القوى والحركة

المرحلة ج  : "القوى والحركة "

هدف هذه المرحلة تحديد مجموع القوى العاملة على الجسم –محصلة القوى- وفحص العلاقة بين محصلة القوى ومميزات حركة الجسم .

أ‌.                                     بحسب قانون نيوتون الأول يبقى الجسم في حالة سكون أو يستمر في الحركة بسرعة ثابتة إذا كانت محصلة القوى العاملة عليه تساوي "صفر"  . وإذا كانت محصلة القوى لا تساوي "صفر" يغير الجسم من سرعته ويتحرك باتجاه محصلة القوى .

ب‌.                                   بحسب قانون نيوتون الثاني إذا كلنت محصلة القوى العاملة على جسم ما لا تساوي"صفر" يغير الجسم من سرعته ، لجسم معطى كلما كانت محصلة القوى العاملة علي الجسم أكبر يكون التغير في سرعته أكبر ، لمحصلة قوى معطاة كلما كانت كتلة الجسم أكبر كان التغير في السرعة نتيجة لمحصلة القوى أقل .

فعالية في مجموعات

وصف الفعالية : ضعوا العربة على الطاولة . إربطوا خيطاَ  في طرفه أوزان إلى طرفي العربة ومدوا الخيط خارج الطاولة بحيث يمر عبر بكرة من كل جانب(في هذه الفعالية نهمل الأحتكاك)

أ.صلوا لكل خيط أوزاناً متساوية

صفوا ما يحدث في الكلمات

اكملوا تخطيط  القوى العاملة(اكتبوا اسم الجسم الذي يشغل القوة على العربة )وأعطوا تفسيراً علمياً لما حدث .

سجلوا بجانب السهم لسم الجسم الذي يُشغل(يؤثر) القوة

ب. صلوا وزنين متشابهين في الخيط الأيسر ووزناُ واحداً في الأيمن

 صفوا ما يحدث في الكلمات

اكملوا تخطيط  القوى العاملة(اكتبوا اسم الجسم الذي يشغل القوة على العربة ) وأعطوا تفسيراً علمياً لما حدث .

سجلوا بجانب السهم لسم الجسم الذي يُشغل(يؤثر) القوة.

 ج.  صلوا 4 اوزان في الخيط الأيمن ووزن واحد في الأيسر

صفوا ما يحدث في الكلمات

اكملوا تخطيط  القوى العاملة(اكتبوا اسم الجسم الذي يشغل القوة على العربة )وأعطوا تفسيراً علمياً لما حدث

ד. صلوا الأوزان للعربة بحسب تخطيط القوى التالي

صفوا ما يحدث في الكلمات

اكملوا تخطيط  القوى العاملة(اكتبوا اسم الجسم الذي يشغل القوة على العربة ) وأعطوا تفسيراً علمياً لما حدث

تمارين –في تحليل مميزات الحركة

أمامكم تخطيطات مختلفة للقوى العاملة على أجسام مختلفة . حددوا مميزات الحركة الممكنة لكل جسم (هل سيغير سرعته  وإلى أي إتجاه هل سيبقى ساكناّ او يتحرك بسرعة ثابتة) فسروا إجابتكم علمياّ

تمرين :

1. إحسبوا محصلة القوى في كل  من التخطيطات التالية وصفوا مميزات الحركة لكل من الأجسام التالية

2. صندوق موضوع على الأرض في حالة سكون .

أرسموا تخطيط القوى العاملة عليه

فسروا لماذا الصندوق في حالة سكون بحسب قانون نيوتون :                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

3.يصف الرسم التالي جسماُ معلقاً إلى سقف الغرفة بواسطة خيط  .

4.أرسم تخطيطاً للقوى العاملة على الجسم .

فسروا علمياً  لماذا لا يسقط الجسم:

                                                                                                                                   

5. لقد كانت سميرة تتحدث مع صديقتها عبر الهاتف الجوّال فوقع من يدها !

    أرسم مخططاً للقوى العاملة على الهاتف وصف مميزات حركته

 (أهملوا تأثير الهواء). 

                                                                                                                                  

فعالية 5 : قوة الأحتكاك

  الرسم التالي يصف ولداً  يشد الكلب بواسطة الحزام ، الكلب لا يتحرك وكذلك الولد .                    

أرسم تخطيطاًللقوى العاملة على الكلب

ما هي القوة التي تعمل على الكلب يسارا  وتمنع حركته ?

                                                                                                                                   

                                                                                                                                   

ما هو الجسم الذي يشغل هذه القوة على الكلب?                                                        

قوة الأحتكاك : قوة الاحتكاك  من الممكن أن تتكون  نتيجة انزلاق أو محاولة انزلاق سطح على 

سطح آخر . تتأثر قوة الأحتكاك بالمواد المصنوعة منها الأسطح وبمقدار القوة التي تضغط بها الأسطح على بعضها البعض

يمكننا التمييز بين نوعين من الأحتكاك :

أ‌.                                     الأحتكاك الناتج في حالة جسم دافع  (جسم مع محرك)

في مثل هذه الحالة الأحتكاك يساهم في حركة الجسم وتعمل قوة الأحتكاك مع اتجاه حركته.  أمثلة : شخص يمشي,سيارة تسير على الشارع.

ب‌.                                   الأحتكاك الناتج في حالة جسم  مدفوع  (جسم بدون محرك)

في مثل هذه الحالة الأحتكاك يعارض حركة الجسم وتعمل قوة الأحتكاك بعكس اتجاه حركته

أمثلة :طاولة مدفوعة على أرض الغرفة ، صندوق مدفوع على أرض الغرفة

للتمرين:

1.                                   يضع داود يديه على طاولة في الصف ويبدأ بدفعها نحو اليسار .

في المسألة التالية انتم مدعوّون لتحليل حركة الطاولة مرحلة بعد مرحلة ,ولبناء مخطط للقوى

 في كل وضع.

تذكروا : طول الأسهم يعبّر عن مقدار القوة العاملة على الجسم .

فيما يلي المراحل المختلفة , ارسموا مخطّطا للقوى العاملة على الطاولة في كل مرحلة. لمساعدتكم معطاة القوى في المرحلة ج .

اشيروا الى بقية القوى مع التطرق لهذه القوى. اشرحوا في كل مرحلة كيف حدّدتم طول

 الأسهم.

مرحلة أ : يبدأ داهود بدفع الطاولة بقوّة ضعيفة , 

الطاولة لا تتحرك.

مرحلة ب : يزيد داهود القوة التي يدفع بواسطتها الطاولة .

الطاولة أيضاً لا تتحرك .

مرحلة ج : يزيد داهود ثانية القوة التي يدفع بواسطتها الطاولة .

الطاولة  تبدأ بالتحرك يسارا .

مرحلة د : يزيد داهود اكثر فأكثرمن القوة التي يدفع

بواسطتها الطاولة , الطاولة  تزيد من سرعتها يسارا.

2.                                   فيما يلي عدد من الجمل , احيطوا بدائرة الجمل التي توافقون على مضمونها وصحّحوا تلك التي تعتقدون أنها خاطئة .

‌أ.                                     قوة الأحتكاك بين جسمين قد تغيّرمقدارها من الصفر حتى القيمة القصوى, بحسب صفات الجسمين .

‌ب.                                   عندما تدفع جسماً قوّةٌ صغيرةٌ  ,والجسم لا يتحرك, فإن قوّة الأحتكاك تكون هي أيضاً صغيرة, مساوية في مقدارها ومعاكسة في اتجاهها لمقدار القوّة الدافعة .

‌ج.                                   عندما تدفع القوّة جسماً بشدة قوية, والجسم يتحرك – فإن قوّة الاحتكاك قد تصل الى قيمتها. القصوى

‌د.                                    عندما ندفع جسماً والجسم لا يتحرك, فإن قوّة الأحتكاك في الحقيقة أكبر بكثير من القوّة الدافعة

‌ه.                                     عندما يتحرك جسماً , فإن قوّة الأحتكاك التي سبقت الحركة تبطل ولا تَُد قائمة بعد .

‌و.                                    عندما تكون القوّة الدافعة أكبر من قوّة الاحتكاك (القصوى )- يغيّر الجسم سرعته .

3.  شركة (اليانس  -אליאנס ) التي تنتج إطارات للسيّارات تحاول ان تصمّم نعل الإطار (الجزء الخارجي من الأطار الذي يلامس الشّارع ) بحيث يكون قويّأ وصامدأ أمام التآكل, ولكن في الأساس يركّز مهندسو الشركة جلّ اهتمامهم بتصغير قوّة الاحتكاك بين نعل الإطار للشّارع .تصغير قوّة الإحتكاك الموصوفة تؤدي الى منع  السيارة من دفع السيارة بسهولة اكثر,لاستهلاك أقل للوقود ولتقليل تلويث الهواء, ذلك  لآن المحرك لا يُبذِّر طاقة من أجل التغلّب على قوّة الأحتكاك مع الشّارع المعارضة لحركة السيّارة .

توافقون / لا توافقون           فسّروا :

__________________________________________________________

4.  يدّعى يوسف بأنه عندما نبدأ بالمشي يوجد تأثير متبادل بين الماشي والأرضية ( قوى احتكاك ). ولأنه بحسب قانون التأثير المتبادل ( القانون الثالث لنيوتن ),القوى بين الأرضيّة والشخص متساوية في مقدارها ومتعاكسة في اتجاهها, وتبطل الواحدة الأخرى ومحصلة القوة تساوي صفر. لذلك يجب ان لا يتحرك الشخص. لكن مع هذا يتحرك الشخص لأنّ القوة التي تشغّلها عضلات الشخص أكبر من القوّة التي تشغّلها الأرضيّة عليه .     

توافقون / لا توافقون           فسّروا :

__________________________________________________________

5.1 اذا زادت سرعة الصندوق في الوقت الذي تسحبة تمارا الى الخارج , السبب في ذلك هو :

أ. قوّة الأحتكاك بين الصندوق والأرضية أصغر من القوّة التي تشغّلها تمارا على الصندوق .

ب. قوّة الأحتكاك بين الصندوق والأرضية أكبر من القوّة التي تشغّلها تمارا على الصندوق .

ج. قوّة الأحتكاك بين الصندوق والأرضية مساوية للقوّة التي تشغّلها تمارا على الصندوق .

5.2 سجّلوا تأثيرين متبادلين يشترك فيهما الصندوق, والحاصلين في الوقت الذي تسحب فيه تمارا الصندوق الى الخارج .

__________________________________________________________

أنا أمتحن ذاتي

1.                                   وصف الحدث : شاحنة وسيارة صغيرة مسافرتان

الواحدة باتجاه الأخرى بسرعة متساوية (انظروا الشكل ) .

أ. أي أجسام تشترك في الحدث في اللحظة الموصوفة ؟________________________

__________________________________________________________

ب. بعد زمن قصير, الشّاحنة والسيّارة الصّغيرة تصطدمان , السيّارة تتحطّم بينما الشّاحنة تقريباً لاتتأذى.

أشيروا الى العبارة الأصح حسب رأيكم والتي تصف السّبب لنتائج الحدث .

1)                                   السيّارة ,الأخف كثيراً من الشّاحنة, لم تَشغّل قوة على الشاّحنة ولذلك لم تتحطّم الشاحنة, أمّا الشّاحنة فقد شغّلت قوّة (أثّرت بقوّة) على السيّارة ولذلك سحقتها .

2)                                   لا يوجد تشغيل قوى في الاصطدام ,السيّارة الأخف سُحقت تحطمت  بكل بساطة من عظمة ,الشاحنة الثقيلة .

3)                                   القوّة التي شغّلتها السيّارة الصّغيرة على الشّاحنة أكبر بكثير من القوّة التي شغّلتها الشّاحنة على السيّارة الصّغيرة ولذلك هي التي سُحِقَت .

4)                                   القوّة التي شغّلتها الشّاحنة على السيّارة الصّغيرة مساوية للقوّة التي شغّلتها السيّارة على الشّاحنة, ولكن بسبب مبنى السيّارة هي التي قد سُحِقَت.

علّلوا ادعاءكم : _____________________________________________________

2.   وصف حدث : : شخص يرفع اثقالاُ بنجاحٍ

ويمسكها بشكل ثابت في الهواء (انظروا الشكل ) .

أ .أحيطوا بدائرة كل واحد من الأجسام التي تشغّل قوّة  على الشخص ,

 وسجّلوا بجانبها اتجاه القوّة (الى أعلى /الى اسفل/للجانب ).

                                                                                           

اسم الجسم                           اتجاه القوّة

1) الأرضيّة                        ______________

2) الشخص نفسة الذي يرفع الأثقال     ______________

3) الأثقال                           ______________

4) الكرّة الأرضية                 ______________

5) المشاهدون للحدث             _____________

6) الهواء                           _____________

7) ولا واحد من هؤلاء           _____________

ب. أحيطوا بدائرة كل واحد من الأجسام التي تشغل قوّة على الأثقال وسجّلوا الى جانبها اتجاه القوّة (الى أعلى /الى أسفل /الى الجانب )                           

        اسم الجسم                   اتجاه القوّة

1) الأرضيّة                        ______________

2) الأثقال نفسها التي تدفع الشخص.    ______________

3) الشخص                        ______________

4) الكرّة الأرضية                 ______________

5) المشاهدون للحدث             _____________

6) الهواء                           _____________

7) ولا واحد من هؤلاء           _____________

                                      

                                      

ج. ماذا يحدث,حسب رأيكم, اذا قلّل الشخص  قليلاً من مقدار القوّة التي يدفع بها الأثقال ؟أحيطوا

 بدائرة الإجابة الّصّحيحة .

1.                                   تبدأ الأثقال بالتأرجح (الأهتزاز )لأن التوازن إختل ولكنها لاتغيّر من ارتفاعها .

2.                                   لا يحدث شيء,لأن القوّة التي يؤثر بها الشخص على الأثقال كانت منذ البداية أكبر بكثير من وزن   

     الأثقال ,ولديه "فائض من القوّة ".

3.                                   الأثقال تنزل قليلأ ثمّ تعود بعد ذلك الى ارتفاعها الأصلي.

4.                                   تتحرك الأثقال نحو الأسفل .

أشرحوا اختياركم :

3.وصف الحدث :شاحنة كبيرة تعطلت في الطريق

وتمت مساعدتها بسيّارة صغيرة التي كانت  تدفعها من الخلف .

اي جملة مما يلي, تصف  بشكل صحيح القوى العاملة  على وسائل النقل ؟

‌أ.                                     مقدار القوّة التي  تشغّلها السيّارة  لدفع الشّاحنة أصغر من مقدار القوّة التي تشغلها الشاحنة  لدفع السيّارة رجوعأً .

‌ب.                                   مقدار القوّة التي  تشغّلها السيّارة  لدفع الشّاحنة مساوية تماماً  لمقدار القوّة التي تشغّلها الشاحنة على السيّارة الصّغيرة .

‌ج.                                   محرك السيارة هو الذي يعمل, ولذلك فالسيّارة هي التي تدفع الشّاحنة. بما ان محرك الشّاحنة لا يعمل, فالشاحنة لا تدفع السيارة رجوعاً,ولذلك فقط السياّرة تشغّل قوّةً .

     د.مقدار القوّة التي  تشغّلها السيّارة  لدفع الشّاحنة أكبر من مقدار القوّة التي تشغّلها الشّاحنة  لدفع 

       السيّارة رجوعأً.

4.خرجت السّيدة كاهنة للتّنزّه مع كلبها الأمين والذي كان مربوطاّ بحزام

 أمسكته بشّدةٍ. فجأة أبصر الكلب قطّةً فحاول ان يركض نحوها ,لكنّه لم بتمكّن من ذلك لأنّ الحزام امتدّ كثيراً فمنعه من هذا .اي جملة تصف بشكل صحيح ما حدث ؟  

‌أ.                                     الكلب والسّيدة كاهنة يشدّان الحزام بقوّة متساوية .

‌ب.                                   الكلب يشدّ الحزام بقوّة أكبر بكثير من تلك التي ثؤثر بها السّيدة كاهنة .

‌ج.                                   السّيدة كاهنة تشدّ الحزام بقوّة أكبر بكثير من تلك التي يشدّ بها الكلب .

‌د.                                    السيّدة كاهنة لا تشدّ بالحزام بتاتاً إنّما تُسحَب الى لأمام بسبب ركض الكلب .

اشرحوا اجابتكم :_________________________________________________

___________

3.                                   كتاب موجود على طاولة. تطرقوا للقوى الأتية :

1) قوّة الجاذبيّة الأرضيّة التي تشغلّها الكرّة الأرضيّة على الكتاب نحو الأسفل.

2) قوّة التي تشغّلها الطاولة على الكتاب نحو الأعلى .

3) قوّة التي تشغّلها الأرضية (المصطبة )على الكتاب نحو الأسفل .

عيّنوا الإمكانية الي تصف اي من القوى الثلاث المذكورة أعلاه تعمل على الكتاب ؟

‌أ.                                     فقط قوّة  1 .

‌ب.                                   قوى 1 و- 2 .

‌ج.                                   لاتعمل اية قوّة, لأنّ الكتاب موجود في حالة سكون .

‌د.                                    فقط قوّة 3 .

اشرحوا اجابتكم :

6. الرسوم الثلاثة تُبيّن  اطلاق صاروخ من الكره الأرضيه ورجوعه اليها بعد ذلك. 

باي من الأوضاع الثلاثة  تعمل قوة الجاذبيّه للكرة الأرضيّة على الصّاروخ ؟

א.                                   الوضع 3 فقط

ב.                                    الوضع 1 و- 2 فقط

ג.                                    الوضع 2  و- 3  فقط

ד.                                    الأوضاع 1  , 2   و- 3

7. وصف حدث :صندوق معلّق على خيط موصول بالسقف .

يدّعي  يوسف أنّ القوى F1    و-  F2  هما زوج من القوى

 في نفس التأثير المتبادل .

أ‌.                                     هل توافقون على رأي يوسف ؟ نعم / لا

ب‌.                                   فسّروا إجابتكم _____________________________

__________________________________________

8. يدفع يامن في السوبرماركت عربةً محمّلةً بالمشتريات ويبدأ

     بالتّحرك باتّجاه صندوق الدَّفع  لكي يدفع مقابل مشترياته .

وزن العربة المحمّلة هو نصف وزن يامن  تقريباً .

أمامك ثلاث مُخطّطات قوى (1-3 ) تصف القوى المؤثرة

على العربة .بجانب كل قوة مسجّل من يشغّلها . اي من بين هذه

المخطّطات يصف بشكل صحيح جميع القوى التي تؤثر على العربة عند بداية تحركها ؟

أ.

                                      

9. درّاجة تسير على شارع مستقيم وأفقي ( ليس بمنحدر) بسرعة ثابتة.

أكملوا القطعة التالية (استعينوا بمخزن الكلمات أسفل القطعة ):

عندما تسير الدّرّاجة بسرعة ثابتة ولا تغيّر سرعتها , قوّة الدفع  التي تعمل على الدّرّاجة نحو

الأمام تكون  _________ (ال) قوة التي تحاول ايقاف الدّرّاجة .

عندما نفرمل بصورة فجائيّة ,يجب الأهتمام  بأن تكون قوّة الدفع التي تعمل على الدّرّاجة نحو الأمام ___________ قوّة الفرملة .

10.أجرت  نوار تجارب على مغناطيسين متماثلين .

في التجربة الأولى, أدخلت لأنبوب اختبار مغناطيسين دائريين قطرهما أصغر من قُطر

انبوب الإختبار.المغناطيس أ حلّق فوق(ابتعد عن ) المغناطيس ب (انظروا الشكل ).

‌أ.                                     هل يوجد  تأثير متبادل  بين المغناطيس أ والمغناطيس ب ؟ اشرحوا .

‌ب.                                   أحيطوا بدائرة مخطّط القوى الذي يصف القوى العاملة على المغناطيس أ .

. نُدخِل بسرعةٍ كرةً صغيرة ً داخل قناةٍ (انبوبة )نصف دائريّة الموجودة على طاولة (انظروا الشكل). أحيطوا بدائرة الحرف (א - ד) في الشكل والذي يصف المسار به تتحرك الكرة بعد ما تخرج. من القناة .

فسّروا اختياركم :____________________________________________________

12. أمامك مخطّط قوى الذي يصف كلّ القوى العاملة (المؤثّرة ) على السّيّارة .

بناءًعلى قوانين نيوتن (اشيروا الى الإجابة الصّحيحة ):

‌أ.                                     السيّارة تزيد من سرعتها باتجاه اليمين .  (        )  

‌ب.                                   السيّارة تزيد من سرعتها باتجاه اليسار. (  )

‌ج.                                   السيارة لا تغيّر سرعتها .