[ناصر اللحياني]

[justify]

2-2 حفظ الزخم Conservation of Momentum

( يحتاج إلى 4 حصص )

الحصة الـ 15 :

نشاط 1 : يعرض المعلم على الطلاب مقطع فيديو ومحاكاة لعمل أداة نيوتن ( مهد نيوتن ) :

http://www.youtube.com/watch?v=Wli0wf_qqWk

أسحب كرة بالفأرة إلى طرف ولاحظ :
[flash=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1318714623.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

وإنّ تمكن من صنع الأداة نفسها من خلال لعبة الأطفال الطقطيقة فذلك هو الأفضل .

يتسائل ماذا يحدث عندما تصطدم كرة واحدة بالمجموعة ؟ وماذا يحدث عندما تصطدم كرتين بالمجموعة ؟ وهكذا ... سيلاحظ الطلاب أنّه في حالة اصطدام كرة واحدة فإنه كرة واحدة ترتد ، وفي حالة اصطدام كرتين فإنه بالمثل ترتد كرتين .

ثم يتسائل ما السبب ، ويُوجه النقاش بحيث يصل الطلاب إلى أنّه عند اصطدام كرة واحدة بالمجموعة فإن الكرة المرتدة لها نفس زخم الكرة التي اصطدمت بالمجموعة ، وبالمثل عند اصطدام كرتين بالمجموعة فإنّ الكرتين المرتدتين لهما نفس زخم الكرتين اللتين اصطدمتا في المجموعة .


نشاط 2 : يعرض المعلم استنتاج قانون حفظ الطاقة على مثال اصطدام كرتين D و C ، مُستعينا بالمحاكاة أدناه :

[flash=http://ksa.obeikaneducation.com/books/physics/swf/SAPH_1100_0202_LI01.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

أيّ أن الزخم الابتدائي ( قبل التصادم ) يساوي الزخم النهائي ( بعد التصادم ) .



نشاط 3 : يعرض المعلم مقطع الفيديو التالي الذي يوضح تجربة فريدة للزخم في نظام مغلق معزول :

http://www.youtube.com/watch?v=67isfrNAApU

ثم يتسائل : هل اكتسب النظام المكوّن – من كرتي تنس – كتلة أخرى ؟ بمعنى آخر هل زادت كتلة إحدى كرتي التنس أو كلاهما بعد الاصطدام ؟ بالتأكيد سيجب الطلاب بلا لم تزداد كتلة أيّ من الكرتين بعد الاصطدام .

ثم يتسائل : هل يؤثر في النظام قوى خارجية ؟ هل هناك قوى احتكاك أو قوى جاذبيّة ؟ تؤثر في النظام ، سيجيب الطلاب بعدم تأثير كبير للقوى الخارجية على النظام ، ثم يُبيّن المعلم أن هذا النظام يُعتبر نظام مغلق معزول .

حيث يسمى النظام بالنظام المغلق إذا بقيت كتل الأجسام في النظام ثابتة خلال أي عملية ، مثل كتلة البنزين في خزان السيارة التي لا يحدث لها تغير عندما تكون السيارة متوقفة أو حتى إنّ تم دفعها باليد ، لذلك يكون النظام في هذه الحالة نظاما مغلقا ، ولكن إذا قمت بتشغيل محرك السيارة فإنّ كتلة البنزين سوف تتغيّر ولا يمكن اعتبارها في هذه الحالة نظاما مغلقا ، الخلاصة يكون النظام مغلقا إذا لم تتغيّر كتلته .

كما يسمى النظام بالنظام المعزول عندما يكون النظام خارجا ( معزولا ) عن تأثير القوى الخارجيّة الناتجة عن أجسام خارج النظام بينما تؤثر الأجسام داخل النظام على بعضها ، أيّ أنّ محصلة القوى الخارجية عليه تساوي صفرا ، مثل لو تحرك جسم على سطح خشن فإنّ الجسم هنا يتأثر بقوى خارجيّة هي قوة الاحتكاك ولذلك فإن هذا النظام لا يُعتبر نظام معزولا ، مع ملاحظة أنه لا يوجد على سطح الأرض نظام يمكن وصفه بأنه معزول تماما بسبب التفاعل بين النظام ومحيطه . الخلاصة : القوى الوحيدة التي تؤثر على النظام المغلق المعزول هي القوى المتبادلة بين الأجسام داخل النظام .


نشاط 4 : يطلب المعلم من طلابه تحديد الشروط اللازم توفرها في النظام المغلق المعزول ، استنادا على النشاط 3.


الحصة الـ 16 :

نشاط 5 : يطلب المعلم من أحد طلابه تنفيذ تجربة ارتفاع الارتداد صفحة (47) أمام زملائه ، سيلاحظ الطلاب في الحالة الأولى ارتداد الكرتين - عندما تسقط كل كرة على حدة - إلى ارتفاع مقارب للارتفاع الذي سقطتا منه .

وفي الحالة الثانية عندما تكون الكرة الصغيرة فوق الكرة الكبيرة فإنّ الكرة الكبيرة سترتد إلى ارتفاع صغير بعكس الكرة الصغيرة التي سترتد إلى ارتفاع عالي .

http://www.youtube.com/watch?v=qjzPPESyd5Y

ثم يتسائل المعلم عن تعليل ذلك ، فيسأل عن زخم الكرة الكبيرة قبل التصادم وبعده ، وكذلك عن زخم الكرة الصغيرة قبل التصادم وبعده ، ليصل بهم إلى أنّ تحول الزخم من الكرة الكبيرة إلى الكرة الصغيرة يسبب ارتداد الكرة الكبيرة إلى ارتفاع اقل وارتداد إلى ارتفاع أعلى لأن الزخم يكون محفوظا خلال التصادم .


نشاط 6 : يطلب المعلم من طلابه ذكر أمثلة على ارتداد الأجسام ، ربما يذكر الطلاب : ارتداد المسدس ، والمدفع والصاروخ .

نشاط 7 : يطلب المعلم من طلابه استنتاج السرعة النهائية لمتزلجين في نظام معزول مع توضيحه لهم بأنّ البداية من قانون حفظ الزخم حيث أنّ : الزخم الكلي قبل الدفع يساوي الزخم الكلي بعد الدفع ، مع الأخذ في الاعتبار أنّ الزخم الكلي قبل الدفع يساوي صفر وبالتالي فإن الزخم الكلي بعد الدفع يجب أنّ يساوي صفر .

[flash=http://glencoe.com/sec/science/physics/ppp_09/animation/Chapter%209/Recoil.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

يُلاحظ أنّ السرعتين المتجهتين تعتمدان على نسبة كتلتي المتزلجين .

نشاط 8 : يعرض المعلم على طلابه مقطع الفيديو لصاروخ مائي ويطلب منهم تفسير انطلاقه الصورة التالية :

http://www.youtube.com/watch?v=U1JecJlKjzU

ربما يتوصل الطلاب إلى أنّ الصاروخ المائي يدفع الماء المنضغط إلى الأسفل ليندفع الصاروخ إلى الأعلى ، ثم يُبيّن لهم أنّ انطلاق الصاروخ في الفضاء له نفس المبدأ أنّ الصاروخ يزوّد بالوقود والمادة المؤكسدة وعند تفاعلهما تندفع الغازات الحارة من أسفل الصاروخ يندفع الصاروخ إلى الأعلى .
ملاحظة : يمكن اعتبار الصاروخ والمواد الكيميائية نظاما مغلقا معزولا قبل الانطلاق .


الحصة الـ 17 :

نشاط 9 : يشرح المعلم التصادم في بعدين مستعينا بالمحاكاة التالية :

[flash=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1318715092.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

ويُوضح أنّ قانون حفظ الزخم يطبق على جميع الأنظمة المغلقة المعزولة بغض النظر عن اتجاهات حركة الأجسام قبل التصادم أو بعده مع التذكير بتحليل المتجهات ، حيث أنّ زخم الجسم المتحرك بزاوية θ مع المحور x يُحلل إلى مركبتين أفقية و رأسيّة ، بينما زخم الجسم المتحرك على المحور X ليس له إلا مركبة أفقية أما الرأسية فتساوي الصفر ، و زخم الجسم المتحرك على المحور Y ليس له إلا مركبة رأسية أما الأفقية فتساوي الصفر .

يكمل ما تبقى من الحصة بتدريبات صفحة 46 و 50 .


الحصة الـ 18 :

تدريبات صفحة 46 و 50 و 52 .

في الرابط التالي : مجلد يحتوي على جميع الصور والفلاشات والفيديو المدرجة في الدرس الرابع ، و المرشد الدراسي للدرس الرابع :

[hide]أضغط هنــــــــا للتحميل [/hide]

[/justify]

[توتوع]

يسلممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممم مممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممم مممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممم ممممممممممممممممممممممممممممممممممو