القانونان الأول والثاني لنيوتن في الحركة - العلوم 3 - ثالث متوسط
الفصل9: الحركة والزخم
الفصل10: القوة وقوانين نيوتن
الفصل11: الكهرباء
الفصل12: المغناطيسية
مصادر تعليمية للطالب
الفصل الفكرة العامة تتغير حركة الجسم عندما تؤثر فيه قوى غير متزنة. الدرس الأول القانونان الأول والثاني لليوكن في الحركة الفكرة الرئيسة لا تتغير حركة الجسم عندما تكون القوة المحصلة المؤثرة فيه صفرا وشارع الجسم يساوي ناتج قسمة القوة المحصلة على كتلته. الدرس الثاني القانون الثالث لنيوتن الفكرة الرئيسة تؤثر القوى في صورة أزواج تتساوى مقدارا وتتعاكس اتجاها. القوة وقوانين نيوتن حركة زاحفة بطر تر حف العربة الضخمة متحركة ببطء، لتحرك مكوك الفضاء نحو منصة الإقلاع. وتبلغ كتلة العربة الزاحفة ومكوك الفضا- معاد۷۷۰۰۰۰۰ كجم تقريبا ولتحريك العربة الزاحفة بسرعة ١،٥ كم / س تلزم قوة مقدارها ۱۰۰۰۰۰۰۰ نيوتن تقريبا. وهذه القوة بنتجها ١٦ محركا كهربائيا. دقت العلوم صف ثلاثة أمثلة على دفع جسم ما أو سحبه، موضحًا كيف يتحرك الجم؟ ٤٢
نشاطات تمهيدية القوى والحركة المطويات قوانين نيوتن اعمل المطوية الآتية منظمات الأفكار التساعدك على تنظيم أفكارك حول قوانین نیوتن تخيل نفسك في فريق تنزلجون نحو أسفل ممر الحلوة 1 اطو ورقة من منتصفها طوليا، بحيث تكون حافتها الخلفية أقصر من الأمامية ٥ سم. جليدي تؤثر في المزلاج قوى الجليد ومكابح المزلاج ونظام توجيه المزلاج والجاذبية باستخدام قوانين نيوتن يمكننا أن نتوقع كيف تؤثر هذه القوى في انعطاف المزلاج أو تزايد سرعته، أو تناقصها إذ تخبرنا قوانین نیوتن كيف تا القوى تغيير حركة الأجسام سمة ۱- اعمل سطخا مائلا باستخدام ثلاثة كتب التسند إليها مطرتين خشبيتين متوازيتين، على أن تفصلهما مسافة أقل قليلا من قطر كرة زجاجية صغيرة كما في الشكل. أسفل الفراغ بين المسطرتين، ثم انقرها لترتفع الى أعلى السطح ثم في أعلى مسافة تصل إليها. کزر الخطوة السابقة مستخدها كتابين تم الخطرة ٢ دور الورقة عرضيا، ثم أطوها ثلاثة أجزاء. الخطوة ٣ افتح الورقة، وقص الطبقة العليا على طول الحواف، ليُصبح لديك ثلاثة اشرطة. الخطوة 6 اكتب عنوان المطوية كما في الشكل أدناه قوادی میوئی سالون الارام (تعالون السعر القلمون سالم كتابا واحدا، لم من غير كتب مع الحفاظ على اعمل خريطة مفاهيمية في أثناء قراءتك للفصل، واكتب المعلومات التي تعلمتها عن قوانين نيوتن الثلاثة في مقدار القوة نفسه المستخدم في كل مرة. الشكر الناقد اعمل جدولا ودون فيه خريطتك المفاهيمية. سافات التي تصل إليها الكرة على النطح المائل لكل ميل جديد للسطح. ماذا يمكن أن يحدث لو كان السطح أملس ومسنويا تماما ؟ ٤٣
22 أتهيأ للقراءة المقارنة أتعلم يقوم القارئ الجبد بالمقارنة والتمييز بين المعلومات في أثناء قراءته. وهذا يعني النظر إلى أوجه الشبه والاختلاف، مما يساعده على تذكر الأفكار المهمة. ابحث عن المفردات أو الحروف التي تدل على أن النص يشير إلى تشابه أو اختلاف: كلمات المقارنة والتفريق S مثل ايضا مشابه ل المصابية للاختلاف لكن أو بخلاف ذللك سلما اما في الوقت نسه بطريقة مماثلة ومن جهة اخرى / في المقابل أتدرب إقرأ النص الأني. ثم لاحظ كيف استعمل المؤلف مفردات المقاربة لتوضيح الاختلاف بين الوزن والكتلة. فعندما تقف على الميزان المنزلي فإنك تقيس مقدار قوة جذب الأرض لجسمك، أما الكتلة فهي مقدار ما في الجسم من مادة وتقاس بالكيلو جرام. وكتلة جسم ما ثابتة لا تتغير بتغير المكان ولكن الوزن يتغير بتغير المكان. صفحة ٥٤. أطبق بين أوجه الشبه والاختلاف بين الاحتكاك الانزلاقي صفحة ۵۰ ومقاومة الهواء صفحة ٥٨ من خلال قراءة هذا الفصل. زارة التغلط JING MAY
إرشاد في أننساء القراءة استخدم مهارات أخرى، مثل التلخيص والتواصل، لتساعدك على فهم المقارنة. توجيه القراءة وتركيزها ركز على الأفكار الرئيسة عند قراءة الفصل باتباعك ما يأتي: قبل قراءة الفصل أجب عن العبارات في ورقة العمل أدناه: اكتب (م) إذا كنت موافقا على العبارة. اكتب (غ) إذا كنت غير موافق على العبارة. بعد قراءة الفصل ارجع إلى هذه الصفحة لترى إذا كنت قد غيرت رأيك حول أي من هذه العبارات. • . إذا غيرت احدى الإجابات فيين السبب صحح العبارات غير الصحيحة. استر شد بالعبارات الصحيحة والمصححة أثناء دراستك. قبل القراءة م اوغ العبارة ١- عندما يتحرك الجسم فهو يقع تحت تأثير قوى غير متزنة. ٢- عندما تقفز إلى أعلى في الهواء تؤثر الأرض بقوة في جسمك. ٣- القوة اما سحب أو دفع. ٤- لا تسحب الجاذبية الأرضية رائد الفضاء في أثناء وجوده في مدار حول الأرض. ه. لا بد أن تتلامس الأجسام محاب حتى يؤثر بعضها في بعض بقوى. الجسم الذي يتحرك في مسار دائري بسرعة ثابتة مقدارا لا يتسارع. قوة الفعل وقوة رد الفعل فوتان تلغي كل منهما الأخرى، لأنهما متساويتان مقدار و متعاکستان انجاها تسحب الجاذبية كافة الأجسام التي لها كتلة. قد يكون الجسم الساكن واقعا تحت تأثير قوى عديدة. بعد القراءة م اوغ دارة التعلم
الدرس اتحاد الدرس الرادي القانونان الأول والثاني لنيوتن في الحركة في هذا الدرس الأهداف القوة www.in.edu.sa تميز بين القوى المتزنة والقوة إذا وضعت كرة على سطح الأرض فإنها تبقى ساكنة في مكانها ولا تتحرك، إلا إذا ضربتها بقدمك، وكذلك الكتاب الموجود على مكتبك، يبقى ساكنا ما لم ترفعه المحصلة. تذكر نصر القانون الأول لتيونن... پيدك. وإذا تركت الكتاب بعد رفعه فإن قوة الجاذبية الأرضية تسحبه في اتجاه تفسر كيفية تأثير الاحتكاك في الأسفل. تلاحظ في كل حالة من الحالات السابقة أن حركة الكرة أو الكتاب الغيرت بفعل مؤثر أو دفع . أي أن الأجسام تتسارع أو تتباطأ أو تغير اتجاه الحركة. تشرح نص القانون الثاني لنيوتن. حركتها فقط عندما يؤثر فيها مؤثر سحب أو دفع تفر أهمية الجاد القوة. الأهمية إن هذا المؤثر الذي يعمل على تغيير حركة الأجسام يُطلق عليه اسم القوة Force والقوة إما دفع أو سحب، ويبين الشكل ١ أنه عندما تقدف كرة جولف فإنك تؤثر فيها بقوة، فتتسارع الكرة مبتعدة عن المضرب. وتعمل القوة كذلك على تغيير القوى تغير من الحالة الحركية اتجاه حركة الكرة؛ فبعد أن تغادر الكرة المضرب ينحني مسارها إلى أسفل لتعود للأجسام. و مراجعة المفردات ثانية إلى الأرض بتأثير قوة الجاذبية الأرضية التي تسحب الكرة إلى أسفل وتغير اتجاه حركتها . وعندما تصطدم الكرة بالأرض تؤثر فيها الأرض بقوة فتوقفها. السرعة المتجهة: مقدار والحاه الشكل ١ القوة سحب أو دفع . سرعة حركة جسم. الكيلوجرام وحدة الكتلة في النظام الدولي للوحدات ويرمز لها بالرمز كجم التسارع التغير في السرعة المتجهة مقسوما على زمن هذا التغير. المفردات الجديدة يسحب المغناطيس في المرافعة قطعا فلزية محطمة (خردة) إلى أعلى. القوة النيوتن في الحركة القوة المحصلة . قوة الاحتكاك القوى المتزنة - القانون الثاني . القوى غير النيوتر في الحركة الوزن المنوية القانون الأول بعد دفع كرة الجولف بالمضرب تتبع مسارا منحنيا في اتجاه الأرض. 27 وزارة التغليط
(i) (ب) يعلق هذا الباب لأن القوة التي تعمل على إغلاقه أكبر من القوة التي وهذا الباب لن يتحرك لأن الفوتين ماوینان مقدارا، وتؤثر كل منهما في اتجاه معاكس لاتجاه الأخرى. العمل على فتحه وتؤثر القوى بطرائق مختلفة؛ فمثلا يمكن تحريك مشبك ورق بواسطة قوة الشكل ٢ عندما تكون القوى المؤثرة مغناطيسية، أو سحبه بواسطة قوة الجاذبية الأرضية، أو بواسطة قوة من تأثيرك عندما تلتقطه . كل هذه أمثلة على القوى التي قد تؤثر في مشبك الورق. جمع القوى من الممكن أن تؤثر أكثر من قوة في جسم ما . فعلى سبيل المثال. إذا أمسكت مشبك ورق بيدك بالقرب من مغناطيس فإن المشبك يتأثر بقوتك وقوة جذب المغناطيس وقوة الجاذبية الأرضية. يسمى مجموع القوى المؤثرة في جسم ما القوة المحصلة Net Force. إن القوة المحصلة هي التي تحدد كيفية تغير حركة جسم عندما تؤثر فيه أكثر من قوة. وعندما تتغير حركة الجسم فإن سرعته المتجهة تتغير أيضا؛ وهذا يعني أن الجسم يتسارع. والآن كيف تجمع القوى لتعطي القوة المحصلة ؟ إذا كانت القوى في اتجاه واحد فإنها تجمع معا لتكون القوة المحصلة. أما إذا أثرت قوتان في اتجاهين متعاكسين فإن القوة المحصلة تساوي الفرق بينهما، ويكون اتجاهها في اتجاه القوة الكبرى. القوى المتزنة وغير المتزنة من الممكن أن تؤثر قوة في جسم ما، ولا تسبب تسارعه إذا ألغت قوى أخرى دفع أو سحب القوة الأولى. انظر الشكل ٢ . إذا كنت تدفع بابا بقوة، وكان زميلك يدفع الباب نفسه بقوة مماثلة في الاتجاه المعاكس فلن يتحرك الباب؛ لأن القوتين متعاكستان، وتلغي إحداهما أثر الأخرى. في الجسم متوازنة لا يحدث تغير في الحركة، يحدث تغير فقط عندما تؤثر قوى غير متزنه على الجم. دارة التعلم MEY
٤٨ الوسط مع فإذا أثرت قونان أو أكثر في جسم وألغى بعضها أثر بعض، ولم تحدث تغييرا في السرعة المتجهة للجسم فإن هذه القرى تسمى قوى متزنة Balanced Forces، وفي هذه الحالة تكون القوة المحصلة صفرًا. أما إذا لم تكن القوة المحصلة صفر اتكون القوى الميكانيكا الحيوية تؤثر قوى في أجزاء جسمك المختلفة قوی غیر متزنة Unbalanced Forces. وفي هذه الحالة لا ة لا تلغي القوى بعضها أثر سواء كنت تركض أو تقفز بعض، وتتغير السرعة المتجهة للجسم. أو كنت جالسا والميكانيكا القوة والقانون الأول لنيوتن في الحركة الحيوية هي دراسة كيف يؤثر لو أنك دفعت كتابا على سطح طاولة أو على أرض الغرفة فإنه ينزلق، ثم لا يلبث الجسم يقوى، وكيف يتأثر أن يتوقف، وكذلك لو ضربت كرة جولف فإنها تصطدم بالأرض وتتدحرج، ثم لا بالقوى المؤثرة فيه. ابحث في تلبث أن تتوقف. ويبدو من هذين المثالين أن أي جسم تحركه يتوقف بعد فترة. كيفية الاستفادة من الميكانيكا وربما تستنتج من ذلك أنه يلزم أن تؤثر بقوة وبصورة مستمرة في أي جسم نريد أن الحيوية للتقليل من إصابات يستمر في حركته. وهذا الاستنتاج في الواقع غير صحيح. العمل. أعطت أفكار جاليليو العالم الإنجليزي نيوتن ( ١٦٤٢-١٧٢٧م) فهما أفضل اكتب في دفتر العلوم فقرة حول الطبيعة الحركة، فقد فشر نيوتل حركة الأجسام في ثلاثة قوانين سفيت باسمه. ما تعلمته. العالم جاليليو يصف القانون الأول لنيوتن حركة جسم عندما تكون القوة المحصلة المؤثرة فيه صفرا وينص القانون الأول لنيوتن في الحركة Newton's First Law of Motion على أنه يبقى الجسم على حالته من سكون أو حركة مالم تؤثر عليه قوة خارجية الاحتكاك أدرك جاليليو أيضًا أن حركة جسم ما لا تتغير حتى تؤثر فيه قوة غير متزنة وأنت كان العالم الإيطالي جاليليو تری يوميا أجسامًا متحركة تتوقف. فما القوة التي أدت إلى إيقافها؟ إن القوة جاليلي ( ١٥٦٤ - ١٦٤٢م) من المسؤولة عن ذلك والتي تجعل جميع الأجسام تقريبا تتوقف عن الحركة - هي أوائل العلماء الذين أدركوا أنه قوة الاحتكاك .Friction ليس من الضروري أن تؤثر قوة وهي قوة ممانعة تنشأ بين سطوح الأجسام المتلامسة، وتقاوم حركة بعضها باستمرار في جسم حتى يستمر في حركته وزارة التعلم Ma
الميكانيكا الحيوية
قوة احتكاك تبطى قوة الاحتكاك اللاعب المنزلق على الأرض فة الحافية الأرضية من دون قوة الاحتكاك ستنزلق قدما متلق الصخور ولا يستطيع التسلق. بالنسبة إلى بعض، كما هو مبين في الشكل .. وبسبب قوة الاحتكاك، لا ترى جسما يتحرك بسرعة متجهة ثابتة، إلا مع وجود قوة محصلة تؤثر فيه باستمرار. الشكل ٣ عندما يتحرك جسمان أحدهما كما تؤثر قوة الاحتكاك أيضًا في الأجسام التي تنزلق أو تتحرك خلال مواد، منها الهواء أو الماء. وعلى الرغم من وجود عدة أشكال لقوة الاحتكاك إلا أنها تشترك جميعا في أنها تعمل على مقاومة انزلاق جسم يتحرك على سطح جسم آخر، حرّك يدك فوق سطح الطاولة، ستحس بقوة الاحتكاك غير اتجاه حركة يدك، ستلاحظ تغير اتجاه قوة الاحتكاك. إن قوة الاحتكاك تعمل دائمًا على إنقاص سرعة الأجسام المتحركة. مماس للآخر، فإن قوة الاحتكاك تمنع حركتهما أو تبطى منها. العلوم كبير السواقي الالكترواية ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر شبكة الإنترنت عن حياة كل من العالمين جاليليو إن فهم الحركة استغرق وقتا طويلا؛ وذلك لعدة أسباب، منها: عدم إدراك الناس جاليليو ونيوتن لسلوك الاحتكاك، وأن الاحتكاك قوة. وقد اعتقدوا أن الحالة الطبيعية للأجسام هي السكون؛ لأن الأجسام المتحركة تتوقف في النهاية، وأنه لاستمرار حركة جسم فإنه يلزم التأثير فيه بقوة سحب أو دفع بشكل مستمر، وعند توقف القوة لتتعرف روابط تزودك بمعلومات عن التأثير فإن الجسم يتوقف. أدرك جاليليو أن الحركة المستمرة حالة طبيعية للأجسام، مثل الحالة السكونية ونيوتن لها، وأن الاحتكاك هو المسؤول عن نقصان سرعة جسم متحرك مسبيا توقفه في نشاط ارسم خط زمن تضح النهاية، وأنه للمحافظة على استمرار حركة جسم لا بد من التأثير بقوة للتغلب عليه الأحداث المهمة في حياة على تأثيرات قوة الاحتكاك. وإذا أمكن إزالة قوة الاحتكاك فإن الجسم المتحرك العالمين جاليليو ونيوتن يبقى متحركا بسرعة ثابتة، وفي خط مستقيم ويوضح الشكل ٤ الحركة في حالة عدم وجود الاحتكاك. وزارة التعليم
الشكل ٤ ينزلق قرص الهوكي على طبقة من الهواء في لعبة الهوكي ايكون الاحتكاك الهوا معلوما، ويتحرك قرص الهوكي بسرعة ثابتة وبخط مستقيم بعد قصر باد استنتج كيف تكون حركة قرص الهوكي في غياب طبقة الهواء؟ الاحتكاك السكوني والاحتكاك الانزلاقي تجربه لام سانا قرات ما الشيء المشترك بين جميع أشكال قوة الاحتكاك ؟ الاحتكاك السكوني إذا حاولت تحريك جسم ثقيل، كثلاجة مثلا، فستلاحظ آنها لا تتجزك في البداية، ولكن إذا زدت من قوة دفعك أكثر فأكثر فستجدها قد بدأت تتحرك فجأة. عندما بدأت تدفع الثلاجة في البداية كانت قوة دفعك وقوة الاحتكاك بين الثلاجة والأرض منعاكستين، وكانت القوة المحصلة لهما تساوي صفرًا. ويسمى نوع الاحتكاك الذي يمنع الأجسام من الحركة إذا أثرت فيها قوة الاحتكاك السكوني. ينشأ الاحتكاك السكوني عن تجاذب الذرات على السطوح المتلامسة، وهذا يسبب التصاق هذه السطوح عند تلامسها. وتزداد قرة الاحتكاك هذه مع ازدياد خشونة السطحين المتلامسين، وازدياه وزن الجسم المراد تحريكه، ولكي تحرك الجسم عليك أن تبذل قوة كافية لكبر الروابط التي تعمل على تلاصق السطحين المثلامين معا الاحتكاك الانزلاقي ( الديناميكي في الوقت الذي تعمل فيه قوة الاحتكاك السكوتي على منع الجسم الساكن من الحركة، تعمل قوة الاحتكاك الانزلاقي على تقليل سرعة الجسم المنزلق، فإذا دفعت جسما على أرضية غرفة فسوف يؤثر الاحتكاك الانزلاقي فيه في عكس اتجاه حركته، وإذا توقفت عن دفعه فسيؤدي الاحتكاك الانزلاقي إلى توقف الجسم عن الحركة، ولكي يستمر الجسم في حركته عليك الاستمرار في دفعه، ويعود سبب الاحتكاك الانزلاقي إلى خشونة السطوح المتلامة، كما هو موضح في الشكل .. وتميل السطوح إلى الالتصاق بعضها ببعض في مواقع للامسها. وعندما يتزلق سطح فوق آخر تتكسر الروابط بين السطحين، وتتشكل روابط أخرى جديدة. وهذا ما يسبب الاحتكاك الانزلاقي. ويجب بذل قوة لتح خشن على سطح خشن آخر. وزارة التضليط WIN TAY
الاحتكاك السكوني والاحتكاك الانزلاقي
تجربة ملاحظة الاحتكاك الخطوات ضع قطعة من الصابون وممحاة ومفتاحا بعضها جانب بعض على سطح دفترك. ارفع ببطء وشات طرف دفترك، ولاحظ ترتيب حركة الشكل ه الاحتكاك بين الصينية الأجسام على الدفتر . أي الأجسام أعلاه كانت قوة والأسطح الملاء، هو التحليل احتكاك انزلاقي. الاحتكاك السكونية له أكبر، وأبها وليبين الشكل ٦ كيف ينشأ الاحتكاك الانزلاقي عند احتكاك الكوابح بعجلة كانت له أقل؟ فتر إجابتك. الدراجة. مادا فراشيد ما الفرق بين الاحتكاك السكوني والاحتكاك الانزلاقي ؟ .. أي الأجسام تكون سرعة الزلاقه أكبر، وأيها أقل ؟ فشر إجابتك. . كيف يمكنك زيادة أو إنقاص الاحتكاك التدحرجي عندما تقود دراجة أو تنطلق فوق لوح تزلج فإن سرعتك قوة الاحتكاك بين سطحين؟ تتناقص بسبب تأثير نوع آخر من قوة الاحتكاك؛ يسمى الاحتكاك التدحرجي، ينتج عندما يدور جسم فوق سطح. وفي مثال الدراجة يكون الاحتكاك التدخر جي بين إطارات الدراجة والأرض، كما يوضح الشكل ٦ ، مما يؤدي إلى إبطاء حركة الدراجة. ملكاك المنزل الشكل 1 يؤثر الاحتكاك الانزلاقي والاحتكاك التدحرجي في الدراجة الهوائية. الاحتكاك الانزلاقي بين المكابح والعجلة هو الذي يؤدي إلى توقف العجلة. يؤثر الاحتكاك التدحرجي بين الأد وإطار العجلة عند دورانها. وزارة التعلم Mos
الشكل ٧ القوة اللازمة لتغيير حركة جسم تعتمد على كتلته توقع أي العرينين يسهل إيقافها ؟ ۵۲ وعادة تكون قوة الاحتكاك التدحرجي أقل كثيرًا من قوة الاحتكاك الانزلاقي للسطحين نفسيهما. وهذا يفتر سهولة تحريك صندوق فوق عجلات بالنسبة السحبه فوق سطح الأرض مباشرة. يكون الاحتكاك التدخر جي بين الإطارات والأرض أقل من قوة الاحتكاك الانزلاقي بين الصندوق والأرض. القانون الثاني لنيوتن في الحركة القوة والتسارع في أثناء جولتك للتسوق في المراكز التجارية تحتاج إلى بذل قوة حتى تدفع العربة، أو توقفها، أو تغير اتجاهها. أيهما أسهل : إيقاف عربة ممثلثة أم فارغة، كما هو موضح في الشكل ٢٧ يحدث التسارع للجسم في كل لحظة تزداد فيها سرعته أو تقل أو يتغير اتجاه حركته. يربط القانون الثاني لنيوتن في الحركة بين محصلة القوة المؤثرة في جسم وتسارعه وكتلته. وينص القانون الثاني النيون في الحركة Newton's Second Law of Motion على أن تسارع جسم ما يساوي ناتج قسمة محصلة القوة المؤثرة فيه على كتلته، ويكون اتجاه التسارع في اتجاه القوة المحصلة. ويحسب تسارع الجسم باستخدام العلاقة الآتية: معادلة القانون الثاني لنيوتن التسارع (م/ ث ) = القوة المحصلة (نيوتن) الكتلة (كجم) قا محصلة ك وزارة التضلم
حيث ت هي التسارع ، ك هي الكتلة و قصة هي القوة المحصلة. ومن الممكن كتابة المعادلة السابقة على النحو الآتي: القوة المحصلة (نيوتن) = الكتلة (كجم) x التسارع (م/ ث ) ق محصلة = كات مانا قرات؟ ما هو القانون الثاني لنيوتن؟ الربط مع نيوتن والجاذبية العالم إسحاق نيوتن هو أول من بين أن الجاذبية قوة تجعل الأجسام تسقط في وحدات القوة تقاس القوة بوجدة تسمى "نيوتن". وحيث إن الكتلة تقاس في اتجاه الأرض وتجعل القمر النظام الدولي للوحدات بـ (كجم)، ووحدة التسارع (م/ ث ) لذا فإن 1 نيوتن يدور حول الأرض، وتجعل يساوي 1 كجم. م / ث . ويعرف ١ نيوتن بأنه مقدار القوة المحصلة التي إذا أثرت الكواكب تدور حول الشمس في جسم كتلته ) كجم أكسبته تسارعا مقداره ام/ ش". الجاذبية وفي عام ۱۹۸۷ م نشر نیوتن كتابا يتضمن قانون الجذب العام. ببين هذا القانون كيف تعتبر قوة الجاذبية من أكثر القوى المألوفة لديك. فعندما تنزل تلا بدراجتك أو يزلاجة، أو تقفز داخل بركة فإن قوة الجاذبية الأرضية تسحبك باستمرار إلى قوة الجذب بين أي جسمين. وباستخدام قانون أسفل. وقوة الجاذبية تجعل الأرض تدور حول الشمس، كما تجعل القمر يدور الجذب العام استطاع الفلكيون حول الأرض. توضيح حركات الكواكب والمجرات. هما الجاذبية؟ هناك قوة جاذبية بين أي جسمين تسحب الأجسام بعضها في في النظام الشمسي، إضافة اتجاه بعض. وتعتمد قوة الجاذبية على كتلة كل من الجسمين، فتزداد بازدیاد إلى حركات النجوم البعيدة كتلتيهما وتنقص بنقصانها ، كما تعتمد قوة الجاذبية على البعد بين الجسمين فكلما زاد البعد تضعف هذه القوة ولكنها لا تنعدم فمثلا هناك تجاذب بين جسمك والأرض، وكذلك بين جسمك والشمس. ورغم أن كتلة الشمس أكبر كثيرًا من كتلة الأرض إلا أنه بسبب بعدها الكبير تكون قوة جذبها لجسمك ضعيفة جدا، في حين أن قوة جذب الأرض لجسمك تفوق قوة جذب الشمس له بمقدار ١٦٥۰ ضعفًا. الوزن ما الذي يقيسه الميزان المنزلي عندما تقف عليه ؟ إنه يقيس وزنك ويظهره لك مرتبطا بالكتلة، ووزن Weight جسم ما هو مقدار قوة الجذب المؤثرة فيه. إن وزنك على سطح الأرض يساوي قوة الجذب بينك وبين الأرض، ويحسب الوزن على سطح الأرض باستخدام المعادلة التالية: الوزن (نيوتن) - الكتلة (كجم) X تسارع الجاذبية الأرضية (م/ ث ) و = 2 ×۹,۸ م / ث حيث (و) الوزن بوحدة نيوتن و (ك) الكتلة بوحدة كجم. دارة التعليم Nor
جدول ۱ وزن شخص كتلته ٦٠ كجم على كواكب مختلفة الوزن بوحدة نيوتن ۲۲۱ ΕΛΛ المكان ( الكتلة ٦٠ كجم) المريخ الأرض المشتري بلوتو To القانون الثاني التبركن تجربة علي أما إذا وقفت على كوكب آخر غير الأرض فإن وزنك سيتغير. كما يبين الجدول 1 إن قوة الجذب بين جسمك والكوكب هي الوزن على الكوكب مقدار وزنك على سطحه.. بالنسبة إلى الأرض ۳۷,۷ ۱۰۰ ٢٣٦٤ ورد الوزن والكتلة الوزن والكتلة كمبتان مختلفتان؛ فالوزن قوة تقاس بوحدة نيوتن. فعندما تقف على الميزات المنزلي فإنك تقيس مقدار قوة جذب الأرض لجسمك، أم الكتلة فهي مقدار ما في الجسم من مادة، وتقاس بالكيلو جرام، وكتلة جسم ما ثابتة لا تتغير بتغير المكان، ولكن الوزن يتغير بتغير المكان فمثلا کتاب کتاته كجم على سطح الأرض له الكتلة نفسها على سطح المريخ أو في أي مكان آخر. أما وزن الكتاب على الأرض فيختلف عن وزنه على المريخ حيث يؤثر الكوكبان بقوتي جذب مختلفتين في الكتاب نفسه استخدام القانون الثاني لنيوتن يستخدم هذا القانون في حساب تسارع الجسم، عندما تكون كتلته والقوة المؤثرة فيه معلومتين. تذكر أن التسارع يساوي ناتج قسمة التغير في السرعة المتجهة على التغير في الزمن، وبمعرفة تسارع الجسم يمكن تحديد التغير في سرعته المتجهة زيادة السرعة متى يُسبب تأثير قوة غير متزمة في جسم زيادة سرعته ؟ عندما تؤثر قوة محصلة في جسم متحرك في اتجاه حركته فإن سرعته تتزايد. فمثلا يبين الشكل ٨ أن القوة تؤثر في اتجاه السرعة المتجهة للزلاجة، وهذا ما يجعل الزلاجة تتسارع، ومن ثم تزداد سرعتها المتجهة. الشكل ٨ شارع الزلاجة عندما يكون اتجاه محصلة القوة المؤثرة فيها في اتجاه سرعتها المتجهة. of دارة التغليط
القانون الثاني لنيوتن
اتجاه القوة المحصلة المؤثرة في كرة ساقطة إلى أسفل نحو الأرض، يكون في نفس اتجاه سرعتها المتجهة، لذلك تزداد سرعة الكرة أثناء سقوطها. نقصان السرعة إذا أثرت قوة محصلة في جسم في عكس اتجاه حركته فإن سرعته تتناقص في الشكل ٩ يزداد الاحتكاك بين الزلاجة والثلج عندما يضع الولد قدمه في الثلج، وتكون القوة المحصلة المؤثرة في الزلاجة ناتجة عن قوني الوزن والاحتكاك، وعندما تصبح قوة الاحتكاك كبيرة بما يكفي، تصبح القوة المحصلة معاكسة لاتجاه السرعة المتجهة، مما يسبب نقصان سرعة الزلاجة حساب التسارع يستخدم القانون الثاني لنيوتن لحساب التسارع افترض مثلا أنك تحب صندوقا كتلته ١٠ كجم بقوة محصلة مقدارها 5 نيوتن فيكون التسارع هو: ت = ق متصلة ۵ نیوتن ۱۰ كجم سيقى الصندوق متسارعا بالمقدار نفسه ما دامت القوة المحصلة مؤثرة فيه. ولا يعتمد التسارع على السرعة التي يتحرك بها الصندوق، بل يعتمد على كتلته والقوة المحصلة المؤثرة فيه فقط. الانعطاف عندما لا يكون اتجاه القوة المحصلة المؤثرة في جسم متحرك في اتجاه السرعة ولا معاكسا لها يتحرك الجسم عبر مسار منحن، بدلا من الحركة في خط مستقيم. فعندما تقذف كرة السلة نحو السلة فإنها لا تتحرك حركة مستقيمة، بل ينحني اتجاه حركتها نحو الأرض، كما في الشكل ١٠؛ فالجاذبية سحبت الكرة إلى أسفل؛ لذا لا ينطبق اتجاه القوة المحصلة على الكرة مع اتجاه سرعتها. ولهذا تتحرك الكرة في مار منحن القوة المحص السرعة المتجهة الشكل ٩ تتباطا الزلاجة عندما يكون اتجاه محصلة القوة المؤثرة فيها معاكا لاتجاه برعتها المتجهة. الشكل ۱۰ تؤثر الجاذبية في الكرة بقوة تصنع راوية مع سرعتها المتجهة، مما يجعل مسارها اتجاه الحركة منحنيا. توقع كيف تكون حركة الكرة إذا قذفت في اتجاه أفقي ؟ القوة بسبب الجاذبية الأرضية ورة الصلة 00
٥٦ تطبيق الرياضيات الحركة الدائرية يتحرك الراكب في لعبة الدولاب الدوار في مدينة الألعاب، في مسار دائري. ويسمى هذا النوع من الحركة الحركة الدائرية والجسم المتحرك في مسار دائري يتغير اتجاه حركته باستمرار، مما يعني أن الجسم يتسارع باستمرار. ووفق القانون الثاني لنيوتن فإن أي جسم يتحرك بشارع مستمر لا بد أن تؤثر فيه قوة محصلة باستمرار. ولكي يتحرك الجسم حركة دائرية بسرعة ثابتة يجب أن تصنع القوة المحصلة المؤثرة في الجسم زاوية قائمة مع سرعته المتجهة. وعندما يتحرك الجسم حركة دائرية فإن القوة المحصلة المؤثرة في الجسم تسمى عندئذ القوة المركزية ويكون اتجاه القوة المركزية في اتجاه مركز المسار الدائري. حل معادلة بسيطة تسارع سيارة : أثرت قوة محصلة مقدارها ٤٥٠٠ نيوتن في سيارة كتلتها ١٥٠٠ كجم. احسب تسارع السيارة. الحل المعطيات القوة المحصلة = ٤٥٠٠ نيوتن. الكتلة (ك) = ١٥٠٠ كجم المطلوب حساب التسارع (ت) = ؟ م / ث " طريقة الحل: عوض المعطيات في المعادلة: ت. ك ق بصالة ٤٥٠٠ نیوتن ١٥٠٠ كجم ۳ م / ث التحقق من الحل: أوجد حاصل ضرب الجواب الذي حصلت عليه في الكتلة ١٥٠٠ كجم. يجب ان يكون حاصل الضرب مساوبًا مقدار القوة المعطى في السؤال: مسائل تدريبية ٤٥٠٠ نيوتن. ا. دفع كتاب كتلته ٢٠٠ كجم على سطح طاولة. فإذا كانت القوة المحصلة المؤثرة في الكتاب تساوي ١٠٠ نيوش، فما تسارعه؟ ٢. احسب القوة المحصلة المؤثرة في كرة بيسبول كتلتها ١٥ ٠ كجم، إذا كانت تتحرك بتسارع ٤٠٠ م / ث دارة التعلم Ma
الشكل ۱۱ كلما زادت سرعة انطلاق الكرة راد بعد مكان سقوطها، واذا كانت سرعة انطلاقها كبيرة جداء عندئذ لن تصطدم الكرة بالأرض، وستواصل عملية دورانها حول الأرض. حركة القمر الاصطناعي الأقمار الاصطناعية أجسام تدور حول الأرض. وبعضها يتخذ مدارات دائرية تقريبا . والقوة المركزية المؤثرة فيها هي قوة التجاذب بين الأرض والقمر الاصطناعي؛ حيث تؤثر في القمر باستمرار نحو الأرض، وتعد الأرض مركز مدار القمر الاصطناعي، والسؤال هو لماذا لا يسقط القمر الاصطناعي على الأرض كما تسقط كرة البيسبول ؟ في الواقع يكون القمر الاصطناعي في حالة سقوط نحو الأرض، مثل كرة البيسبول تماما. افترض الآن أن الأرض مستوية تماما، وتخيل أنك تقذف كرة بيسبول بصورة أفقية. إن الجاذبية الأرضية سوف تؤثر في الكرة وتجذبها نحوها، لذلك ستتحرك في مـــــار منحن فقط على الأرض. والآن افترض أنك قذفت الكرة بسرعة أكبر. ستنطلق الكرة وتتحرك في مسار متحن وتسقط ثانية على الأرض، إلا أن مكان سقوط الكرة في هذه المرة سيكون أبعد من مكان سقوطها في الحالة الأولى. وكلما زادت سرعة انطلاق الكرة زاد بعد مكان سقوطها، ولنفترض أن سرعة. انطلاقها كانت كبيرة جدا بحيث لم تجد مكانا على الأرض لتقط فيه، بمعنى أن مكان سقوطها المفترض تعدى سطح الأرض، فماذا يحدث؟ عندئذ لن تصطدم الكرة بالأرض وبدلاً من ذلك ستواصل الكرة عملية سقوطها عن طريق الدوران حول الأرض، كما في الشكل ۱۱. إن الأرض تجذب الأقمار الاصطناعية نحوها مثلما تجذب كرة البيسبول تمامًا، غير أن الفرق بينهما أن السرعة الأفقية للقمر الاصطناعي كبيرة جدا مما يجعل انحناء مساره إلى أسفل مساويًا لانحناء سطح وزارة التعلم MAV
الأرض، فيستقر القمر الاصطناعي في مدار ثابت حول الأرض ولا يسقط إلى أسفل. وتبلغ السرعة التي يتطلبها انطلاق جسم من سطح الأرض لكي يتحرك في مسار حولها ۸ كم / ث ، أو ۲۹۰۰۰ كم / س. وذلك لوضع قمر اصطناعي في مداره، كما نحتاج إلى صواريخ لرفعه إلى الارتفاع المطلوب، ثم إكسابه السرعة التي تمكنه من البقاء في مداره حول الأرض. مقاومة الهواء لعلك شعرت بدفع الهواء لك عندما تركض أو تركب دراجة، إن هذا الدفع يسمى مقاومة الهواء؛ وهو شكل من أشكال الاحتكاك الذي يؤثر في الأجسام المتحركة في الهواء، وتزداد قوة احتكاك الهواء - التي يُطلق عليها أحيانًا مقاومة الهواء بازدياد سرعة الجسم، كما أنها تعتمد أيضًا على شكل الجسم؛ فقطعة الورق المطوية تسقط بسرعة أكبر من سقوط ورقة منبسطة. وعندما يسقط جسم من ارتفاع معين عن سطح الأرض يتسارع بسبب الجاذبية وتزداد سرعته باستمرار، وفي الوقت نفسه ترداد قوة مقاومة الهواء له. وفي النهاية تصبح قوة مقاومة الهواء نحو الأعلى كبيرة بما يكفي لكي تتساوى مع قوة الجاذبية نحو الأسفل. وعندما تصبح مقاومة الهواء مساوية للوزن تصبح القوة المحصلة المؤثرة في الجسم صفرا. ووفق القانون الثاني لنيوتن، يصبح تسارع الجسم صفرًا أيضًا.. لذا لن يكون هناك تزايد في سرعة الجسم، وعندما تكون مقاومة الهواء نحو الأعلى مساوية لقوة الجاذبية نحو الأسفل يسقط الجسم بسرعة ثابتة، وتُسمى هذه السرعة الثابتة السرعة الحدية. زارة التعلم Min JINI MA
مراجعة الدرس القوة القوة دفع أو المحلية الخلاصة القوة المحصلة المؤثرة في جسم هي مجموع كل القوى المؤثرة فيه. اختير نفسك ا وضح ما إذا كانت هناك قوة محصلة تؤثر في سيارة التحرك بسرعة ٢٠ كم أس وتتعطف إلى اليسار. ناقش لماذا جعل الاحتكاك استكشاف القانون الأول لنيوتن صعبًا؟ من الممكن أن تكون القوى المؤثرة في جسم ما متزنة أو ۳. داشتن هل يمكن الجسم أن يكون متحركا إذا غير متزنة. وإذا كانت القوة متزنة فإن القوة المحصلة كانت القوة المحصلة المؤثرة فيه تساوي صفرا؟ تساوي صفرا القانون الأول لنيوتن في الحركة ا ارسم شكلا يبين القوى المؤثرة في راكب دراجة التحرك بسرعة ٢٥ كم / س على طريق أفقية. اذا كانت القوة المحصلة المؤثرة في جسم ساكن تساوي ه حلك كيف يتغير وزنك باستمرار إذا كنت في صفرا فإن الجسم يبقى ساكنا، وإذا كان الجسم متحركا في خط مستقيم فانه يبقى متحركا في خط مركبة فضائية تتحرك من الأرض في اتجاه القمر ؟ مستقيم بسرعة ثابتة .. وضح كيف تعتمد قوة مقاومة الهواء الجسم الاحتكاك متجرك على سرعته ؟ الاحتكاك قوة تقاوم انزلاق سطح بالنسبة إلى سطح . استنتج اتجاه القوة المحصلة المؤثرة في سيارة تتناقص سرعتها وتنعطف إلى اليمين. التفكير الناقد آخر ملامس له. يوجد ثلاثة أنواع للإحتكاك في السكوني، والانزلاقي، والتدحرجي. القانون الثاني لنيوتن في الحركة وفقا للقانون الثاني لليوتي. تعطى العلاقة بين القوة المحصلة المؤثرة في جسم وكتلته وتسارعه بالعلاقة في المحصلة : الدلات الجاذبية . = - بين ما إذا كانت القوى المؤثرة متزنة أو غير متزنة لكل من الأفعال الآتية: صندوقا حتى يتحرك. تدفع ب تدقم صندوقا لكنه لم يتحرك. ج. تتوقف عن دفع صندوق فتتباطأ حركته. قوة الجاذبية بين أي جسمين هي قوة تجاذب، وتعتمد - يدفع ثلاثة طلبة صندوقا ما الشروط الواجب على كتلة كل من الجسمين وعلى المسافة بينهما. استخدام القانون الثاني لنيوتن تزداد سرعة جسم متحرك إذا أثرت فيه قوة محصلة في اتجاه حركته. تتناقص سرعة جسم متحرك إذا أثرت فيه قوة محصلة في اتجاه معاكس لاتجاه حركته. توافرها لكي تتغير حركة الصندوق ؟ تطبيق الرياضيات حساب القوة المحصلة ما القوة المحصلة المؤثرة في سيارة كتلتها ١٥٠٠ كجم تتحرك يتسارع يتغير مسار الجسم إذا كانت القوة المحصلة فيه تميل ١٠. حساب الكتلة تتحرك كرة بتسارع مقداره ۱۵۰۰ وارث ، فاذا كانت القوة المحصلة المؤثرة بزاوية على اتجاه حركته. الحركة الدائرية في الحركة الدائرية بسرعة ثابتة تسمى القوة المحصلة المؤثرة بالقوة المركزية، ويكون اتجاهها نحو مركز المسار الدائري. فيها تساري ۳۰۰ سوتن، فيا كتلتها ؟ وزارة التعليم NOW