[ناصر اللحياني]

[justify]

2- 2 الموقع والزمن Position and Time

( يحتاج إلى حصة واحدة )

الحصة التاسعة :

نشاط 1 : يعرض المعلم على طلابه هذه صورة هذا المخطط ثم يطرح هذه التساؤلات :

ما هي المسافة التي قطعها اللاعب ؟ من أين بدأ ؟ ما الزمن الذي استغرقه ؟
لن يجد الطلاب إجابة لهذه التساؤلات لأن المخطط لا يحتوي على معلومات تفيد بذلك ، ولذلك يطرح المعلم هذه التساؤل : ما هي المعلومات الضرورية التي ينبغي تمثيلها في المخطط لتتمكن من تحديد المسافة التي قطعها اللاعب ومن أين بدأ والزمن ؟ يُوجه المعلم النقاش ليصل بهم إلى أنّ المعلومات الضرورية في المخطط هو تمثيل شريط متري وساعة إيقاف.

نشاط 2 : يطلب المعلم من طلابه تنفيذ هذا النشاط تعزيزا للنشاط الأول ، حيث يتسنى للطلاب تحديد المسافة التي قطعتها سيارة الشرطة ، ومن أين بدأت والزمن المستغرق .

ثم يعرض المعلم هذه المحاكاة للتعزيز .

[flash=http://www.eoman.almdares.net/up/15824/1317370721.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

نشاط 3 : من خلال النشاط 2 يُبيّن المعلم أنّه بمجرد تحديد موضع شريط القياس ونقطة بدء ساعة الإيقاف فإن هذا يعني تحديد ما يُعرف بالنظام الإحداثي : الذي يُستخدم لوصف الحركة بحيث يحدد موقع نقطة الأصل للمتغيّر والاتجاه الذي تتزايد فيه قيم المتغيّر ، وأما نقطة الأصل فهي النقطة التي تكون عندها قيمة كل من المتغيرين صفرا ، والموقع هو المسافة بين الجسم ونقطة الأصل ، ويمكن أنّ تكون موجبة أو سالبة ، ثم يطلب من الطلاب فتح الكتاب صفحة 32 و 33 لتعريف كل من النظام ألإحداثي ، نقطة الأصل ، الموقع .


نشاط 4 : يطلب المعلم من طلابه الإجابة على أسئلة النشاط 4 ، ليصل بهم إلى أنّ هناك كميات لا تحتاج سوى قياس مقدارها بأداة قياس ، وكميّات أخرى تحتاج إلى قياس مقدارها بأداة قياس وتحديد اتجاهها .

نشاط 5 : يعرض المعلم على طلابه المحاكاة التالية :

ثم يطلب استنتاج الفرق المسافة والإزاحة ، سيلاحظ الطلاب المسافة هي كل ما يقطعه الجسم ، بينما الإزاحة هي البعد المستقيم المتجه من نقطة البداية إلى نقطة النهاية .

[flash=http://www.eoman.almdares.net/up/15824/1317370687.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

وكذلك :

[flash=http://www.eoman.almdares.net/up/15824/1317370688.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

نشاط 6 : استنادا على النشاطين 4 و 5 ، يطلب المعلم من طلابه تعريف كل من الكميات القياسية والمتجهة .

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

[CENTER]

[hide]أضغط هنـــــــا للتحميل [/hide]

[/justify]

[ناصر اللحياني]

[justify]

2-4 السرعة المتجهة Velocity

( يحتاج إلى حصتين )

الحصة الـ 12 :

نشاط 1 : يعرض المعلم على طلابه هذه الصورة :

ويطلب منهم التعبير عنها ؟ سيُجمع الطلاب على أنها تعبر عن سرعة النمر .

نشاط 2 : يطلب المعلم طالبين أن يقف أحدهما في طرف الفصل ( الطالب الأول ) ، ثم يطلب من ( الطالب الثاني ) أن يقف أمام زميله الأول على بعد مسافة ما ( لتكن متر أو 10 بلاطات ) .. بعد ذلك يطلب من الطالبين أن ينطلقا معا إلى الطرف الآخر من الفصل بشرط أن يتحرك الطالب الأول بحيث يقطع ( بلاطتين في الثانية الواحدة ) ويتحرك الطالب الثاني بحيث يقطع ( بلاطة في الثانية الواحدة ) وبعد 10 ثواني يطلب منهما التوقف .
( ممكن يعرض المُعلم على البروجكتر ساعة إيقاف ، أو يكلف طالبا بإصدار صوت كل ثانية بالنظر إلى ساعته حتى تكون هناك في دقة في سرعة الطالبين ) .

ثم يُثير المعلم هذه الأسئلة ...

من هو الأسرع ؟ ( طبعا سيقول الجميع أنه الطالب الأول ) .
ولكن يتسائل المعلم ما الدليل ؟ أو ما هي الكميّات التي ستثبت فيزيائيا أن الطالب الأول هو الأسرع ؟
إن لم يصل الطلاب إلى نتيجة يقترح المعلم من طالب ثالث أن يحسب عدد البلاطات التي قطعها كل من الطالبين فيجد أن : الطالب الأول قطع 30 بلاطة .. بينما قطع الطالب الثاني 15 بلاطة ، على الرغم أنهما تحركا في نفس المدة الزمنيّة .

وبالتالي سيستنتج الطلاب أن الكميّات التي ستثبت فيزيائيا أن الطالب الأول هو الأسرع هي : نقطة البداية و نقطة النهاية والزمن ، وهذا يعني أن مقدار إزاحة الطالب الأول هي أكبر من إزاحة الطالب الثاني خلال المدة الزمنية نفسها وبالتالي فإنه يقال عنه بأنه ( يتحرك بسرعة أكبر ) .
ليتوصل الطلاب إلى تعريف السرعة المتجهة بأنها : مقدار إزاحة الجسم خلال وحدة الزمن .

وللتعزيز يعرض المعلم هذه المحاكاة ، حيث سيلاحظ الطلاب الإزاحة التي قطعتها كل من العربة والسيّارة خلال نفس الزمن :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320071419.swf]width=704 height=396[/FLASH]

ثم يطلب المعلم من الطلاب أن يقوموا بتدوين قيم ( الموقع - الزمن ) في جدول ثم يرسموا العلاقة البيانية ويحسبوا الميل ، ويتسائل ما الفرق بين ميل كل من الطالب الأول ؟

سيلاحظ الطلاب أن الميل ذي الانحدار الأكبر ( والأكبر عددا ) يدل على أن مقدار التغير في الإزاحة أكبر خلال الفترة الزمنية نفسها ، وهذا يعني أنّ ميل الخط البياني لمنحنى ( الموقع - الزمن ) للجسم يُمثل السرعة المتجهة المتوسطة لحركة الجسم لأنه يأخذ جميع الإزاحات التي قطعها الجسم في الحسبان .

ليتوصل الطلاب كذلك إلى تعريف السرعة المتجهة المتوسطة بأنها : ميل الخط البياني لمنحنى ( الموقع - الزمن ) .
وكذلك بأنها : التغير في الموقع مقسوما على مقدار الفترة الزمنية التي حدث خلالها هذا التغير.
وللتعزيز يعرض المعلم هذه المحاكاة التي سيلاحظ فيها الطلاب تعريف السرعة المتجهة المتوسطة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320071461.swf]width=480 height=400[/FLASH]

أخيرا .. يُبيّن المعلم أن القيمة المطلقة لميل الخط البياني لمنحنى ( الموقع - الزمن ) هي السرعة المتوسطة أي مقدار سرعة حركة الجسم .

- يمكن استبدال هذا النشاط بالمحاكاة التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320075630.swf]width=800 height=600[/FLASH]

الحصة الـ 13 : تدريبات على السرعة المتجهة .

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

[hide]أضغط هنــــــا للتحميل [/hide]

[/justify]

[ناصر اللحياني]

[justify]

3-1 التسارع Acceleration

( يحتاج إلى حصتين )

الحصة الـ 15 :

نشاط 1 : يعرض المعلم مقطع الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=eMSQiiH9Lyg

ثم يتسائل ماذا تلاحظون عندما تنطلق سيارات السباق من خط البداية ؟ هل تنطلق بسرعة ثابتة ؟ أم بسرعة متزايدة ؟ أم بسرعة متباطئة ؟ سيلاحظ الطلاب أنّ السيارات تنطلق من السكون ثم تتسارع ، وسيؤكد لهم ذلك رؤية عداد السيارة .

نشاط 2 : يطلب المعلم من أحد طلابه تنفيذ التجربة الاستهلالية ( غيّرت بعض الشيء عن تجربة الكتاب ) . سيحتاج إلى الأدوات التالية : سيارتين ذات نابض ( التي تتحرك عند سحبها إلى الخلف ) ، لوحي خشب منشور ( عرضه تقريبا 10 أو 15 سم وطوله مترين ) بحيث يضع الطالب كل من اللوحين بين طاولتين ( بشكل أفقي موازي تماما لسطح الطاولة ) ، ثم يطلق طالبين السيارتين على اللوحين ( كل سيارة على لوح ) في نفس اللحظة بعد تعبئتها ( أي سحب كل من السيارتين إلى الخلف ) .

ويتسائل المعلم ما إذا كانت سرعة السيارتين بعد انطلاقهما منتظمة (ثابتة) أم لا ؟ على اعتبار أن نقطة البداية تبعد مسافة 20 سم عن نقطة انطلاق السيارتين ، ( سيلاحظ الطلاب أنّ سرعة كل من السيارتين منتظمة ( ثابتة ) بعد تجاوزهما نقطة البداية التي تبعد عن نقطة الانطلاق مسافة ما - 15 سم مثلا - ) ، ثم يطلب المعلم بعد ذلك من أحدهم رفع اللوح الأول بمقدار 10 أو 15 سم ، ثم أعد التجربة ، ماذا سيلاحظ الطلاب ؟
سيلاحظ الطلاب أن سرعة السيارة الأول ستزداد بسبب انحدار اللوح وستكون سرعتها عن نهاية اللوح أكبر من سرعة السيارة الثانية عند نهاية اللوح .

أي أن حركة السيارة الأولى متسارعة بينما حركة السيارة الثانية منتظمة ، ( من لم يستطع توفير هذه الأدوات .. مقطع الفيديو التالي يفي بالغرض ) :

http://www.youtube.com/watch?v=oWREg37Afv8

وللتعزيز يعرض المعلم هذه المحاكاة :

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/1/1288457451.swf]WIDTH=500 HEIGHT=300[/flash]

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/1/1288457461.swf]WIDTH=400 HEIGHT=400[/flash]

ليتوصل الطلاب إلى أنّ التسارع : هو التغيّر في السرعة خلال وحدة الزمن .

ثم يبيّن المعلم للطلاب أن الحركة المنتظمة من أبسط أنواع الحركة حيث أن الجسم يسير في خط مستقيم وبسرعة منتظمة ، ويطلب منهم ذكر أمثلة عن أجسام تتحرك بحركة منتظمة ؟ (طبعا قليلة جدا الأجسام تتحرك بهذه الطريقة طوال الوقت) ، ثم يوضح المعلم للطلاب أن في هذا الفصل ستزداد معلوماتهم في هذا المجال ، ليتعرفوا على نوع أكثر تعقيدًا للحركة ، وهي الحالات التي تتغير خلالها سرعة الجسم، بينما يبقى مساره مستقيمًا.

نشاط 3 : يستعرض المعلم مع طلابه رسم منحنى ( السرعة – الزمن ) ، لسيّارتين لحظة انطلاقهما :

سيلاحظ الطلاب أن الميل ذي الانحدار الأكبر ( والأكبر عددا ) يدل على أن مقدار التغير في السرعة المتجهة أكبر خلال الفترة الزمنية نفسها ، وهذا يعني أنّ ميل الخط البياني لمنحنى (السرعة المتجهة - الزمن ) للجسم يُمثل التسارع المتجة المتوسط لحركة الجسم .

ويمكن حساب التسارع من منحنى السرعة الزمن بشكل مباشر من العلاقة التالية :

و يُسمى التغيّر في السرعة عند لحظة معينة بالتسارع اللحظي .

وللتعزيز يعرض المحاكات التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320216448.swf]width=770 height=400[/FLASH]

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/1/1288457495.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/1/1288457511.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]

الحصة الـ 16 :

نشاط 4 : يُقسم المعلم طلابه إلى أربعة مجموعات ، يطلب من المجموعة الأولى أنّ يقف أحدهم ساكنا ويقوم البقية برسم المخطط النقطي لزميلهم ، ويطلب من المجموعة الثانية أنّ يتحرك أحدهم بسرعة منتظمة ( خطوتين كل ثانية ) ويقوم البقية برسم المخطط النقطي لزميلهم ، ويطلب من المجموعة الثالثة أنّ ينطلق بسرعة متزايدة ويقوم البقية برسم المخطط النقطي لزميلهم ، ويطلب من المجموعة الرابعة أنّ يتحرك أحدهم بسرعة ثم يقلل من سرعته حتى يتوقف يقوم البقية برسم المخطط النقطي لزميلهم من لحظة تقليله للسرعة حتى توقفه .
سيرسم طلاب المجموعة الأولى في المخطط النقطي ( نقطة واحدة ) ، بينما سيرسم طلاب المجموعة الثانية في المخطط النقطي ( مسافات متساوية بين النقط ) ، وسيرسم طلاب المجموعة الثالثة في المخطط النقطي ( مسافات متزايدة بين النقط ) ، وسيرسم طلاب المجموعة الرابعة في المخطط النقطي ( مسافات متناقصة بين النقط ) ، كما هو موضح في هذه الصورة والمحاكاة التالية :

[flash=http://ksa.obeikaneducation.com/books/physics/swf/SAPH_1001_0301_LI01.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]

سيلاحظ الطلاب من هذا النشاط أنّه يمكن التعبير عنّ التغيّر في السرعة من خلال المخطط النقطي بمعرفة كل من : التغيّر في أطوال المسافات والفرق بين أطوال متجهات السرعة .

نشاط 5 : يطلب المعلم من طلابه ذكر حالات التسارع الموجب والتسارع السالب من خلال الصور المتحركة التالية ، مبيّنا لهم في البداية أنّ السرعة تكون موجبة إذا كانت في اتجاه المحور الموجب وسالبة إذا كانت في اتجاه المحور السالب ، وأنّ التسارع يكون موجب إذا كان في نفس اتجاه السرعة وسالب إذا كان عكس اتجاه السرعة :

الحالة الأولى :

الملاحظة : الجسم يتحرك في المحور السيني الموجب مع تزايد السرعة .
الاستنتاج :
- السرعة موجبة لأنها في اتجاه المحور الموجب .
- التسارع موجب لأن التزايد يعني أن السرعة والتسارع في نفس الأتجاه .

الحالة الثانية :

الملاحظة : الجسم يتحرك في المحور السيني الموجب مع تناقص السرعة .
الاستنتاج :
- السرعة موجبة لأنها في اتجاه المحور الموجب .
- التسارع سالب لأن التناقص يعني أن السرعة والتسارع في اتجاهين متعاكسين .

الحالة الثالثة :

الملاحظة : الجسم يتحرك في المحور السيني السالب مع تزايد السرعة .
الأستنتاج :
- السرعة سالبة لأنها في اتجاه المحور السالب .
- التسارع سالب لأن التزايد يعني أن السرعة والتسارع في نفس الأتجاه .

الحالة الرابعة :

الملاحظة : الجسم يتحرك في المحور السيني السالب مع تناقص السرعة .
الأستنتاج :
- السرعة سالبة لأنها في اتجاه المحور السالب .
- التسارع موجب لأن التناقص يعني أن السرعة والتسارع في اتجاهين متعاكسين .

[flash=http://ksa.obeikaneducation.com/books/physics/swf/SAPH_1001_0301_LA01.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]

تنبيه :
يربط بعض الطلاب التسارع الموجب بزيادة السرعة والتسارع السالب بنقصان السرعة وهذا غير صحيح والصواب أن التسارع الموجب عندما يكون تسارع الجسم في الاتجاه الموجب ، ويكون التسارع السالب عندما يكون تسارع الجسم في الاتجاه السالب .

وللتأكيد نقول أن التسارع الموجب لجسم يتحرك في الاتجاه الموجب يعني زيادة السرعة وكذلك التسارع السالب لجسم يتحرك في الاتجاه السالب يعني أيضا زيادة السرعة .

يختم الدرس بهذا الفلاش الطريف

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/1/1288457487.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

تدريبات

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

[hide]أضغط هنــــــا للتحميل [/hide]

[/justify]

[ناصر اللحياني]

[justify]

3-2 الحركة بتسارع منتظم Motion with Constant Acceleration

( يحتاج إلى ثلاث حصص )

الحصة الـ 17 :

نشاط 1 : يعرض المعلم على طلابه المحاكاة التالية لمنحنى ( الموقع – الزمن ) ومنحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) عندما تتحرك السيارة بتسارع منتظم ، ويطلب منهم وصف تغيّر الإزاحة والسرعة ( اختر حالة التسارع الموجب ).

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320348209.swf]width=600 height=400[/FLASH]

سيلاحظ الطلاب من الرسم البياني لمنحنى ( الموقع – الزمن ) أنّ الجسم الذي يتحرك بتسارع منتظم يقطع إزاحات تكبر أكثر فأكثر خلال نفس الفترات الزمنية ، ففي الثانية الأولى كانت الإزاحة 1 m وفي الثانية الثانية أصبحت الإزاحة 4 m ، وفي الثانية الثالثة أصبحت الإزاحة 9 m ، وهكذا ، لذلك يظهر المنحنى بشكل أسيّ .

بينما سيلاحظ الطلاب من الرسم البياني لمنحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) أنّ الجسم الذي يتحرك بتسارع منتظم تزداد سرعته بمعدّل منتظم ، ففي الثانية الأولى كانت سرعته 1 m/s وفي الثانية الثانية أصبحت سرعته 3 m/s ، وفي الثانية الثالثة أصبحت سرعته 5 m/s ، وهكذا ، لذلك يظهر المنحنى تناسب طردي .

وللتعزيز يعرض المعلم هذه المحاكاة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320348392.swf]width=600 height=400[/FLASH]

نشاط 2 : (تدريب) يعرض فيه المعلم منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) التالي :

ويتسائل عن مقدار الإزاحة التي قطعها الجسم خلال ثانيتين ، ربما لن يتمكن الطلاب من الإجابة ، لأنه لا يتوفر في منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) معلومات عنّ الإزاحة ، ولكن يُوجه المعلم بحيث يذكرهم بأنّ الإزاحة تساوي حاصل ضرب السرعة في الزمن ( d = v t ) ، ومن الرسم البياني لو ضربنا السرعة في الزمن فإننا سنحصل المساحة المظللة ، ليتوصل الطلاب إلى أنّ الإزاحة تساوي المساحة تحت منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) .

ملاحظة : من المهم أنّ يذكر المعلم طلابه أنّ ميل منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) يساوي التسارع ، وأما المساحة تحته فهي تساوي الإزاحة .

نشاط 3 : يسأل المعلم الطلاب عن قانون التسارع الذي مرّ معهم في الدرس السابق ، سيذكر الطلاب القانون :

ثم يُبيّن لهم المعلم أنه يمكن معرفة مقدار التغيّر في السرعة من خلال معرفة التسارع أو العكس ، أي إمكانية معرفة التسارع من خلال معرفة مقدار التغيّر في السرعة ، وذلك خلال العلاقة السابقة بعد التعديلات الطفيفة ، وتسمى هذه المعادلة ( بمعادلة الحركة الأولى ) .

نشاط 4 : يستعرض المعلم مع طلابه استنتاج معادلة الحركة الثانية من خلال حساب المساحة تحت المنحنى التالي :

الحصة الـ 18 :

نشاط 5 : يستعرض المعلم مع طلابه استنتاج معادلة الحركة الثالثة من خلال معادلة الحركة الأولى والثانية :

تدريبات : ص 68

الحصة الـ 19 :

تدريبات : ص 75 .

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

[hide]أضغط هنـــــا للتحميل
[/hide]

[/justify]

[ناصر اللحياني]

[justify]

3-3 السقوط الحر Free Fall

( يحتاج إلى حصتين )

الحصة الـ 19 :


نشاط 1 :
يطلب المعلم من احد الطلاب أن ينفذ تجربة ( الكرة والسطح المائل ) أمام زملاءه بحيث يضع كرة على سطح مائل ثم يتركها تتدحرج ، ثم يزيد الميل بشكل أكبر ويدحرج الكرة مرة أخرى .

ويتساءل المعلم عن أيّ الحالتين ( أ ) أو ( ب ) ستكتسب فيها الكرة تسارعا أكبر ؟ يعني في أي حالة ستتغيّر سرعة الكرة بشكل أكبر ؟
بالتأكيد سيلاحظ الطلاب أن الكرة في الحالة ( ب ) ستكتسب تسارعا أكبر ، لأن تزايد سرعة الكرة فيها أكبر .

ثم يتساءل المعلم هل تسارع الكرة منتظما أم لا ؟ يُوجه المعلم النقاش حتى يتوصل الطلاب إلى أن التسارع منتظما لأن السرعة تتغير بمقدار ثابت .

ثم يتساءل المعلم عن القوى المؤثرة على الكرة أثناء دحرجتها ؟ يُوجه المعلم النقاش حتى يتوصل الطلاب إلى أن القوى المؤثرة على الكرة أثناء دحرجتها هي قوة الجاذبية الأرضية وقوة احتكاك الكرة بالسطح .

بعد ذلك يطلب المعلم من الطالب أن يكمل عمل التجربة بحيث يزيد في ميل السطح حتى يصبح رأسيا ويسقط الكرة ( تسقط الكرة دون ان تلامس السطح المائل ) ويتساءل المعلم ما إذا كان التسارع في هذه الحالة ( ج ) منتظما أم لا ؟ استنادا على الحالتين ( أ ) و ( ب ) .

سيجيب الطلاب بنعم أن التسارع في الحالة ( ج ) تسارعا منتظما لأنه حالة مشابهة للحالتين ( أ ) و ( ب ) .

ثم يتساءل المعلم عن القوى المؤثرة على الكرة في هذه الحالة ؟ سيجيب الطلاب إلى أن القوى المؤثرة على الكرة أثناء سقوطها هي قوة الجاذبية الأرضية وقوة احتكاك الكرة بالهواء .

ثم يُبيّن المعلم أن سقوط الكرة في الحالة ( ج ) يُسمى " السقوط الحر " ، وفيه تكون القوة المؤثرة الوحيدة هي قوة الجاذبية الأرضية فقط ، مع إهمال تأثير قوة مقاومة الهواء.

نشاط 2 :
يبدأ المعلم بالتساؤل هل تسقط جميع الأجسام ( المختلفة في الوزن والكثافة والحجم ) بالسرعة نفسها أم لا ؟ وبمعنى آخر هل تسقط الأجسام بنفس التسارع أم لا ؟

سيجيب الطلاب بأن جميع الأجسام لا تسقط بالسرعة نفسها أم لا ؟ وبالتالي لا تسقط الأجسام بنفس التسارع ، طبعا هذه الإجابة للطلاب بناء على مشاهداتهم لسقوط الأجسام من حولهم حيث تسقط الأجسام الثقيلة قبل الأجسام الخفيفة .

ثم يطلب المعلم من أحد الطلاب أن ينفذ النشاط الثاني :

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/7/1292061071.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

بحيث يُسقط ورقة منبسطة على الأرض ، ثمّ يلفها على شكل كرة متماسكة ثم يسقطها ، سيلاحظ الطلاب أن الورقة الملفوفة تسقط بشكل أسرع من الورقة المنبسطة مع أن لهما نفس الوزن ، وهنا يتساءل المعلم كيف سقطت الورقتين في زمنين مختلفين مع أن لهما نفس الكتلة والوزن ؟ وانتم تقولون أن الأجسام الثقيلة تسقط قبل الخفيفة ؟

يُوجه المعلم النقاش ليصل بهم إلى أن جميع الأجسام تسقط بنفس التسارع عند إهمال الاحتكاك بالهواء ، ثم يُبيّن لهم سبب سقوط الورقة الملفوفة بسرعة أكبر هو لصغر مساحة احتكاكها بالهواء بها ممّا يؤثر في سرعة هبوط الجسم .

وللتعزيز يعرض المعلم المحاكاة والفيديو :

[flash=http://ksa.obeikaneducation.com/books/physics/swf/SAPH_1001_0303_LI01.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]






http://www.youtube.com/watch?v=ynPDsf9ujII

نشاط 3 :
يعرض الوسائط التالية ويتساءل المعلم عن مقدار التغيّر في المسافة التي تقطعها الكرة خلال فترات زمنية محددة ( كل ثانية مثلا ) ، ليصل بهم أن المسافة بين كل موقعين من اللقطات تزداد، وهذا يعني أن السرعة تزداد ، وبرسم العلاقة بين السرعة المتجهة والزمن يُلاحظ تغيّر السرعة بمقدار 9.8 m/s .

http://www.youtube.com/watch?v=xQ4znShlK5A



[flash=http://ksa.obeikaneducation.com/books/physics/swf/SAPH_1001_0303_LA01.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/7/1292061056.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/7/1292061059.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/7/1292061119.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

ملاحظة : إشارة التسارع :
يعتمد اعتبار التسارع موجباً أو سالباً على النظام الإحداثي الذي يتم اتخاذه؛ فإذا كان النظام الإحداثي يعتبر الاتجاه نحو الأعلى موجبًا، فإن التسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية عندئذ يساوي (g-) أما إذا اعتبر الاتجاه نحو الأسفل هو الاتجاه الموجب، فإن التسارع الناتج عن الجاذبية يساوي (+g) .


القذف إلى الأعلى :
في حالة القذف إلى الأعلى فإن مخطط الحركة سيكون مطابقا لحركة المقذوفة في حال سقوطها ، وذلك لأنه في حالة قذفها إلى الأعلى فإن سرعتها ستتناقص بنفس التسارع ( بإهمال الاحتكاك ) .


تنبيه : تسارع الجسم عند أقصى ارتفاع له أثناء تحليقه لا يساوي صفر، لان سرعة الكرة عند أقصى ارتفاع تساوي الصفر، وهذا لا يعني أن تسارعها أيضًا يساوي صفر ، لأنه لو كان كذلك فلن تتغير سرعة الكرة، وستبقى 0.0 m/s، وإذا كانت هذه هي الحالة، فإن الكرة لن تكسب أي سرعة نحو الأسفل بل ستبقى ببساطة معلقة في الهواء عند أقصى ارتفاع لها. وبما أن الأجسام المقذوفة إلى أعلى لا تبقى معلقة، فسوف تستنتج أن تسارع الجسم عند نقطة أقصى ارتفاع لطيرانه يجب أن لا تساوي صفرًا، وأن اتجاهه يجب أن يكون نحو الأسفل.

فإذا اعتبر الاتجاه للأسفل هو الاتجاه الإحداثي الموجب، فإن السرعة تزداد بقيمة موجبة أكثر فأكثر.
وإذا اعتبر الاتجاه للأسفل هو الاتجاه الإحداثي السالب، فإن السرعة تزداد بقيمة سالبة أكثر فأكثر

قصة جاليلو ان سمح الوقت :
قبل حوالي أربعمائة عام تقريبًا، أدرك جاليليو جاليلي أنه لكي يُحدث تقدمًا في دراسة حركة الأجسام الساقطة، يجب عليه إهمال تأثيرات المادة التي يسقط الجسم خلالها. وفي ذلك الزمن، لم يكن لدى جاليليو الوسائل التي تمكنه من أخذ بيانات موقع أو سرعة الأجسام الساقطة، لذا قام بدحرجة كرات على مستويات مائلة. ومع تخفيف الجاذبية الأرضية بهذه الطريقة، استطاع الحصول على قياسات دقيقة باستخدام أدواته البسيطة. استنتج جاليليو أن جميع الأجسام التي تسقط سقوطًا حرًا يكون لها التسارع نفسه، وذلك بإهمال تأثير مقاومة الهواء، وأن هذا التسارع لا يتأثر بأي من: نوع مادة الجسم الساقط، أو وزن هذا الجسم، أو الارتفاع الذي أسقط منه ، أو ما إذا كان الجسم قد أسقط أو قذف. ويرمز لتسارع الأجسام الساقطة بالرمز g، وتتغير قيمة g تغيرات طفيفة في أماكن مختلفة على الأرض والقيمة المتوسطة لها m/s2 9.8

[flash=http://www.lahyan.net/vb/uploaded/1/1292092338.swf]WIDTH=350 HEIGHT=400[/flash]

الحصة الـ 20 :

تدريبات



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

[hide]أضغط هنـــــا للتحميل [/hide]

[/justify]

[ناصر اللحياني]

[justify]

1- 4القوة والحركة Force and Motion

( يحتاج إلى ثلاث حصص )

الحصة الـ 22 :

نشاط 1 : يطلب المعلم من جميع الطلاب أنّ يضع كل واحد منهم جسما على طاولته ( قلم أو كتاب ) ، ثم يطلب منهم استخدام الطرائق المختلفة لتحريك هذا الجسم دون رفعه عن الطاولة ، سيلاحظ الطلاب أنّ تحريك الجسم في جميع الأحوال لن يكون إلا بدفع الجسم أو سحبه .
ثم يثير المعلم هذه التساؤلات : ماهيّة الدفع أو السحب ؟ ربما يُجيب الطلاب بأنها صورة من صور ( القوّة ) .
ويتساءل : ماذا يحدث للجسم عند دفعه أو سحبه ؟ ربما يُجيب الطلاب أنّ سرعة الجسم تتغيّر وبالتالي يكتسب تسارع .
ثم ليتوصل الطلاب تعريف للقوة بأنها : هي كميّة مُتجهة - لها مقدار واتجاه - تؤثر في الجسم بالدفع أو السحب ممّا يُسبب تغيرا في سرعتها وبالتالي تكسبه تسارعا .

وللتعزيز يعرض عليهم هذه الصور :

نشاط 2 : يعرض المعلم على الطلاب المحاكاة التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320951937.swf]width=264 height=234[/FLASH]

ثم يطلب منهم تعريف كل من النظام والمحيط .

سيلاحظ الطلاب من خلال المحاكاة أنّ النظام هو الجسم الذي تؤثر فيه القوى ، أما المحيط الخارجي : فهو كل ما يحيط بالجسم ويؤثر فيه بقوة أو يتفاعل معه .



نشاط 3 : يعرض المعلم هذه المجموعتين من القوى ، ويطلب من الطلاب ملاحظة وتأمل الفرق بينها :

سيلاحظ في المجموعة الأولى : ملامسة النظام لجسم من المحيط الخارجي ، وسيلاحظ في المجموعة الثانية عدم ملامسة النظام لأي جسم من المحيط الخارجي ، ثم يُبيّن المعلم للطلاب أنّ القوى في المجموعة الأولى تسمى ( قوى التلامس ) وهي تؤثر في الجسم بالتلامس ( التماس ) ، والقوى في المجموعة الثانية تسمى ( قوى المجال ) وهي قوى تؤثر في الجسم دون وجود تلامس .

نشاط 4 : يُذكّر المعلم الطلاب بمخطط تصوير الحركة والمخطط النقطي والرسوم البيانية ثم يُعرفهم بمخطط الجسم الحُر وأهميتها في حلّ المسائل وأهميتها في تحليل الكيفية التي تؤثر بها القوى في حركة الأجسام ، حيث يُمثل الجسم بنقطة ومن ثمّ تُمثل كل قوة بسهم يُشير إلى الاتجاه الذي تؤثر فيه هذه القوة مع مراعاة أنّ يكون طول السهم متناسبا مع مقدار
ثم يعرض هذه الصور :

وللتعزيز يعرض هذه المحاكاة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320952123.swf]width=600 height=425[/FLASH]

نشاط 5 : يُقسم المعلم الطلاب إلى مجموعات ، ويطلب من كل مجموعة تنفيذ تجربة ( سحب العربة بالمطاط ) بحيث يُعلق طرف المطاط في العربة والطرف الاخر في قلم ، ويشدّ القلم ( مسافة 10 cm ) مع تثبيت العربة ثم افلات العربة ، كما هو موضح في المحاكاة التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320952367.swf]width=320 height=330[/FLASH]

( حدّث الصفحة حتى تشاهد )

وللتعزيز :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320952172.swf]width=700 height=530[/FLASH]

ثم يطلب منهم ملاحظة ماذا يحدث للسرعة المتجهة بعد افلات العربة ؟ سيلاحظ الطلاب زيادة في السرعة بسبب التسارع المنتظم الذي منحه الرباط المطاطي المشدود للعربة .
ثم يطلب منهم إعادة التجربة مع زيادة شدّ المطاط ( مسافة 20 cm ) ، وتسجيل الملاحظة ؟
سيلاحظ الطلاب أنّ زيادة التسارع بسبب زيادة القوة عند شدّ المطاط .

نشاط 6 : يطلب المعلم من الطلاب إيجاد محصلة القوى في الحالات التالية :

سيجيب الطلاب بداهة ، ليتوصلوا إلى أنّ إيجاد المحصلة يعتمد على اتجاه القوى المؤثرة ، فإذا كانت في اتجاهين مختلفين يُطرح الفرق بينهما مع الأخذ في الاعتبار أتجاه كل منهما ، وإذا كانت في نفس الاتجاه تجمع هذه المتجهات .
ملاحظة : سيدرس الطلاب في هذا الفصل إيجاد المحصلة في بُعد واحد ، وفي الفصل الخامس سيدرسون إيجاد المحصلة في بُعدين .

الحصة الـ 23 :

نشاط 7 : يعرض المعلم والمحاكاة التالية:

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320216448.swf]width=770 height=400[/FLASH]

سيلاحظ الطلاب عند زيادة وزن الأثقال المعلقة في البكرة ( التي تعبر عن القوة ) فإنّ التسارع يزداد ، وعند زيادة الأثقال فوق العربة ( التي تعبر عن كتلة الجسم ) فإنّ التسارع ينقص ؟

ليتوصل الطالب إلى أنّ التسارع يتناسب طرديا مع القوة وعكسيا مع الكتلة ، أيّ أنّ :

وبالتالي : تسارع الجسم يساوي محصلة القوى المؤثرة فيه مقسوما على كتلة الجسم

وللتعزيز يعرض المحاكاة التالية حيث يلاحظ الطالب أنّ التسارع يتناسب طرديا مع القوة وعكسيا مع الكتلة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320952666.swf]width=760 height=420[/FLASH]

أضغط على أحد الأشخاص وعلى إحدى العربات ثم أضغط على (go) لحساب التسارع في كل حالة .

وكذلك الصور التالية :

يمكن تنفيذ التجربة بشكل جزئي ، كما هو موضح في الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=dFM4Kxexuuc

تدريبات : ص 100

نشاط 8 : يعرض المعلم المحاكاة التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320952457.swf]width=600 height=400[/FLASH]

ليتوصل الطلاب إلى تعريف قانون نيوتن الأول : يبقى الجسم على حالته من حيث السكون أو الحركة المنتظمة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة تغيّر من حالته .

نشاط 9 : يطلب المعلم من الطلاب محاولة سحب قطعة قماش أسفل قارورة ماء أو أكثر دون سقوطها ، وللقصور الذاتي الكثير من التجارب مثل :

http://www.youtube.com/watch?v=pZ9MQCv0kG8

ليتوصل الطلاب إلى مفهوم القصور الذاتي : وهو ممانعة الجسم لأي تغيير في حالته من السكون أو الحركة ، فإذا كان ساكنا فإنه يميل إلى أنّ يبقى كذلك ، وإنّ كان متحركا بسرعة متجهة ثابتة فإنه يميل إلى أنّ يستمر في نفس اتجاه حركته وبالسرعة نفسها .

نشاط 10 : نشاط الاتزان ، سيتم إعداده لاحقا .

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1320952507.swf]width=800 height=600[/FLASH]

الحصة الـ 23 :
تدريبات

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

[hide]

أضغط هنـــــا

[/hide]

[/justify]

[ناصر اللحياني]

ملاحظات

[ناصر اللحياني]

ملاحظات

[ناصر اللحياني]

ملاحظات

[ناصر اللحياني]

ملاحظات