫‪........................................................................................................‬‬

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

‫وهناك �آالت ب�صرية ب�سيطة ومعقدة ال يت�سع المجال لذكرها ‪ ،‬حاول �أن تذكر بع�ضها‪.‬‬

‫‪................................‬‬

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

‫العـين والـر�ؤية‪:‬‬ ‫يت ��م في العي ��ن جميع العملي ��ات ال�ضوئية الت ��ي تحدث في‬ ‫الأو�س ��اط المختلفة من نف ��اذ وانك�سار وانعكا� ��س وامت�صا�ص‬ ‫للأ�شعة ال�ضوئية المرئي ��ة ال�ساقطة عليها ومن ثم تحويل هذه‬ ‫الأ�شعة �إلى �إ�شارات كهربائية ت�صل �إلى الدماغ الذي يترجمها‬ ‫�إلى ر�ؤية وا�ضحة‪.‬‬ ‫م ��ن خ�ل�ال درا�ست ��ك لمنه ��ج‬ ‫الأحي ��اء ح ��دد مكون ��ات العي ��ن‬ ‫التي لها وظيفة من حيث العملية‬ ‫الفيزيائية التي يقوم بها‪.‬‬

‫انظر كيف يبدو تمازج الألوان للعين‬

‫‪141‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪ -1‬القدرة على تتبع م�سار ال�شعاع ال�ضوئي‪.‬‬ ‫‪ -2‬التعرف على ال�ضوء وت�أثير الأو�ساط على م�ساره‪.‬‬ ‫‪ -3‬حاالت �سقوط ال�ضوء على الأو�ساط‪.‬‬ ‫‪� -4‬أنواع االنعكا�س وقوانينه‪.‬‬ ‫‪ -5‬التعرف على معنى �إنك�سار ال�ضوء‪.‬‬ ‫‪ -6‬الآالت الب�صرية‪.‬‬ ‫‪ -7‬الألياف الب�صرية‪.‬‬ ‫‪ - 8‬امت�صا�ص ال�ضوء‪.‬‬ ‫‪ -9‬تف�سير بع�ض الظواهر الطبيعية النا�شئة عن طبيعة ال�ضوء‪.‬‬

‫‪142‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬

‫كيف ي�ضيء هذا الم�صباح ؟‬ ‫تتكون الموجات الكهرومغناطي�سية من عدد كبير من الأ�شعة اذكر ماتعرفه عنها محدداً تردد‬ ‫الموجات التي ت�ؤثر على العين الب�شرية؟‬

‫‪3‬‬

‫عـلل‪:‬‬ ‫ين�صح ب�إرتداء المالب�س البي�ضاء في ف�صل ال�صيف والمالب�س القاتمة في ف�صل ال�شتاء‪.‬‬ ‫بالرغم من �أن الماء و�سط �شفاف �إال �أننا النتمكن من ر�ؤية قاع النهر �أو قاع البحر‪.‬‬ ‫تباين �ألوان الأج�سام‪.‬‬ ‫زرقة ال�سماء‪.‬‬ ‫ا�صفرار ال�شم�س عند الغروب وال�شروق‪.‬‬

‫‪4‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬

‫�أين ذهبت الأ�شعة في ال�شكل (‪ )11-5‬المجاور‪.‬‬ ‫كيف تتمكن العين من الر�ؤية؟‬

‫ال�شكل ( ‪)11-5‬‬

‫اكتب تقريراً عن الأ�شعة فوق البنف�سجية و�آثارها على المخلوقات الحية؟‬ ‫ما الظواهر والحقائق العلمية التي تقر�أها من ال�صور الآتية‪:‬‬

‫ال�شكل ( ‪)12-5‬‬

‫ال�شكل ( ‪)13-5‬‬

‫‪143‬‬

‫ال�شكل ( ‪)14-5‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪8‬‬

‫�أعطيت مو�شور زجاجي‪ ،‬ورقة بي�ضاء‪ ،‬منقلة‪ ،‬دبابي�س ‪ ،‬قلم مر�سم‪ ،‬نفذ ما فعلته في تجربة (‪)1-5‬‬ ‫لقيا�س زاوية ال�سقوط وزاوية الخروج ‪ .‬ماذا تالحظ؟‬

‫‪9‬‬ ‫‪10‬‬

‫هناك مرايا مقعرة ومحدبة‪ ،‬ار�سم الأ�شعة المنعك�سة عليهما‪� .‬أين يمكن ا�ستخدامها؟‬ ‫م���ا الف���رق بين الليزر وال�ضوء العادي من حيث‪:‬الطول الموج���ي ‪ -‬ال�سير م�سافة طويلة ‪-‬الت�شتت‬ ‫– تحليل ال�ضوء‪.‬‬

‫‪11‬‬

‫ي�ضيء م�صباح قوة �إ�ضاءته ‪ 100‬قنديلة في �سقف الغرفة المرتفع ‪6‬متر عن �سطح الأر�ض ‪ ،‬كم يجب‬ ‫�أن يكون ارتفاع م�صباح قوة �إ�ضاءته ‪ 60‬قنديلة لكي تكون نف�س �شدة الإ�ست�ضاءة في الحالتين ؟‬

‫‪12‬‬

‫حــاول �أن ت�ستخدم ما تعلمت لقراءة ما يلي ‪:‬‬

‫‪144‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫الوحدة الرابعة‬ ‫الكهرباء والمغناطيسية‬ ‫‪Electricity and Magnetism‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن تكون‬ ‫قادرا على �أن ‪:‬‬ ‫‪ُ -1‬ت ِّعرف التيار الكهربائي‪.‬‬ ‫‪ُ -2‬تحدِّ د اتجاه التيار‪.‬‬ ‫‪ -3‬تقي� ��س ف ��رق الجه ��د بين نقطتي ��ن و�شدة‬ ‫التيار المار في دائرة كهربائية‪.‬‬ ‫‪ -4‬تُكون دوائر عملية ب�سيطة‪.‬‬ ‫‪ -5‬تُمثل دوائر كهربائية ب�سيطة‪.‬‬ ‫‪ -6‬تقارن بين المواد من حيث تو�صيلها للتيار‬ ‫الكهربائي‪.‬‬ ‫‪ -7‬توظ ��ف ه ��ذه المقارن ��ة ف ��ي تطبيق ��ات‬ ‫حياتية‪.‬‬

‫‪ -8‬تو�ض ��ح الخط ��ر الناجم ع ��ن ت�شغيل عدة‬ ‫�أجهزة على قاب�س واحد‪.‬‬ ‫‪ -9‬تو�ض ��ح الخط ��ر الناج ��م ع ��ن ا�ستخ ��دام‬ ‫�أ�سالك رفيعة لت�شغيل �أجهزة تحتاج �إلى‬ ‫تيار عالي‪.‬‬ ‫‪ -10‬تتوخ ��ى الح ��ذر عن ��د �إنق ��اذ �شخ� ��ص‬ ‫م�صعوق بالكهرباء‪.‬‬ ‫‪ -11‬تتجن ��ب لم� ��س الأ�س�ل�اك المك�شوفة في‬ ‫الدوائر الكهربية‪.‬‬ ‫‪ -12‬تعل ��ل �أهمي ��ة تجهي ��ز المبان ��ي بمانع ��ة‬ ‫�صواعق (�أهمية الت�أري�ض الكهربائي)‪.‬‬

‫الكهربـاء‬

‫‪Electricity‬‬

‫المقـ ــدمة‪:‬‬ ‫�سنتع ��رف في هذا الف�صل على التيار الكهربائي والكمي ��ات الفيزيائية والمفاهيم المرتبطة به ‪،‬‬ ‫و�سنتعلم تكوين الدوائر الكهربائية الب�سيطة‪ ،‬و�أهمية الكهرباء في الحياة اليومية والأخطار الناجمة‬ ‫عنها وكيفية تفاديها‪.‬‬ ‫�إن الكهرب ��اء هي �إح ��دى القوى الرئي�سة التي تتما�سك بها المادة ف ��ي مختلف �أ�شكالها‪ ،‬وهي متعددة‬ ‫الأ�ش ��كال �أكث ��ر م ��ن جميع �أ�ش ��كال الطاقة الأخ ��رى ‪ ,‬فالكهرب ��اء توفر لن ��ا الحرارة الالزم ��ة لإنارة‬ ‫الم�صابي ��ح‪ ,‬و�إحماء ال�سخان ��ات‪ ،‬وهي تولد ال�صوت في الراديو والتلفزي ��ون ‪ ،‬كما تمد بالطاقة كافة‬ ‫المعدات والآالت والأجهزة والأدوات لت�شغيلها‪.‬‬

‫طبيعة التيار الكهربائي‪:‬‬

‫الحظ العالم طالي�س �أنه عند دلك قطعة من الكهرباء بقطعة قما�ش‬ ‫ي�صبح لديها القدرة على جذب ري�ش الطيور والخيوط وزغب ال�صوف‬ ‫والقط ��ن ‪ ,‬وتبين للعالم وليم جلبرت �أن الكهرمان لي�س وحده الذي‬ ‫ي�ستطي ��ع جذب الأ�شياء الخفيفة عندما يدلك‪ ،‬بل للزجاج والكبريت‬ ‫�أي�ض ��ا القدرة نف�سهاو�س ّمى قوة الج ��ذب هذه با�سم الكترون وهي ما‬ ‫يـقـابل لفظـة كهـربـاء باللغـة العــربيـة ‪ ,‬حيـث لفظة الكتـرون م�شـتقة‬ ‫من لفظة الكهرمان كما �أن لفظة كهرباء م�شتقة من كهرباء بالعربية‪.‬‬

‫�أنواع ال�شحنات الكهربائية‪:‬‬

‫ال�شكل (‪)1-6‬‬ ‫الكهرباء ال�ساكنة في المواد العازلة‬

‫وجد العالم الكيميائي الفرن�سي �شارل دوقيه �أنه بينما تتجاذب بع�ض الأج�سام عند الدلك ف�إن الأج�سام‬ ‫المتماثل ��ة تتنافر فق�ضيبان من الأبونيت يتنافران عند الدلك بينما يتجاذب ق�ضيب الأبونيت مع ق�ضيب من‬ ‫الزج ��اج وعلي ��ه تم التو�ص ��ل �إلى �أن هناك نوعان م ��ن الكهرباء تنتج عند الدلك يرم ��ز لإحداهما بالكهرباء‬ ‫الموجبة (‪ )+‬كما في ق�ضيب الزجاج و�أخرى بالكهرباء ال�سالبة (‪ )-‬كما في ق�ضيب الأبونيت و�أطلق عليهما‬ ‫فيما بعد با�سم �شحنات كهربائية موجبة والأخرى �سالبة تولد هذه ال�شحنات حولها مجاال كهربائ ًيا يظهر في‬ ‫�أثر القوى الكهربائية التي تحملها ال�شحنة ‪ ,‬ويمكن تمثيله على �شكل خطوط وهمية تحيط بال�شحنة‪.‬‬

‫‪148‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫ويو�ضح ال�شكلين التاليين خطوط المجال الكهربائي لكل من ال�شحنات الموجبة وال�سالبة‪:‬‬

‫‪+‬‬

‫‪-‬‬

‫ال�شكل (‪)2-6‬‬

‫ال�شكل (‪)3-6‬‬

‫ار�س���م اتج���اه خط���وط المج���ال الكهربائ���ي ف���ي ال�شكلي���ن التاليي���ن ‪ ,‬ثم حدد ن���وع القوى‬ ‫الكهربائية الناتجة‪:‬‬

‫‪+‬‬ ‫قوى ‪....................................‬‬

‫قوى ‪....................................‬‬

‫الكهرباء ال�ساكنة والمتحركة ‪:‬‬

‫عن ��د دلك ق�ضيب م ��ن الزجاج �أو الأبونيت ف�إن كمية من ال�شحنات تتراك ��م على طرف الق�ضيب من نوع‬ ‫واح ��د‪ ,‬فيقال في هذه الحال ��ة �أن الج�سم م�شحون بالكهرباء ال�ساكنة‪ ،‬وذل ��ك نتيجة انتقال الإلكترونات من‬ ‫م ��ادة �إل ��ى �أخرى‪ ،‬وبذلك ت�صبح م�شحونة ب�شحن ��ات �سالبة �أو موجبة (متى؟) وعندم ��ا تظل هذه ال�شحنات‬ ‫م�ستقرة على �سطح المادة فب�إمكانها جذب بع�ض المواد الأخرى وهو ما نطلق عليه الكهرباء ال�ساكنة‪.‬‬ ‫وعندم ��ا ي�سمح لهذه ال�شحنات المتراكمة بالحركة عبر ناقل ف�إنها تكون تياراً كهربائ ًيا وهو عبارة عن‪:‬‬ ‫�سيل من ال�شحنات الكهربائية المتحركة التي تتحرك بانتظام وباتجاه معين و�سرعة معينة‪.‬‬

‫(‪)1-6‬‬ ‫�صمم تجارب للت�أكد عمل ًيا من �صحة ما ذكر �سابقا من �أن ‪:‬‬ ‫‪ -1‬الأج�سام ت�شحن بالدلك‪.‬‬ ‫‪ -2‬ال�شحنات المت�شابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب‪.‬‬

‫‪149‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ف�سر �سبب ما ي�أتي ‪:‬‬ ‫الطقطقة التي ت�سمعها عندما ت�سرح �شعرك بم�شط لدائني‪.‬‬ ‫‪...................................................................................................................................................................................‬‬

‫الوخز الذي ت�شعر به عند خلع �سترة من النايلون‪.‬‬ ‫‪...................................................................................................................................................................................‬‬

‫الت�صاق مجموعة من المالب�س والأن�سجة النايلون ببع�ضها‪.‬‬ ‫‪...................................................................................................................................................................................‬‬

‫و�سنرك ��ز في درا�ستن ��ا الآن عل ��ى الكهرب ��اء المتحركة عبر‬ ‫المو�صالت المختلفة وتطبيقاتها‪.‬‬

‫�أع���ط تف�سيرا علم ًيا لظاهرتي‬ ‫البرق وال�صواعق‪.‬‬

‫لقد عرفت �أن التيار الكهربائي هو �سيل من ال�شحنات الكهربائية‬ ‫المتحركة‪ ,‬كما عرفت �أن هناك نوعان من ال�شحنات الكهربائية‬ ‫الموجبة وال�سالبة ‪ ,‬ف�أي هذه ال�شحنات هي التي تتحرك مكونة التيار الكهربائي؟ وما هو اتجاه حركتها؟‬ ‫التيار الكهربائي ‪Current Electrecity :‬‬

‫اذكر بع�ض م�صادر التيار الكهربائي‪.‬‬

‫اتجاه التيار الكهربائي‪:‬‬ ‫ف ��ي بداية اكت�شاف التيار الكهربائ ��ي كان يعتقد �أنه يخرج من القطب الموجب للبطارية ويعود �إلى البطارية‬ ‫من خالل القطب ال�سالب بعد مروره بالدائرة الكهربائية (باعتبار �أن ال�شحنات المتحركة �شحنات موجبة)‬ ‫وو�ضع ��ت المع ��ادالت الريا�ضية و�صممت الدوائر الكهربائي ��ة على هذا الأ�سا�س‪ ,‬ومع تق ��دم �أ�ساليب البحث‬ ‫ات�ضح للعلماء �أن اتجاه التيار الكهربائي عك�س ما كان يعتقد‪ ,‬فالإلكترونات تخرج من القطب ال�سالب وتدخل‬ ‫للبطاري ��ة من خالل القطب الموجب �إال �أن العلماء ف�ضلوا بقاء االعتقاد ال�سابق و�سموه االتجاه اال�صطالحي‬ ‫للتي ��ار ويو�ضع اتجاه التيار في الدوائ ��ر الكهربائية بناءا عليه‪ ,‬وي�سمى االتجاه الآخ ��ر للتيار باالتجاه الفعلي‬ ‫ويو�ضح حركة االلكترونات وهو عك�س االتجاه اال�صطالحي‪.‬‬

‫‪150‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫�شدة التيار الكهربائي‪:‬‬ ‫يت�شاب ��ه م ��رور ال�شحنات الكهربائية في الأ�س�ل�اك المعدنية مع مرور الماء في الأنابي ��ب ‪ ,‬فكلما زادت كمية‬ ‫الم ��اء المارة بمقطع معين من الأنبوبة ف ��ي الثانية الواحدة قيل �أن �شدة تيار الماء كبيرة وبالمثل تقدر �شدة‬ ‫التي ��ار الكهربائ ��ي بكمية الكهرباء (كمي ��ة ال�شحنات) المارة بمقطع معين من المو�ص ��ل في الثانية الواحدة‬ ‫وتقا� ��س �شدة التيار الكهربائي في النظام العالم ��ي للوحدات بالأمبير‪ ,‬ونظرا لأننا نحتاج في حياتنا العملية‬ ‫�إلى تيارات كهربية �ضعيفة فهناك �أجزاء الأمبير وهي ‪:‬‬ ‫‪ -1‬الميللي �أمبير = ‪� 3-10‬أمبير‬ ‫‪ -2‬الميكرو �أمبير = ‪� 6-10‬أمبير‬ ‫ف�إذا كان التيار الكهربائي ثابت ال�شدة واالتجاه ي�سمى تيار م�ستمر ورمزه (‬ ‫واالتجاه ي�سمى تيار متردد ورمزه ( )‪.‬‬

‫) و�إذا كان متغير ال�شدة‬

‫م���ا الجه���از الم�ستخ���دم لقيا�س �شدة التي���ار الكهربائي وكيف يو�ص���ل في الدائرة؟ انظ���ر ال�شكل (‪)4-6‬‬ ‫‪. ......................................................................................................................................................................‬‬ ‫اذكر �أمثلة لم�صادر تيار م�ستمر و�أخرى متردد ‪.‬‬ ‫‪. ......................................................................................................................................................................‬‬ ‫ماذا تعني الرموز التالية على الأجهزة الكهربائية (‪)AC) ، (DC‬؟‬ ‫‪. ......................................................................................................................................................................‬‬ ‫هل يمكن التحويل بينهما؟‬ ‫‪. ....................................................................................................................................................................‬‬

‫‪151‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ت = �ش‬ ‫ز‬ ‫و�ش ��دة التيار م ��ن الكميات الفيزيائي ��ة الأ�سا�سية وتقا� ��س بوحدة الأمبير‬ ‫في النظ ��ام الدولي للوحدات وي�ستخدم لقيا�سها جه ��از الأميتر ويرمز له‬ ‫بالرمز (‪ ،)A‬ويو�صل في الدوائر الكهربائية على التوالي �شكل (‪.)5-6‬‬

‫لم���اذا يو�صل الأميتر عل���ى التوالي في الدوائر‬ ‫الكهربية؟‬

‫مفتاح العالقة‬

‫�شدة التيار الكهربائي ‪:‬‬ ‫هي كمية الكهرباء المارة في ناقل ما في وحدة الزمن وتح�سب من العالقة‪:‬‬ ‫�ش ‪ :‬كمية ال�شحنة‪.‬‬ ‫ت ‪ :‬التيار كهربائي‪.‬‬ ‫ز ‪ :‬الزمـن‪.‬‬

‫جهاز قيا�س �شدة التيار(�أميتر)‬ ‫ال�شكل (‪)4-6‬‬

‫(‪)1-6‬‬

‫• ك ��ون دائ ��رة كهربائية با�ستخ ��دام م�صباح‪ ،‬بطارية‬ ‫(مول ��د)‪� ،‬أ�س�ل�اك تو�صي ��ل‪ ،‬قاطع ��ة‪ ( .‬حدده ��ا عل ��ى‬ ‫الر�سم )‪.‬‬ ‫• �أغل ��ق القاطع ��ة‪ ،‬م ��ا مقدار �ش ��دة التي ��ار المار في‬ ‫ال�شكل (‪ )5-6‬يبين ربط الأميتر على التوالي‬ ‫الم�صباح الكهربائي؟‪. ...............................................................‬‬ ‫• �صل الآن الأميتر بالدائرة الكهربائية بطريقة �صحيحة‪ .‬ماذا تالحظ؟‬ ‫‪. ...........................................................................................................................................................................................................‬‬ ‫• �سجل قراءة الأميتر ‪ ...............................................‬على ماذا تدل؟‪. ..........................................................................‬‬ ‫• ا�ستبدل البطارية ب�أخرى‪ ،‬و�سجل قراءة الأميتر ‪. .............................................................................................‬‬ ‫• قارن بين القراءتين‪ ،‬ثم ف�سر النتائج ‪. ......................................................................................................................‬‬ ‫• انظر ر�سم الدائرة الكهربائية التي ا�ستخدمتها‪ .‬اربط بين الر�سم والدائرة ‪.‬‬

‫‪152‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫الجهد الكهربائي ‪Electric Potential :‬‬ ‫عندم ��ا يتالم� ��س ج�سمان ف� ��إن الحرارة ال تنتق ��ل بين الج�سمي ��ن �إال في حالة‬ ‫وجود فرق بين درجتي حرارتهما‪ ،‬كذلك الماء ال ينتقل من فرع �إلى �آخر عند‬ ‫فت ��ح ال�صمام �إال في حال ��ة وجود فرق في �ضغط الماء بينهم ��ا كما في ال�شكل‬ ‫ال�شكل (‪ )6-6‬يبين ت�شبيه فرق‬ ‫(‪ .)6-6‬وكذل ��ك ال تنتق ��ل ال�شحنات الكهربية من نقط ��ة �إلى نقطة �أخرى في‬ ‫الجهد ل�ضغط الماء‬ ‫دائرة كهربائية وبالتالي ال يمر تيار كهربائي بينهما �إال في وجود فرق في ال�ضغط الكهربي �أو فرق في الجهد‬ ‫الكهربي بين هاتين النقطتين وبذلك نعرف فرق الجهد بين نقطتين ب�أنه‪ :‬ال�شغل (الطاقة) المبذول لنقل‬ ‫وحدة ال�شحنة من نقطة لأخرى ويقا�س فرق الجهد الكهربائي بوحدة الفولت‪.‬‬ ‫ما هي �أجزاء الفولت؟‬ ‫‪. ...................................................................................................................................................................................‬‬ ‫ما الجهاز الم�ستخدم لقيا�س فرق الجهد ؟‬ ‫‪. ...................................................................................................................................................................................‬‬

‫فرق الجهد الكهربائي‪:‬‬ ‫هو كمية الطاقة الكهربائية الم�ستهلكة بين �أي نقطتين في الدائرة الكهربائية عندما يمر بها التيار الكهربائي‪.‬‬ ‫وتقا� ��س بوحدة الفولت ‪ ،‬وي�ستخدم لقيا�سها جهاز ي�سمى الفولتميتر ويرمز له في الدوائر الكهربائية بالرمز‬ ‫(‪� )v‬شكل (‪.)7-6‬‬

‫�أق���ر�أ ع���داد الكهرباء المثبت عن���د مدخل المنزل‪.‬‬ ‫على ماذا تدل الأرقام التي ي�سجلها؟ ماذا يقي�س؟‬

‫‪153‬‬

‫جهاز قيا�س فرق الجهد (فولتميتر)‬ ‫(حاول �أن تقر�أ دقة الجهاز)‪.‬‬ ‫(ال�شكل ‪)7-6‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫(‪)2-6‬‬ ‫• خذ بطارية جافة جديدة و�أخرى مثلها م�ستعملة‪.‬‬ ‫• �صل جهاز الفولتميتر بالبطارية الجديدة و�سجل قراءته‪.‬‬ ‫• ك ��رر الخط ��وة ال�سابق ��ة با�ستخدام البطاري ��ة الم�ستعملة ‪ .‬ثم ق ��ارن يين ق ��راءة الفولتميتر في‬ ‫الحالتين ‪. .....................................................................................................................................................................................‬‬

‫(‪)2-6‬‬ ‫الأدوات‪:‬‬ ‫�أ�س�ل�اك تو�صي ��ل‪ ،‬قاطع ��ة‪ ،‬بطارية‪ ،‬م�صب ��اح كهربائي‪،‬‬ ‫مقيا�س فرق جهد (فولتميتر)‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪ )8-6‬يبين ربط الفولتميتر‬ ‫الخطوات‪:‬‬ ‫ �صل الدائرة الكهربية كما في ال�شكل بدون ‪ .‬مقيا�س فرق الجهد (فولتميتر)‪.‬‬‫ الآن �صل الفولتميتر بين طرفي الم�صباح لقيا�س الطاقة الكهربائية التي ي�ستهلكها الم�صباح‪.‬‬‫مو�ضحا طريقة تو�صيل الفولتميتر‪.................................................................................. .‬‬ ‫ �أعد ر�سم الدائرة‬‫ً‬

‫ال�شكل (‪)9-6‬‬ ‫ترمز الإ�شارات مثل ‪ 1.5‬فولت �أو ‪ 4.5‬فولت �إلى جهد كل عمود (م�صدر طاقة كهربائي) �أما الإ�شارات ‪ 6‬فولت �أو ‪ 1.5‬فولت الم�سجلة على‬ ‫الم�صباح فهي ترمز �إلى فرق الجهد الذي ت�شتغل عليه‪.‬‬

‫‪154‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫ي�شغل التيار المتناول عاد ًة على فرق جهد ‪ 110‬فولت‪ 220 ،‬فولت �أيهما �أف�ضل ا�ستخدمه للأجهزة ؟ لماذا؟‬

‫المقاومة الكهربائية ‪:Resistance‬‬

‫عن ��د م ��رور ال�شحن ��ات الكهربائية خ�ل�ال ناقل ما ف�إنه ��ا تواجه ممانع ��ة �أو مقاومة م ��ن ذرات الناقل ت�سمى‬ ‫بالمقاومة الكهربائية و�أي جهاز كهربائي يعتبر مقاوم لمرور التيار خالله ف�أي م�صباح �أو جر�س �أو راديو ‪...‬‬ ‫كلها �أجهزة تحتوي في تركيبها على مقاومات تمانع مرور التيار‪.‬‬ ‫ف�إذا كانت المقاومة الكهربائية للناقل كبيرة ف�إن �شدة التيار المار فيه تكون �صغيرة والعك�س �صحيح‪ ،‬وتعتمد‬ ‫المقاومة الكهربائية لناقل على العوامل التالية‪:‬‬ ‫‪ -1‬طول الناقل (طردي)‪.‬‬ ‫‪ -2‬م�ساحة مقطع الناقل (عك�سي)‪.‬‬ ‫‪ -3‬طبيعة المعدن‪.‬‬ ‫وترتف ��ع درجة ح ��رارة الناقل عند مرور التيار خالل ��ه نتيجة ت�صادم ال�شحن ��ات الكهربائية (التيار) بذرات‬ ‫الناق ��ل المعدن ��ي‪ .‬وتختلف كمية الح ��رارة الناتجة باختالف طبيع ��ة المعدن‪ .‬وتقا�س المقاوم ��ة الكهربائية‬ ‫بوحدة الأوم ويرمز لها بالرمز (‪.)Ω‬‬ ‫ناق�ش مدى �صحة العبارة التالية ‪:‬‬ ‫يف�ضل ا�ستخدام مادة ذات مقاومة عالية عند �صنع المكواة �أو الغالية‪.‬‬

‫‪. .....................................................................................................................................................................................‬‬ ‫لماذا ن�ستخدم �أ�سالك عري�ضة للمكيفات مث ً‬ ‫ال؟‬

‫‪. .....................................................................................................................................................................................‬‬ ‫ماذا يحدث لو ا�ستخدمنا �سلك رفيع ؟ لماذا ؟‬

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

‫‪155‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪1-6‬‬ ‫في تجربة لمعرفة العالقة بين �شدة التيار وفرق الجهد في دائرة ب�سيطة وجد كالتالي‪:‬‬ ‫‪4.3 3.3 2.1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫فرق الجهد (فولت)‬ ‫‪0.8 0.6 0.4 0.2‬‬ ‫�شدة التيار(�أمبير)‬ ‫�أ – ار�س ��م ر�سم� � ًا بياني ًا للعالقة بين ف ��رق الجهد (على محور ال�ص ��ادات) و�شدة التيار على‬ ‫محور ال�سينات‪.‬‬ ‫ب‪ -‬اح�س ��ب ميل الخط الم�ستقيم الناتج (المي ��ل هو فرق ال�صادات على فرق ال�سينات) كما‬ ‫در�ست في ريا�ضيات الثالث متو�سط‪.‬‬ ‫ج‪ -‬طبق العالقة التالية‪:‬‬ ‫ج‬ ‫�ص‪� – 2‬ص‬ ‫= ‪...................................................................‬‬ ‫‪= 1‬‬ ‫الميل =‬ ‫ت‬ ‫�س‬ ‫–‬ ‫�س‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫(الناتج ي�سمى المقاومة الكهربائية)‬ ‫د – اكتب العالقة بين الجهد والتيار والمقاومة (�صيغة ريا�ضية)‪.‬‬ ‫‪. .....................................................................................................................................................................................‬‬ ‫الدوائر الكهربائية الب�سيطة ‪Simple Current Circuits :‬‬ ‫الدائرة الكهربائية هي م�سار مغلق ي�سمح بمرور التيار به لت�شغيل جهاز معين مثل م�صباح ‪�...‬إلخ‪.‬‬ ‫ف ��كل من الم�صباح والراديو والتلفزيون والم�سجل وغيرها من الأجهزة الكهربائية تعمل عند تو�صيلها بمنبع‬ ‫للتيار الكهربائي‪ ،‬وعند عملها نقول �أن تيار ًا كهربي ًا يمر فيها‪.‬‬ ‫يع ��رف العم ��ود والبطارية وم�أخذ التيار الكهربي العمومي بمنابع التي ��ار الكهربي وتنتقل الكهرباء من مكان‬ ‫لآخر في م�سارات خا�صة ف�إذا لم يكن هذا الم�سار مكتم ًال ل�سبب �أو لآخر ف�إن الكهرباء ال تمر‪.‬‬ ‫وعن ��د خروجه ��ا من المنبع ف�إنها تخرج ب�ش ��يء من الطاقة يلزم لت�شغيل جهاز م ��ا لال�ستفادة منه ب�صورة �أو‬ ‫ب�أخ ��رى‪ ،‬ث ��م تعود مرة ثانية �إلى المنب ��ع بعد ا�ستنفاذ كل الطاقة التي كانت بها وتق ��وم المفاتيح في الدوائر‬ ‫الكهربية بوظيفتين حيويتين ‪:‬‬

‫‪156‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫يعتب ��ر المفتاح و�سيل ��ة حماية في الدائرة الكهربية فه ��و يوفر الحماية من ال�صدم ��ات الكهربائية وكلما زاد‬ ‫الجهد الكهربائي في الدائرة كلما ازدادت �أهمية المفاتيح بها‪.‬‬ ‫يعم ��ل المفت ��اح على توفي ��ر طريقة �سهلة و�سريعة لوقف �سري ��ان الكهرباء وبذلك فهو يعم ��ل على �إطالة عمر‬ ‫البطارية وعلى هذا يلزم توفير مفتاح كهربائي في كل دائرة كهربية �صغرت �أم كبرت‪.‬‬

‫مكونات الدوائر الكهربائية‪:‬‬ ‫‪ -1‬منبع �أو م�صدر للتيار الكهربائي مثل العمود �أو البطارية‪.‬‬ ‫‪ -2‬جه ��از كهربائي من �أجله ت�صم ��م الدائرة الكهربية مثل الم�صباح‬ ‫والمدف�أة والتلفزيون‪.‬‬ ‫‪ -3‬مفتاح كهربائي �أو قاطع للتيار لفتح وغلق الدائرة ح�سب االحتياج‬ ‫كما في ال�شكل (‪.)10-6‬‬ ‫‪ -4‬مو�صالت فيما بين مكونات الدائرة (�أ�سالك معدنية)‪.‬‬

‫الدائرة مغلقة‬ ‫(التيار يمر)‬

‫الدائرة مفتوحة‬ ‫(التيار ال يمرر)‬

‫ال�شكل (‪ )10-6‬يبين القاطع الكهربائي‬

‫(‪)3-6‬‬

‫تكوين وتمثيل الدوائر الب�سيطة‬

‫العن�صـر‬

‫الأدوات ‪:‬‬

‫قاطعة‪� ,‬أميتر‪ ,‬م�صباح‪� ,‬أ�سالك تو�صيل‪.‬‬

‫الخطوات ‪:‬‬ ‫‪ -1‬كون دائرة ت�شمل العنا�صر ال�سابقة‪.‬‬ ‫(اربط الأميتر على التوالي)‬

‫‪� -2‬أغلق القاطعة‪.‬‬ ‫ ماذا ت�ستنتج ‪.......................................................‬‬‫‪ -3‬مثل الدائرة ال�سابقة م�ستعي ًنا بالجدول الذي‬ ‫�أمامك‪.‬‬

‫البطارية‬ ‫القاطعة‬ ‫الم�صباح‬ ‫الأميتر‬ ‫الفولتميتر‬ ‫المحرك‬ ‫المقاومة‬ ‫المقاومة المتغيرة‬ ‫(الريو�ستات)‬

‫رمـزه‬ ‫‪+‬‬

‫‪A‬‬ ‫‪V‬‬

‫‪-‬‬

‫�أو‬ ‫�أو‬

‫جدول (‪ 6‬ـ ‪ )1‬بع�ض الرموز الم�ستخدمة في تمثيل‬ ‫الدوائر الكهربائية الب�سيطة‬

‫‪157‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫(‪)4-6‬‬

‫لقيا�س �شدة التيار وفرق الجهد‬

‫‪ -1‬ما هي مكونات الدائرة في ال�شكل ( ‪)11-6‬؟‬ ‫‪� -2‬صل الدائرة كما في ال�شكل (‪.)11-6‬‬ ‫‪� -3‬أغلق القاطعة ‪ ,‬ماذا تالحظ؟‬ ‫‪ -4‬ما قراءة الأميتر؟‬ ‫‪� -5‬ضع الأميتر في النقاط �أ ‪ ,‬ب ‪ ,‬جـ‪.‬‬ ‫‪ -6‬ما �شدة التيار التي يقي�سها الأميتر في هذه النقاط؟‬

‫ب‬

‫�أ‬

‫‪A‬‬

‫جـ‬ ‫ال�شكل (‪)11-6‬‬

‫‪ -7‬ماذا ن�ستنتج ؟ ‪. ..................................................................................................................‬‬ ‫‪ -8‬كيف تقي�س فرق الجهد بين طرفي الم�صباح؟‬ ‫‪ -9‬ما قراءة الفولتميتر ؟‬ ‫‪ -10‬ا�ستبدل الم�صباح بمحرك كهربائي‪.‬‬ ‫‪ -11‬ق�س فرق الجهد بين طرفيه‪ -12 .‬قارن بين النتيجتين‪.‬‬

‫(‪)5-6‬‬ ‫الربط على الت�سل�سل‬ ‫‪ -1‬كون الدائرة كما في ال�شكل ( ‪.)12-6‬‬ ‫‪� -2‬ضع الأميتر في النقاط �أ ‪ ,‬ب ‪ ,‬جـ‪.‬‬ ‫‪ -3‬ما قراءة الأميتر في كل حالة؟ ‪.........................................‬‬

‫جـ‬

‫ب‬

‫‪A‬‬

‫�أ‬

‫‪. .........................................................................................‬‬ ‫‪ -4‬ماذا يمكن القول عن �شدة التيار المار في الم�صباحين المربوطين على التوالي ؟‬ ‫ال�شكل (‪)12-6‬‬

‫‪. .......................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -5‬كيف تكون �شدة التيار المارة في مجموعة �أجهزة مربوطة على التوالي (الت�سل�سل)؟‬ ‫‪ -6‬ق�س فرق الجهد بين النقطتين �أ ‪ ،‬ب و ب ‪� ،‬أ ماذا تالحظ؟‬ ‫‪. .......................................................................................................................................................‬‬

‫‪158‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫(‪)6-6‬‬

‫ق‪1‬‬

‫الربط على التوازي‬ ‫‪-1‬كون الدائرة كما في ال�شكل‪.‬‬ ‫‪-2‬ارب ��ط الم�صباحي ��ن بالطريق ��ة المو�ضح ��ة (رب ��ط على‬ ‫التوازي)‪.‬‬ ‫‪�-3‬أغلق القاطعة ‪ 2 ، 1‬ماذا تالحظ؟‬

‫(‪ )1‬ق‪2‬‬

‫(‪)2‬‬

‫‪A‬‬

‫ق‪3‬‬

‫ال�شكل (‪)13-6‬‬

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

‫‪.‬‬ ‫ ما ق���راءة الأميت���ر؟ ‪..........................................................................................................................‬‬‫‪.‬‬ ‫‪� -4‬ضع الأميتر عند النقطة �أ ‪ ،‬ب‪.‬‬ ‫ ما عالقة �شدة التيار الكلي ب�شدة التيار المار في كل م�صباح؟‬‫‪� -5‬أغلق القاطعة ‪ 2 ، 1‬واترك ق‪ 3‬مفتوحة ‪ ،‬هل ي�ضيء الم�صباح؟ ‪. ..........................................‬‬ ‫‪� -6‬أغلق القاطعة ‪ 3 ، 1‬واترك ق‪ 2‬مفتوحة ‪ ،‬ماذا ت�شاهد؟ ‪.......................................................‬‬ ‫‪ -7‬ق�س فرق الجهد بين طرفي الم�صباح الأول والثاني وقارن بين القراءتين؟ ‪..........................‬‬

‫ن�شاط ‪1-6‬‬ ‫�أي ال�صورتين ربط على التوازي و�أيهما ربط على التوالي؟‬ ‫مثل �أحد الدائرتين بالر�سم با�ستخدام جدول (‪.)1-6‬‬

‫ال�شكل (‪)14-6‬‬

‫‪159‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫المو�صالت والعوازل ‪Conductors and insulators :‬‬ ‫تركيب الذرة‪ :‬تتركب الذرة من‪:‬‬ ‫‪ -1‬نواة موجبة ال�شحنة توجد في مركز الذرة‪.‬‬ ‫‪� -2‬إلكترونات �سالبة ال�شحنة تدور في مدارات على �أبعاد مختلفة من النواة ت�سمى م�ستويات الطاقة‪.‬‬ ‫‪ -3‬توجد قوى الجذب بين النواة والإلكترونات تعمل على ربط الإلكترونات بالذرة‪.‬‬

‫الإلكترونات الحرة‪:‬‬

‫‪ -1‬في الفلزات يكون ارتباط بع�ض �إلكترونات م�ستوى الطاقة الأخير بالذرة ارتباطا �ضعيفا‪.‬‬ ‫‪ -2‬ت�ستطيع هذه الإلكترونات التجول بحرية داخل الفلز وت�سمى �إلكترونات حرة‪.‬‬ ‫‪ -3‬حركة الإلكترونات الحرة في الفلز (المو�صل المعدني) هي التي تحدث التيار الكهربائي‪.‬‬

‫(‪)7-6‬‬ ‫�أ‬

‫الأدوات ‪:‬‬ ‫ق�ضيب نحا�سي‪ ,‬م�سطرة خ�شبية‪,‬‬ ‫ق�ضيب زجاجي‪ ،‬مطاط حديد‪� ،‬ألمنيوم‪.‬‬ ‫ب‬ ‫الخطوات ‪:‬‬ ‫ال�شكل (‪)15-6‬‬ ‫‪� -1‬صل الدائرة كما في ال�شكل‪.‬‬ ‫‪� -2‬ضع المادة المراد اختبارها بين النقطتين �أ‪ ،‬ب‪.‬‬ ‫ماذا تالحظ؟ ‪. ...................................................................................................................................‬‬ ‫‪� -3‬صنف المواد من حيث تو�صيلها للتيار �أو عدمه‪ ،‬ثم دونها في الجدول التالي‪:‬‬

‫مواد عازلـة‬

‫مواد مو�صلـة‬

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

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

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

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

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

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

‫اال�ستنتاج‪ :‬تعتبر المعادن مواد ‪. .......................................................................................................‬‬

‫‪160‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫المو�صل الكهربي ‪:‬‬ ‫المو�ص���ل الكهربائ���ى ‪ :‬هو مادة تحتوى على عدد كبير من الإلكترونات الحرة فتتحرك‬ ‫بداخلها ب�سهولة‪.‬‬

‫لمــاذا ؟ ( بالتعاون مع زمالئك �أجب عن ) ‪:‬‬ ‫تغلف الأ�سالك المعدنية بمادة عازلة؟‬

‫‪. ...........................................................................................................................................................‬‬ ‫ت�صنع مقاب�ض الزرادية من البال�ستيك �أو مادة لدنة؟‬ ‫‪. ...........................................................................................................................................................‬‬ ‫ينتهي القاب�س بطرفين معدنيين؟‬ ‫‪. ...........................................................................................................................................................‬‬ ‫ت�ستخدم �أ�سالك النحا�س للتو�صيل في الدوائر الكهربائية؟‬ ‫‪. ...........................................................................................................................................................‬‬ ‫ت�صنع مانعة ال�صواعق من مادة معدنية؟‬ ‫‪. ...........................................................................................................................................................‬‬ ‫�إذا ت�صن ��ف المواد من حيث تو�صيلها للتي ��ار الكهربائي �إلى‬ ‫م ��واد مو�صلة وم ��واد عازلة وهنا م ��واد �أخرى ت�سم ��ى �أ�شباه‬ ‫المو�صالت ت�ستخدم في الدوائر الكهربائية‪.‬‬

‫بطاقة الجهاز ‪:‬‬ ‫عادة يدون على الأجهزة‬ ‫الكهربائي ��ة معلوم ��ات‬ ‫مهم ��ة للت�شغي ��ل �أنظ ��ر‬ ‫ال�شكل‬

‫ابحث عن �أ�شباه المو�صالت و�أهميتها‬ ‫في الدوائر الكهربائية‪.‬‬ ‫نوع الجهاز (محول)‬

‫القدرة الق�صوى‬

‫التيار الداخل متردد جهده‬ ‫بين ‪ 100‬و‪ 240‬فولت‬

‫تردد الجهاز‬

‫التي ��ار الخ ��ارج م�ستم ��ر‬ ‫جهده ‪ 4.2‬فولت‬

‫التيار الخارج‬

‫ال�شكل (‪)16-6‬‬

‫‪161‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ال�سالمة في الكهرباء ‪saftey :‬‬

‫لديك ـ مث ً‬ ‫ال ـ م�صباح لم ي�ضيء مما يعني على وجود خلل في الدائرة الكهربائية‪ ،‬ما هي‬ ‫الأ�سباب المحتملة بظنك ؟‬ ‫‪. .............................................................................................................................................. -1‬‬ ‫‪. ............................................................................................................................................... -2‬‬ ‫‪. .............................................................................................................................................. -3‬‬ ‫‪. .............................................................................................................................................. -4‬‬

‫تح ��دث ال�صدمة الكهربائية نتيجة مرور تي ��ار كهربائي خالل الج�سم‪ ,‬و�شدة التيار المار عبر الج�سم تعتمد‬ ‫عل ��ى كل من الجه ��د الم�ستخدم ومقاومة الج�سم‪ .‬والأخي ��رة يمكن للإن�سان التحكم بها‪ ,‬ف� ��إذا كان الج�سم‬ ‫معزوال عن الأر�ض تكون مقاومته كبيرة جدا وال يمر به تيار‪ ،‬ال�شكل ( ‪ .) 17-6‬بينما �إذا كان مالم�س للأر�ض‬ ‫�أو الج ��دار تك ��ون مقاومته �أقل‪� ،‬أم ��ا �إذا كان يقف على �أر�ض مبللة �أو يرتدي ح ��ذا ًء مبل ًال ف�إن مقاومته تكون‬ ‫�صغيرة جدً ا وبالتالي يمر به تيار كبير جدا‪.‬‬ ‫ومم ��ا �سبق نالحظ �إن التيار الكهربائي ال يم ��ر عبر ج�سم الإن�سان �إال �إذا كان ج�سم الإن�سان يقوم بدور غلق‬ ‫الدائرة الكهربائية‪.‬‬ ‫و�أق ��ل تيار يمكن للإن�سان الإح�سا�س به هو ‪ 0.001‬مللي �أمبير‪� ,‬إال �إنه ال ي�سبب �أذى للج�سم ولكن كلما زادت‬ ‫�شدة التيار زاد الخطر النا�شئ عن �صعق الكهرباء ابتداء من ال�شعور ب�صدمة خفيفة �إلى �صعق ي�سبب حروقا‬ ‫وتوق ًفا لع�ضالت التنف�س والقلب مما ي�سبب الوفاة‪.‬‬

‫‪162‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Electricity‬‬

‫ولتجنب خطر ال�صعق الكهربائي يجب االلتزام بقواعد ال�سالمة التي منها ‪:‬‬ ‫‪ -1‬يجب �أن تكون الأجهزة الكهربائية م�ؤر�ضة ب�شكل �صحيح (المق�صود بالت�أري�ض هو ات�صال هيكل الجهاز‬ ‫الكهربائي بالأر�ض عبر مو�صل) لماذا؟ انظر �شكل(‪.)17-6‬‬

‫�شكل (‪)17-6‬‬

‫‪� -2‬إج ��راء الك�شف الدوري على الأجهزة والتو�صيالت الكهربائية والقواطع وا�ستبدال ما يتلف من الأ�سالك‬ ‫والمفاتيح والقواب�س‪.‬‬ ‫‪ -3‬عدم ت�شغيل عدة �أجهزة كهربائية على قاب�س واحد‪ .‬لماذا؟‬ ‫‪ -4‬و�ضع �أ�سالك التو�صيل المنا�سبة لكل جهاز فالأ�سالك الرفيعة مقاومتها كبيرة وال ت�سمح بمرور تيار كبير‬ ‫وعدم ا�ستخدام �أ�سالك رفيعة لت�شغيل �أجهزة تحتاج �إلى تيار عالي ف�إن الأ�سالك ت�سخن وربما تحترق‪.‬‬ ‫‪ -5‬و�ضع قواطع �آلية تتنا�سب مقاومتها مع تيار الجهاز المو�صل معها‪.‬‬ ‫‪ -6‬قط ��ع التيار الكهربائي ع ��ن الدائرة الكهربائي ��ة �أثناء فترة‬ ‫ال�صيان ��ة لها‪ .‬و�إذا لم يتي�سر ذلك فيجب الوقوف على �أر�ض‬ ‫معزولة وجافة‪.‬‬ ‫‪ -7‬عن ��د محاولة �إنقاذ الم�صعوق فيجب الحذر من لم�س ج�سمه‬ ‫مبا�شرة �إذا كان مت�صال بالتيار الكهربائي‪ .‬لمـاذا؟‬ ‫ال�شكل (‪)18-6‬‬

‫‪163‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪ -8‬ال تح ��اول لم� ��س �سلك ف ��ي دائرة كهربائية من �أجل الت�أكد من وجود تي ��ار كهربائي فيه و�إن كان ال بد من‬ ‫ذل ��ك فليكن بظهر اليد ولي�س بباطنها‪ ،‬وذلك لأن ع�ضالت الج�س ��م تنقب�ض مع وجود التيار الكهربائي‪,‬‬ ‫ف�إذا كان لمــ�س ال�ســــلك في ظهر اليد �أدى انقبـا�ض الع�ضالت �إلى ابتعاد اليد عن ال�ســــلك تلقائيا و�إذا‬ ‫كان لم� ��س ال�سل ��ك م ��ن خالل بطن اليد �أدى انقبا�ض الع�ضالت �إلى �إم�س ��اك اليد بال�سلك تلقائيا‪ .‬انظر‬ ‫�شكل (‪.)19-6‬‬

‫�شكل (‪)19-6‬‬

‫‪ -9‬تجهيز المباني بمانعة ال�صواعق التي تحميها من خطر ال�صواعق ب�إذن اهلل‪.‬‬ ‫‪ -10‬ن�ستخ ��دم ال�صهيرة (الفيوز ‪ )Fuise‬لحماية الأجه ��زة الكهربائية بحيث يربط على التوالي �سلك من‬ ‫الر�صا�ص ين�صهر ب�سرعة عند حدوث التما�س ويختلف قطر ال�سلك ح�سب �شدة التيار المار في الدائرة‪.‬‬ ‫ما فائدة ان�صهار الر�صا�ص ؟‬ ‫في حالة الأجهزة التي تعمل على خطين (‪ )220/110‬فولت نف�ضل ا�ستخدام ‪ 220‬فولت لأنه في هذه الحالة‬ ‫يكون التيار المار �أقل ما يمكن (لماذا؟) وذلك لأن التيار هو الم�س�ؤول عن �إتالف الأ�سالك الكهربائية نتيجة‬ ‫الحمل العالي حيث تكون الطاقة الكهربائية التي ي�ستهلكها الجهاز ثابتة‪.‬‬ ‫يخ�سر المواطنون ماليين الرياالت �سنوياً جراء عدم الأخذ ب�أ�سا�سيات ال�سالمة ‪.‬‬ ‫اذكر تعليمات �أخرى‪.‬‬ ‫للبحث واالطالع‬ ‫قم بزيارة لمحطة �إنتاج طاقة كهربائية �إذا �أمكن‪ ،‬ثم اكتب تقريراً عن ذلك‪.‬‬ ‫اح�صل على ن�شرة لل�سالمة في مجال الكهرباء من ال�شركة ال�سعودية الموحدة للكهرباء في منطقتك‪.‬‬ ‫ناق�شها مع زمالئك‪.‬‬

‫‪164‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪ -1‬عند دلك ق�ضيب من الأبونيت ي�شحن ب�شحنة �سالبة �أما الزجاج في�شحن عند دلكه ب�شحنات موجبة‪.‬‬ ‫وت�سمى هذه بالكهرباء ال�ساكنة‪.‬‬ ‫‪ -2‬ال�شحنات المختلفة تتجاذب والمت�شابهة تتنافر‪.‬‬ ‫‪ -3‬تول���د ال�شحن���ات حوله���ا مجا ًال كهربائياً يمك���ن تمثيله على �شكل خطوط وهمي���ة خارجة من ال�شحنة‬ ‫الموجبة وداخلة لل�شحنة ال�سالبة‪.‬‬ ‫‪ -4‬التي���ار الكهربائ���ي ه���و �سي���ل م���ن ال�شحن���ات الكهربائية التي تتح���رك بانتظ���ام ب�سرعة معين���ة واتجاه‬ ‫معين‪.‬‬ ‫‪ -5‬االتجاه اال�صطالحي للتيار الكهربائي هو حركة ال�شحنات من القطب الموجب لل�سالب‪.‬‬ ‫‪ -6‬االتجاه الفعلي للتيار الكهربائي هو حركة الإلكترونات من القطب ال�سالب للموجب‪.‬‬ ‫‪� -7‬ش���دة التي���ار الكهربائ���ي ه���ي كمية الكهرب���اء المارة بمقط���ع معين م���ن المو�صل في الثاني���ة الواحدة‬ ‫وتقا�س �شدة التيار بوحدة الأمبير‪.‬‬ ‫‪ -8‬التيار الم�ستمر هو تيار ثابت ال�شدة واالتجاه‪.‬‬ ‫‪ -9‬التيار المتردد هو تيار متغير ال�شدة واالتجاه‪.‬‬ ‫‪ -10‬ف���رق الجه���د بين نقطتين هو ال�شغل المبذول لنقل كمية ال�شحنة من نقطة لأخرى ويقا�س بوحدة‬ ‫الفولت‪.‬‬ ‫‪ -11‬المقاومة الكهربائية هي ممانعة المو�صل لمرور التيار الكهربائي خالله وتقا�س بوحدة الأوم‪.‬‬ ‫‪ -12‬تتكون الدوائر الكهربائية الب�سيطة من بطارية وقاطعة ومقاومة (�أي جهاز كهربائي)‪.‬‬ ‫‪ -13‬ي�ستخدم الأميتر لقيا�س �شدة التيار ويو�صل في الدائرة على التوالي ‪ ,‬وي�ستخدم الفولتميتر لقيا�س‬ ‫فرق الجهد الكهربائي ويو�صل في الدائرة على التوازي‬ ‫‪ -14‬المو�صالت هي المواد التي تحتوي ذراتها على عدد كبير من الإلكترونات الحرة فتتحرك بداخلها‬ ‫ب�سهولة مما ي�سمح بمرور ال�شحنات من خاللها‪.‬‬ ‫‪ -15‬مبادئ ال�سالمة في الكهرباء مهمة للمحافظة على حياتنا من الأخطار وكذلك مهمة في المحافظة‬ ‫على الأجهزة ذاتها‪.‬‬

‫‪165‬‬ ‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪1‬‬

‫تخير الإجابة ال�صحيحة في كل مما ي�أتي‪:‬‬ ‫�أ – ي�ستخدم لقيا�س �شدة التيار الكهربائي‪:‬‬ ‫(‪ )1‬الفولتميتر‪.‬‬ ‫(‪ )2‬الهيدرومتر‪.‬‬ ‫(‪ )3‬الأميتر‪.‬‬ ‫(‪)4‬الترمومتر‪.‬‬ ‫ب ‪-‬جهاز فرق جهده ‪ 60‬فولت و�صل بين طرفيه جهازين على التوازي فيكون فرق الجهد الكلي‪:‬‬ ‫(‪�)1‬أكبر من ‪ 60‬فولت‪.‬‬ ‫(‪�)2‬أقل من ‪ 60‬فولت‪.‬‬ ‫(‪)3‬ي�ساوي ‪ 60‬فولت‪.‬‬ ‫(‪)4‬م�ساويا لل�صفر‪.‬‬ ‫جـ – تتنا�سب المقاومة الكهربائية لناقل‪:‬‬ ‫(‪)1‬طردي ًا مع طوله وعك�سي ًا مع م�ساحة مقطعه‪.‬‬ ‫(‪)2‬طردي ًا مع طوله وم�ساحة مقطعه‪.‬‬ ‫(‪)3‬عك�سي ًا مع طوله وم�ساحة مقطعه‪.‬‬ ‫(‪)4‬عك�سي ًا مع طوله وطردي ًا مع م�ساحة مقطعه‪.‬‬ ‫د – جميع الأجهزة التالية من مكونات الدوائر الب�سيطة ماعدا‪:‬‬ ‫(‪)1‬البطارية‪.‬‬ ‫(‪)2‬القاطعة‪.‬‬ ‫(‪)3‬الأميتر‪.‬‬ ‫(‪)4‬المقاومة‪.‬‬

‫‪166‬‬

‫)‪Physics (1‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬

‫�صنف المواد التالية من حيث تو�صيلها للتيار الكهربائي‪:‬‬

‫‪4‬‬

‫ف�سر ما ي�أتي تف�سي ًرا علمياً‪:‬‬

‫‪5‬‬

‫�سمي الأجهزة ( �أ ‪ ،‬ب ‪ ،‬جـ ) في الدوائر المر�سومة �أمامك في ال�شكل ( ‪. )20-6‬‬

‫قارن بين االتجاه اال�صطالحي والفعلي للتيار الكهربائي‪.‬‬ ‫الفلين – المطاط – الف�ضة – الحديد – البال�ستيك – الكربون‪.‬‬

‫�أ ‪ -‬ت�سخن البطاريات عند ا�ستخدامها لفترة طويلة‪.‬‬ ‫ب ‪ -‬الوقوف على �أر�ض جافة ومعزولة يقي من خطر ال�صعق الكهربائي ب�إذن اهلل‪.‬‬ ‫جـ ‪ -‬يخرج من �أغلب الأجهزة الكهربائية مثل الثالجة وغ�سالة المالب�س ‪� 3‬أ�سالك‪.‬‬ ‫د ‪ -‬تو�صل الأجهزة الكهربائية في المنازل على التوازي‪.‬‬ ‫هـ ‪ -‬الطاقة الكهربائية من الم�صادر النظيفة للطاقة‪.‬‬

‫�أ‬

‫جـ‬ ‫ب‬

‫�شكل (‪)20-6‬‬

‫‪6‬‬

‫من خالل درا�ستك للعالقة بين المقاومة الكهربائية و�شدة التيار اقترح طريقة للتقليل‬ ‫من التيار المار خالل جهاز معين‪.‬‬

‫‪7‬‬

‫�سجل تعليمات موجهة لأفراد عائلتك وزمالئك تو�ضح لهم‪:‬‬

‫‪8‬‬ ‫‪9‬‬

‫�أ‪ -‬تر�شيد ا�ستهالك الطاقة الكهربائية‪.‬‬ ‫ب‪ -‬تجنب �أخطار التيار الكهربائي وكيفية التعامل مع الدوائر الكهربائية‪.‬‬

‫عدد بع�ض الأجهزة الكهربائية التي تحول الطاقة الكهربائية �إلى �شكل �آخر من الطاقة‪.‬‬ ‫اقترح تجربة لإثبات فائدة الجذب والتنافر الكهربائي‪.‬‬ ‫‪167‬‬ ‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪10‬‬

‫ماذا يحدث للأجهزة الكهربائية التي ت�شغل على خط ‪ 110‬فولت وتو�صل على خط ‪220‬‬ ‫فول���ت ؟ ف�س���ر ما يحدث ‪ .‬كيف يمكن �إ�صالحها ؟ م���اذا يحدث لو كان الو�ضع بالعك�س؟‬ ‫ماذا تفعل لكي تحل اختالف جهد الم�صدر وجهد الجهاز؟‬

‫‪11‬‬

‫ت�أمل ال�صورة �أمامك في ال�شكل ( ‪! )20-6‬‬

‫�شكل (‪)20-6‬‬

‫�أ ‪ -‬ار�سم تمثي ًال للدائرة الكهربائية‪.‬‬ ‫ب ‪ -‬ما نوع تو�صيل البطاريات؟‬ ‫جـ‪� -‬إذا كانت القوة الكهربائية للبطارية الواحدة ‪ 1.5‬فولت‪ ،‬كم القوة الكلية؟‬ ‫د ‪� -‬إذا عك�س ��ت �أقط ��اب �أح ��د البطاريات‪ ،‬كم الق ��وة الكلية؟ هل ي�ضيء الم�صب ��اح؟ (نفذ ذلك في‬ ‫المختبر)‪.‬‬

‫‪12‬‬

‫�ص ِّنف م�صادر التيار التالية ‪( :‬متردد ‪ ,‬م�ستمر)‬ ‫بطارية ال�سيارة ‪ -‬تيار المنزل ‪ -‬تيار الخارج من �شاحن الجوال ‪ -‬بطاريات الأجهزة‪.‬‬

‫‪13‬‬

‫ما معنى الربط الكهربائي بين المدن والدول ؟ ما فائدته؟‬ ‫‪168‬‬

‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Magnetism‬‬

‫يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن تكون‬ ‫قادرا على �أن ‪:‬‬ ‫‪ -1‬ت�شرح ظاهرة المغناطي�سية‪.‬‬ ‫‪ -2‬تحدد �أقطاب المغناطي�س عمل ًيا‪.‬‬ ‫‪ -3‬تتو�صل عمل ًيا �إلى �أن للتيار الكهربائي مجال مغناطي�سي‪.‬‬ ‫‪ -4‬ت�ستنتج عمل ًيا �شكل خطوط المجال المغناطي�سي‪:‬‬ ‫ ق�ضيب مغناطي�سي‪.‬‬‫ مغناطي�س على �شكل حدوة الفر�س‪.‬‬‫‪� -‬سلك م�ستقيم يمر به تيار كهربائي‪.‬‬

‫المغناطي�سية‬ ‫المقـ ــدمة‪:‬‬

‫‪Magnetism‬‬

‫�سنتن ��اول ف ��ي هذا الف�صل ‪ -‬ب� ��إذن اهلل ‪ -‬الظاه ��رة المغناطي�سية حيث تتعرف عل ��ى بع�ض خوا�ص‬ ‫المغناطي� ��س‪ ,‬وكيفية تحديد �أقطاب المغناطي�س عمل ًيا وبالتالي ر�س ��م المجال المغناطي�سي لبع�ض‬ ‫�أ�شكال المغناطي�س والتو�صل �إلى الأثر المغناطي�سي للتيار الكهربائي‪ .‬والذي يعد من �أبرز اكت�شافات‬ ‫الرابع ع�شر الهجري و القرن الع�شرين الميالدي‪.‬‬

‫المغناطي�سية‪:‬‬

‫لق ��د وقف الإن�سان في الق ��رون الما�ضية حائر ًا م�شدوه ًا �أمام ظاهرة المغناطي�سية‪ ,‬فهو يرى قطع ًا حديدية‬ ‫ومعدنية تنجذب نحو ق�ضيب معدني بدون �أي قوة �أو رابط ولم ي�ستطع �أن يف�سر ما ي�شاهد فعزاه �إلى ال�سحر‬ ‫والقوة الخفية‪.‬‬ ‫وقد كان للمنهج التجريبي الذي انطلقت بوادره على �أيدي العلماء الم�سلمين دور كبير في تقدم العلم والو�صول‬ ‫�إلى كثير من التف�سيرات للظواهر الكونية على �أ�س�س علمية قائمة على المنطقية والواقعية واال�ستدالل حيث‬ ‫تمك ��ن علماء الغرب التعرف على ظاه ��رة المغناطي�سية وتف�سيرها ومن ثم ت�سخيره ��ا لخدمة الب�شرية وفق‬ ‫�إرادة اهلل �سبحانه‪.‬‬

‫مغناطي�س طبيعي (�أك�سيد الحديد)‬

‫�شكل (‪)1-7‬‬

‫‪170‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Magnetism‬‬

‫ن�شاط ‪1-7‬‬ ‫خذ ق�ضيب مغناطي�س وقربه من المواد التالية‪:‬‬ ‫قطعة حديد – قطعة خ�شب – قطعة نحا�س – قطعة نيكل – قطعة زجاج‪.‬‬ ‫ ماذا تالحظ؟ ‪. ...........................................................................................................................‬‬‫ ماذا ت�ستنتج؟ ‪. ...........................................................................................................................‬‬‫تكمن الخا�صية المغناطي�سية في قدرة المغناطي�س على جذب بع�ض المواد �إليه‪.‬‬ ‫مثل ‪. .................................................................................................................................................‬‬

‫�صنف المواد مغناطي�سيا‪ .‬مع ذكر �أمثلة لكل نوع‪.‬‬ ‫‪........................................................................................................................‬‬ ‫‪........................................................................................................................‬‬ ‫‪........................................................................................................................‬‬

‫�شكل (‪)2-7‬‬

‫طرق الح�صول على مغناطي�س‪:‬‬ ‫يمكن الح�صول على المغناطي�س بطريقتين‪:‬‬ ‫المغناطي� ��س الطبيع ��ي الم�ستخ ��رج م ��ن باط ��ن الأر� ��ض وهو‬ ‫المعروف ب�أك�سيد الحديد المغناطي�سي ‪.Fe 3 o4‬‬ ‫المغناطي�س المنتج �صناع ًيا ومن طرق �إنتاجه ‪ :‬الدلك‪ ،‬الت�أثير‬ ‫الكهربائي‪.‬‬

‫‪171‬‬

‫‪1-7‬‬ ‫كي ��ف يت ��م ت�صني ��ع المغناطي�س‬ ‫بالت�أثير؟‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫م�ستعينا بخبراتك ال�سابقة نفذ الأن�شطة التالية‪:‬‬

‫(‪)1-7‬‬ ‫الهدف منه‪:‬‬ ‫‪ )1‬ت�صنيع �إبرة مغناطي�سه بطريقة الدلك‪.‬‬ ‫‪ )2‬ت�صنيع مغناطي�س با�ستخدام التيار الكهربائي‪.‬‬

‫ماذا تعرف عن البو�صلة؟ هل ب�إمكانك �صناعة بو�صلة؟‬ ‫‪....................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................................‬‬

‫�شكل (‪ )3-7‬بو�صلة‬

‫خوا�ص المغناطي�س‪:‬‬ ‫ل ��و �أخذن ��ا ق�ضي ��ب مغناطي�سي وعلقناه م ��ن منت�صفه بخي ��ط وتركناه ح ��ر ًا‪ ،‬ف�إننا نالحظ �أن ��ه يتخذ اتجاه‬ ‫مح ��دد‪ .‬و�إذا حاولن ��ا �إبعاده عن هذا االتجاه بعدة �أنماط من الحركة‪ ،‬ثم تركن ��اه ف�إننا نالحظ �أنه يعود �إلى‬ ‫نف�س االتجاه‪.‬‬ ‫ح���دد م���ع زمالئك ف���ي ال�صف االتجاه ال���ذي ي�أخذه المغناطي����س معتمدين على معلوماتك���م الجغرافية‬ ‫ومي���ز طرف���اه ب�إعط���اء كل اتج���اه ل���ون (�أزرق ‪� ,‬أحمر) ثم �سم���ي الأطراف ن�سب���ة �إلى االتج���اه الذي ت�شير‬ ‫�إليه‪.‬‬ ‫كرر الأمر ال�سابق على عدة مغانط �أخرى بحيث ي�أخذ كل اتجاه نف�س اللون‪.‬‬

‫ما �سبب اتخاذ المغناطي�س هذا الو�ضع دائما؟‬ ‫لماذا ت�سمى �أطراف المغناطي�س بالأقطاب؟‬

‫‪172‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Magnetism‬‬

‫تعرف على خوا�ص المغناطي�س ب�إجراء الأن�شطة التالية‪:‬‬

‫ن�شاط ‪2-7‬‬ ‫خذ برادة حديد‪ /‬ورقة ‪ /‬ق�ضيب مغناطي�سي‪.‬‬ ‫�ض ��ع الورقة ف ��وق ق�ضي ��ب المغناطي�س وقم بر� ��ش برادة‬ ‫الحديد على الورقة‪.‬‬ ‫ماذا تالحظ؟ ‪..................................................................‬‬ ‫‪. ............................................................................................‬‬

‫�شكل (‪ )4-7‬اتجاه المجال المغناطي�سي‬ ‫في ق�ضيب‬

‫نفذ ن�شاط تتمكن من خالله اكت�شاف ما يحدث بين الأقطاب المت�شابهة والمختلفة‪.‬‬

‫ن�شاط ‪3-7‬‬ ‫تاب ��ع العر�ض العلمي لعملية ف�صل قطبي المغناطي�س ثم دون‬ ‫النتائج كحقيقة علمية‪.‬‬ ‫‪...................................................................................................‬‬

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

‫�شكل (‪ )5-7‬المغناطي�س دائم ًا‬ ‫له قطبين‬

‫مما �سبق ت�ستنتج �أن المغناطي�س يمتاز بخ�صائ�ص عدة من �أهمها‪:‬‬ ‫‪� -1‬أن المغناطي�س يتكون من ‪. ......................................................................‬‬ ‫‪� -2‬أن الأقطاب المت�شابهة ‪ ...............................................‬والمختلفة ‪. ........................................................‬‬ ‫‪ -3‬ال يمكن ف�صل ‪. ......................................................................‬‬ ‫‪ -4‬تتركز قوة المغناطي�س في ‪. ......................................................................‬‬

‫‪173‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫المجال المغناطي�سي‪:‬‬ ‫ه ��و الحي ��ز المحي ��ط بالمغناطي� ��س والذي تظه ��ر فيه �أث ��ر القوة‬ ‫المغناطي�سية‪.‬‬ ‫ويمكن تمثيله بخطوط ت�سم ��ى خطوط المجال المغناطي�سي وهذا‬ ‫المجال �إما �أن يكون‪:‬‬ ‫ منتظم �إذا كانت خطوطه م�ستقيمات متوازية‪.‬‬‫‪ -‬غير منتظم �إذا كانت خطوطه منحنية‪.‬‬

‫�شكل (‪� )6-7‬شكل خطوط المجال‬ ‫المغناطي�سي لق�ضيب‬

‫ن�شاط ‪4-7‬‬ ‫اله���دف م���ن الن�ش���اط التعرف عل���ى �أ�ش���كال المج���ال المغناطي�سي‬ ‫لعدة مغانط مختلفة ‪.‬با�ستخدام برادة حديد‪.‬‬ ‫ �ضع ورقة فوق المغناطي�س‪ ،‬ثم ر�ش برادة الحديد‪.‬‬‫ قم بر�سم المجال الناتج‪.‬‬‫‪..................................................................................................‬‬

‫ ما نوع المجال؟‬‫‪..................................................................................................‬‬

‫�شكل (‪� )7-7‬أ�شكال المجال‬ ‫المغناطي�سي‬

‫ظاهرة تحتاج �إلى تف�سير‪:‬‬ ‫قرب �أحد طرفي ق�ضيب مغناطي�سي من �إبرة بو�صلة تالحظ انحراف الإبرة‪.‬‬ ‫ �أث ��ر عل ��ى الإبرة من الطرف الآخ ��ر تالحظ انحراف الإب ��رة باتجاه معاك�س للأول‪ .‬ومم ��ا ال�شك فيه �أنك‬‫ت�ستطيع �شرح هذه الظاهرة‪ .‬ولكن قم ب�إجراء الن�شاط التالي‪.‬‬

‫‪174‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Magnetism‬‬

‫ن�شاط ‪5-7‬‬ ‫الأدوات‪:‬‬ ‫�سلك تو�صيل‪ ،‬بطارية‪ ،‬قاطعة‪ ،‬بو�صلة‪.‬‬ ‫الخطوات‪:‬‬ ‫ �صل الدائرة الكهربائية كما في ال�شكل‪.‬‬‫ �ض ��ع ال�سلك فوق البو�صلة بحيث يكون م ��وازي التجاه الإبرة‬‫ثم �أغلق القاطعة‪.‬‬ ‫ ار�سم على الدائرة اتجاه �سريان التيار‪.‬‬‫ ماذا تالحظ؟ ‪. ......................................................................‬‬‫ اعك� ��س و�ضع البطارية وار�سم اتجاه �سريان التيار وت�أكد من‬‫و�ضع ال�سلك على البو�صلة كما �سبق‪ ،‬ثم �أغلق القاطعة‪.‬‬ ‫ ماذا تالحظ؟ ‪. ......................................................................‬‬‫ما هو تف�سيرك لهذه الظاهرة؟ ‪.................................................‬‬ ‫‪.................................................................................................‬‬

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

‫�شكل (‪ )8-7‬الت�أثير الكهربائي على‬ ‫اتجاه البو�صلة‬

‫المغناطي�سية ‪ ..‬الوجه الآخر للكهرباء‪:‬‬ ‫اكت�ش ��ف العالم �أور�ستد ع ��ام ‪1820‬م �أن �سريان التيار الكهربائي في �سلك ي�ؤدي �إلى تولد مجا ًال مغناطي�س ًيا‬ ‫يماثل تماما المجال الناتج عن ق�ضيب مغناطي�س يتركز ت�أثيره بالقرب من ال�سلك ويقل كلما ابتعدنا‪ ,‬ويمكنك‬ ‫معرفة �شكل هذا المجال من خالل الن�شاط التالي‪:‬‬

‫‪175‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫ن�شاط ‪6-7‬‬ ‫الأدوات‪:‬‬ ‫�سل ��ك نحا�سي �سمي ��ك‪ ،‬بطارية ‪12‬فول ��ت‪ ،‬ورق مقوى‪ ,‬برادة‬ ‫حديد‪.‬‬ ‫الخطوات‪:‬‬ ‫ �صل الدائرة كما في ال�شكل (‪.)9-7‬‬‫ �أغلق القاطعة ‪,‬ثم قم بر�ش برادة الحديد على الورق المقوى‬‫ هز الورقة ببطء‪.‬‬‫ ما هو �شكل المجال الناتج والمكون ببرادة الحديد؟‬‫ لم ��اذا يمكن ��ك الق ��ول ب� ��أن المج ��ال النات ��ج ه ��و مج ��ال‬‫مغناطي�سي؟‬

‫�شكل (‪� )9-7‬شكل المجال‬ ‫المغناطي�سي في �سلك‬

‫ن�شاط ‪7-7‬‬ ‫�إذا كانت الإلكترونات المتحركة تولد مجاال مغناطي�سيا فهل يولد‬ ‫المغناطي�س المتحرك مجاال كهربائيا؟‬ ‫نفذ الن�شاط التالي‪:‬‬ ‫خذ ق�ضيب ًا مغناطي�س ًا ‪�،‬سلك ًا ملفوف ًا ب�شكل حلزوني‪� ،‬أميتر‬ ‫و�صل طرفي ال�سلك بالأميتر �أدخل و�أخرج المغناطي�س في داخل لفات‬ ‫ال�سلك بحركة �سريعة راقب م�ؤ�شر الأميتر ‪..........................................‬‬ ‫لم ��اذا يمكن ��ك القول ب� ��أن تي ��ار ًا كهربائي ًا ق ��د تولد م ��ن المغناطي�س‬ ‫المتحرك؟‬ ‫�شكل (‪ )10-7‬تيار ت�أثيري‬ ‫نتيجة مغناطي�س متحرك‬

‫‪176‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪Magnetism‬‬

‫من خالل هذه الظواهر ا�ستطاع العلماء �أن يتو�صلوا �إلى �أن للإلكترونات التي تدور حول النواة دور ًا �أ�سا�سي ًا‬ ‫في توليد المجاالت المغناطي�سية والكهربية‪.‬‬ ‫ومن التطبيقات على ا�ستعمال المغناطي�س في حياتنا اليومية البو�صلة‪ ،‬الجر�س الكهربائي‪� ،‬أما اال�ستخدمات‬ ‫الحديثة فمن �أمثلتها ‪ :‬القطارات المغناطي�سية ‪ ،‬الأقرا�ص الممغنطة وغيرها‬

‫‪2-7‬‬ ‫ابحث عن بع�ض التطبيقات الحديثة للمغناطي�س وقدم عر�ضاً لزمالئك في ال�صف‪.‬‬

‫يق���ال �أن الأر����ض عب���ارة ع���ن مغناطي�س كبي���ر ناق�ش هذه‬ ‫المقولة علميا مبينا الخوا�ص المغناطي�سية للأر�ض‪.‬‬ ‫‪........................................................................................................‬‬ ‫‪........................................................................................................‬‬

‫�شكل (‪ )11-7‬اتجاه المجاالت‬ ‫المغناطي�سية حول الأر�ض‬

‫ت�س ـ ـ ـ ـ ـ ــا�ؤالت عــام ـ ــة ‪:‬‬

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

‫‪177‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪ -1‬المغناطي����س عب���ارة ع���ن م���ادة �أك�سي���د الحدي���د المغناطي�س���ي (‬ ‫جذب المواد الحديدية ويمكن الح�صول عليه �صناع ًيا‪.‬‬

‫) وله خا�صية‬

‫‪ -2‬للمغناطي�س قطبان �شمالي وجنوبي وال يمكن ف�صلهما مهما �صغر المغناطي�س‪.‬‬ ‫‪ -3‬الأقطاب المت�شابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب‪.‬‬ ‫‪ -4‬التيار الكهربائي المار في م�ستقيم يولد مجاال مغناطي�س ًيا يظهر على �شكل دوائر مركزية‬ ‫حول ال�سلك‪.‬‬ ‫‪ -5‬المج���ال المغناطي�س���ي هو الحيز الذي تظه���ر فيه �أثر القوة المغناطي�سية ويمكن �أن يكون‬ ‫منتظماً �أو غير منتظماً‪.‬‬ ‫‪ -6‬الأر�ض تمثل مغناطي�س كبير ي�ؤثر على الإبرة المغناطي�سية ويجعلها تتخذ اتجاه ال�شمال‬ ‫والجنوب تقريباً‪.‬‬ ‫‪ -7‬يختلف �شكل المجال باختالف �أ�شكال المغناطي�س وم�صادره‪.‬‬

‫‪178‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬

‫ما المق�صود بالخا�صية المغناطي�سية للتيار الكهربائي؟‬ ‫عرف المجال المغناطي�سي مبيناً نوع المجال المغناطي�سي الأر�ضي‪.‬‬ ‫ناق�ش ما ت�شاهده في ال�صور التالية مناق�شة علمية‪.‬‬

‫‪4‬‬

‫يق���ال �أن المج���ال المغناطي�س���ي النات���ج عن التي���ار الكهربائ���ي لي�س له �أقط���اب! بين �صواب‬ ‫�أوخط�أ هذه المقولة بطريقة عملية م�ستخدما الأ�سلوب العلمي لحل الم�شكلة‪.‬‬

‫‪5‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬

‫ما المق�صود بقولنا �أن المغناطي�س ثنائي القطبية؟‬ ‫كيف يمكن تعيين القطب ال�شمالي والجنوبي لمغناطي�س كروي؟‬ ‫يواج���ه بع����ض الم�سلمي���ن عن���د �سفره���م م�شكلة تحدي���د القبلة‪ ،‬كي���ف يمكن���ك معالجة هذا‬ ‫الموقف؟‬

‫‪8‬‬

‫�صنف المواد التالية من حيث درجة ت�أثرها بالمغناطي�س‪.‬‬ ‫�ألمنيوم – نحا�س – خ�شب – ماء – زيت زيتون‪.‬‬

‫‪9‬‬ ‫‪10‬‬

‫ي�ستخدم المغناطي�س العادي في �أجهزة كثيرة اذكر بع�ضاً منها مع ال�شرح المب�سط‪.‬‬ ‫�أبراج الكهرباء تحمل جهداً عالياً (‪� 30‬ألف فولت �أو �أكثر ) مما ينتج تياراً عالياً ‪ ،‬ار�سم �شكل‬ ‫المج���ال المغناطي�س���ي الناتج‪ .‬هل ذلك المج���ال يمثل �ضرراً على الإن�س���ان؟ ناق�ش ذلك‬ ‫مع �أ�ستاذك‪.‬‬ ‫‪179‬‬

‫فيزياء (‪)1‬‬

‫‪� -1‬ألبي���ر ‪ ،‬مطل���ق‪ 1998( .‬م) التج���ارب الأ�سا�سي���ة المي�س���رة لعلوم‪/‬مكتب���ة لبن���ان (الطبع���ة‬ ‫الأولى)‪.‬‬ ‫‪� -2‬أوك�س�ل�اد‪ .‬كري����س ‪ 1993‬م معج���م الفيزي���اء الم�ص���ور‪� .‬أكاديمي���ا‪ .‬بي���روت لبن���ان‪ .‬دار الكتاب‬ ‫العربي‪.‬‬ ‫‪ -3‬البخاري‪ .‬محمد (‪ 1412‬هـ) – �صحيحي البخاري‪ .‬دار الكتب العلمية‪ /‬بيروت لبنان‪.‬‬ ‫‪ -4‬بقط���ر‪ .‬جوزي���ف و�آخ���رون‪ .‬ال�شامل في الطبيع���ة (خوا�ص المادة والح���رارة) دار الم�ستقبل‬ ‫للن�شر والتوزيع م�صر‪.‬‬ ‫‪ -5‬بولتون‪ .‬العلوم الفيزيائية للفنيين‪ .‬دار ماكجروهيل للن�شر (المملكة المتحدة) لمتد‪.‬‬ ‫‪ -6‬حوي�ش‪ .‬د‪ .‬بهيج مال مو�سوعة الزاد‪ .‬دار الن�شر بر�شلونة �أ�سبانيا‪.‬‬ ‫‪ -7‬الخطي���ب‪� .‬أحم���د �شفيق و�آخرون (‪ 1966‬م) مو�سوع���ة التطبيقات العلمية المي�سرة (العلوم‬ ‫الفيزياء والكيمياء) مكتبة لبنان‪ .‬نا�شرون طبعة �أولى بيروت لبنان‪.‬‬ ‫‪ -8‬خور�شي���د‪ .‬محم���د عبد العزيز و�آخ���رون (‪ 1997‬م) الو�سام في الفيزياء‪ .‬دار غريب للطباعة‬ ‫والن�شر‪.‬‬ ‫‪ -9‬ال�سك���ري‪� .‬أ�سام���ة و�آخرون (‪ 1417‬ه���ـ ‪ .‬دائرة المعارف ـ القرن الح���ادي والع�شرين ترجمة‪:‬‬ ‫جمال �سليمان و�آخرون ‪ -‬دار الكتاب اللبناني‪ ،‬بيروت ‪ -‬لبنان ‪ -‬الطبعة الأولى‪.‬‬ ‫‪� -11‬سويل���م‪ .‬محم���د عطي���ة و�آخ���رون (‪ 1999 / 1419‬م)‪ .‬الفيزي���اء العام���ة دار الفك���ر للطباعة‬ ‫والن�شر والتوزيع الطبعة الثانية‪ .‬عمان الأردن‪.‬‬ ‫‪-12‬ال�شويخ���ات‪� .‬أحم���د و�آخ���رون (‪ 1416‬ه���ـ)‪ .‬المو�سوع���ة العربي���ة العالمي���ة‪ ،‬م�ؤ�س�س���ة �أعم���ال‬ ‫الريا�ض‪ ،‬المملكة العربية ال�سعودية‪.‬‬ ‫‪ -13‬ال�شيبان���ي‪ .‬خ�ض���ر محم���د (‪1996 /1416‬م) الفيزي���اء للأدب���اء ال���دار ال�سعودي���ة للن�ش���ر‬ ‫والتوزيع‪.‬‬ ‫‪� -14‬صالح‪� .‬سامي طه و�آخرون (‪1997‬م) المثالي في الفيزياء مكتبة م�صر – القاهرة‪.‬‬ ‫‪ -15‬عبد الباقي‪ .‬محمد ف�ؤاد المعجم المفهر�س لألفاظ القر�آن‪.‬‬ ‫‪180‬‬ ‫)‪Physics (1‬‬

‫‪ -16‬عمار‪� .‬أحمد �شوقي �أ�سا�سيات الفيزياء دار الراتب الجامعية‪.‬‬ ‫‪ -17‬عوي�ضة‪ .‬محمود �أحمد و�آخرون (‪ 1414‬هـ‪1994 /‬م) الفيزياء لل�صف التا�سع وزارة التربية‬ ‫والتعليم المديرية العامة للمناهج وتقنيات التعليم‪ .‬الطبعة الثانية عمان الأردن‪.‬‬ ‫‪ -18‬الفهاد‪ .‬د‪ .‬مروان بن �أحمد (‪1420‬هـ ‪1999 /‬م) الفيزياء النظرية الأ�سا�سية‪ .‬الطبعة الأولى‬ ‫مكتبة العبيكان‪ .‬الريا�ض‪ .‬المملكة العربية ال�سعودية‪.‬‬ ‫‪ -19‬كريغ‪� .‬أنابل و�آخرون المو�سوعة العلمية (م�ؤ�س�سة الإيمان)‪.‬‬ ‫‪ -20‬كنت‪� .‬أماندا و�آخرون ‪1986‬م مدخل �إلى الفيزياء الطبعة لأولى‪.‬‬ ‫‪ -21‬موري����س كارول (‪ 1418‬ه���ـ‪1997 /‬م) دليل االختراعات واالكت�شاف���ات الدار العربية للعلوم‪.‬‬ ‫الطبعة الأولى‪.‬‬ ‫‪ -22‬المو�سوعة الحديثة (‪199‬م) �سيلكا �سوي�سرا‪.‬‬ ‫‪ -24‬وزارة التربية والتعليم‪1419( .‬هـ) الكيمياء والفيزياء لل�صف ال�سابع من التعليم الأ�سا�سي‪.‬‬ ‫مطابع الكتاب المدر�سي‪ .‬اليمن‪.‬‬ ‫‪ -25‬عب���د الق���ادر (‪1996‬م) المع���ارف الحديث���ة ‪ -‬ترجم���ة ‪ -‬عب���د الجلي���ل اليو�سف���ي و�آخرون ‪-‬‬ ‫من�شورات 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 قيا�س مبا�شر ـــ تقرير عملي‬ ‫ ‬ ‫ا�سـ ــم المقــرر ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫ا�سم المدر�سة ‪:‬‬

‫ا�س ـ ــم الطالــب ‪:‬‬ ‫العام الدرا�سي ‪:‬‬

‫ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ���ـ‬

‫ا�سم الكمية المقا�سة ‪:‬‬

‫الوحدة ‪:‬‬

‫ا�سم الجهاز الم�ستخدم ‪:‬‬

‫دقة الجهاز (�أقل قيمة يقر�أها) ‪:‬‬

‫القـ ــراءات ‪:‬‬ ‫م�سل�سل‬

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

‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-3‬‬ ‫المتو�سط =‬ ‫مقدار الخط�أ = ‪±‬‬

‫مالحظات ‪:‬‬

‫نموذج قيا�س عملي لكمية فيزيائية غير مبا�شرة (تقرير عملي)‬ ‫ ‬ ‫ا�سـ ـ ــم المقــرر ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫ا�سم المدر�سة ‪:‬‬

‫ا�س ــم الطــالــب ‪:‬‬ ‫العام الدرا�سي ‪:‬‬

‫ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ���ـ‬

‫‪ l‬ا�سم الكمية المراد �إيجادها ‪:‬‬ ‫· الأدوات الم�ستخدمة ‪:‬‬ ‫· القانون الم�ستخدم مع كتابة الوحدات و�شرح الرموز الم�ستخدمة‪:‬‬

‫القـ ــراءات ‪:‬‬ ‫م‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-4‬‬ ‫المتو�سط =‬

‫المتو�سط =‬

‫الح�سـابــات ‪:‬‬ ‫ن�سبة الخط�أ المئوي( �إن وجد)‬ ‫مالحظات ‪:‬‬ ‫‪( l‬يمكن ا�ستخدام الر�سم البياني ح�سب طبيعة التجربة)‬

‫مت بحمد اهلل‬ ‫�أ�شرف على الت�صميم الفني والتعليمي‬ ‫�أ‪ .‬عبدالعزيز بن �إبراهيم الري�س‬