الرياضيات والفيزياء - فيزياء 1 - أول ثانوي

الفصل مدخل إلى علم الفيزياء 1 ما الذي ستتعلمه في هذا الفصل ؟ . استخدام الطرق الرياضية للقياس والتوقع . تطبيق أسس الدقة والضبط عند القياس الأهمية ستساعدك القياسات والطرق الرياضية في هذا الفصل على تحليل النتائج ووضع التوقعات. الأقمار الاصطناعية القياسات الدقيقة والمضبوطة مهمة جدا في صناعة الأقمار الاصطناعية، وفي إطلاقها ومتابعتها لأنه ليس من السهل تدارك الأخطاء فيما بعد وقد أحدثت الأقمار الاصطناعية ومنها تلسكوب هابل الفضائي المبين في الصورة ثورة كبيرة في مجال الأبحاث العلمية والاتصالات. A Physics Toolkit فكر قادت الحات الفيزياء إلى العديد من الاشكارات النقية ومنها الأقمار الاصطناعية المجمعة في الاتصالات وفي التصرير اللي اذكر امثله أخرى على الأجهزة والأدوات التي طورتها الأنحاك الفي باللي خلال الحسين عاما الخاصية 8

تجربة استهلالية هل تسقط جميع الأجسام بالسرعة نفسها ؟ سؤال التجربة كيف يؤثر وزن الجسم في سرعة سقوطه ؟ الخطوات ا 3. لاحط من خلال دفع القطع الراحة يدك، أنها أنقل القطع الملتصقة أم القطعة الواحدة؟ 4. لاحظ أسقط القطع جميعها من يدك في الوقت نفسه، ثم لاحظ حركتها . التحليل اشتملت كتابات الفيلسوف الإغريقي أرسطو على وفقا لنظرية أرسطو، ما سرعة سقوط قطعة النقد مقارنة دراسات لبعض نظريات علم الفيزياء التي كان لها تأثير كبير في أواخر القرون الوسطى. حيث اعتقد أرسطو أن بالقطع الملتصقة؟ ماذا تستنتج ؟ الوزن عامل مؤثر في سرعة سقوط الجسم، وأن سرعة التفكير الناقد وضح تأثير كل من الخصائص الآتية في سرعة سقوط الجسم نزداد مع ازدياد وزنه. وقد استقصى جاليليو سقوط الجسم الحجم الكتلة، الوزن، اللون، الشكل. ذلك للتأكد من صحته. 1 ألصق أربع قطع نقد معدنية ( من فئة 500 هللة) معا باستخدام شريط لاصق 2. ضع القطع النقدية الملتصقة على راحة يدك، وضع إلى جوارها قطعة نقد واحدة. راسلة الدروس الرقمي 1-1 الرياضيات والفيزياء Mathematics and Physics ما الذي يخطر ببالك عندما ترى أو تسمع كلمة «فيزياء؟ يتخيل كثير من الناس سبورة كتب عليها معادلات رياضية فيزيائية مثل: d = { at² + v¸t+d¸ = E=mc² ولعلك تتخيل علماء وباحثين يرتدون معطف المختبر الأبيض، وقد تتخيل وجوها شهيرة في عالم الفيزياء مثل ألبرت أينشتاين أو إسحق نيوتن وغيرهما، وقد تفكر في الكثير من التطبيقات التقنية الحديثة التي طورها علم الفيزياء، ومنها الأقمار الاصطناعية، والكمبيوتر المحمول وأشعة الليزر، وغيرها. الأهداف توضح الطريقة العلمية. wel . تجري العمليات الحسابية وفقا للقوانين الفيزيائية وباستخدام التعبير العلمي. المفردات الفيزياء الطريقة العلمية الفرضية النماذج العلمية القانون العلمي. النظرية العلمية 9

10 ما الفيزياء؟ ?What is Physics الفيزياء فرع من فروع العلم يُعنى بدراسة العالم الطبيعي: الطاقة والمادة وكيفية ارتباطهما. فعلماء الفيزياء يدرسون طبيعة حركة الإلكترونات والصواريخ، والطاقة في الموجات الضوئية والصوتية، وفي الدوائر الكهربائية، ومكونات الكون وأصل المادة. إن الهدف من دراسة هذا الكتاب هو مساعدتك على فهم العالم الفيزيائي من حولك. يعمل دارسو الفيزياء في مجالات ومهن عديدة؛ فبعضهم يعمل باحثا في الجامعات والكليات أو في المصانع ومراكز الأبحاث، والبعض الآخر يعمل في المجالات الأخرى المرتبطة مع علم الفيزياء، ومنها الفلك والهندسة وعلم الحاسب ومجال التعليم والصيدلة وهناك آخرون يستخدمون مهارات حل المشكلات الفيزيائية في مجالات الأعمال التجارية والمالية وغيرها. الرياضيات في الفيزياء Mathematics in Physics يستخدم علماء الفيزياء الرياضيات بوصفها لغة قادرة على التعبير عن القوانين والظواهر الفيزيائية بشكل واضح ومفهوم. وفي علم الفيزياء تمثل المعادلات الرياضية أداة مهمة النمذجة المشاهدات ووضع التوقعات التفسير الظواهر الفيزيائية المختلفة. فبالعودة إلى التجربة الاستهلالية تستطيع أن تتوقع أنه عند إسقاط قطع النقد المعدنية فإنها تسقط في اتجاه الأرض، ولكن بأي سرعة تسقط ؟ يمكن التعبير عن سقوط القطع المعدنية بنماذج مختلفة يعطي كل منها إجابة مختلفة عن طريقة تغير السرعة في أثناء السقوط، أو ما تعتمد عليه هذه السرعة. وبحساب سرعة الجسم الساقط يمكنك مقارنة نتائج التجربة بما توقعته في النماذج السابقة، مما يتيح لك اختيار أفضلها، والشروع في تطوير نموذج رياضي جديد يعبر عن الظاهرة الفيزيائية بشكل أفضل. يمكن مثلا استخدام الرسوم البيانية؛ فهي تتيح الوصول إلى المعلومات بشكل سريع وسهل. فالأنماط التي لا يمكن رؤيتها بسهولة في قائمة من الأرقام تأخذ شكلاً واضحًا ومحددًا عندما تمثل بالرسم. وقد تأخذ النقاط المبعثرة في الرسم البياني عدة أشكال عند توصيلها معا بخط المواءمة رسة ساني للعلاقة بين الملقرين دوال الأفضل؛ وهو أفضل خط بياني يمر بالنقاط كلها تقريباً. فعند توصيل النقاط المبعثرة في الشكل المجاور تحصل على علاقة خطية طردية بين المتغيرين ، ولا ولتعرف العلاقات الأخرى ارجع إلى دليل الرياضيات في آخر الكتاب، وكتاب الرياضيات للصف الثالث المتوسط: العلاقات الخطبة والعلاقات التربيعية. 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 ... 1.3.0 3.0 4.0 5.0 6.0 x الشكل 1-1 وزارة التعليم 2003 1465

مثال 1 فرق الجهد الكهربائي ٧ في دائرة كهربائية يساوي حاصل ضرب شدة التيار الكهربائي 1 في المقاومة الكهربائية R في تلك الدائرة أي أن : (voirs) = (amperes) x Roms). ما مقاومة مصباح كهربائي يمر فيه تيار كهربائي مقداره amperes 0.75 عند وصله بفرق جهد مقداره volt 120؟ تجليل المسألة ورسمها • إعادة كتابة المعادلة. - تعريض القيم. المعلوم المجهول R = ? 1 = 0.75 anperes V = 120 volts إيجاد الكمية المجهولة نعيد كتابة المعادلة ليكون المجهول وحده على الطرف الأيسر للمعادلة بحكس طرب الحادثة بقسمة كلا الطرفي على أ بالتعويض 10n hd 1 = 0 Thamisher = 1 تحصل على المقاومة بوحدة (11) أو aliiib تقويم الجواب V = IR IR = V R = R = 120 volts 0.75 amperes R = 160 ohms هل الوحدات صحيحة ؟ noir = 1 ampere 1 olm .1، وتلاحظ أن الجواب بوحدة uolis/ampere وهذه الوحدة هي وحدة ohms نفسها، كما هو متوقع. - هل الجواب منطقي؟ قسم الرقم 120 على عدد أقل قليلا من 1 فمن المنطقي أن يكون الجواب أكبر قليلا من 120. مسائل تدريبية أعد كتابة المعادلات المستخدمة في حل المسائل الآلية، ثم احسب المجهول 1. وصل مصباح كهربائي مقاومته 50.052 في دائرة كهربائية مع بطارية فرق جهدها volts 9.0. ما مقدار التيار الكهربائي المار في المصباح ؟ علما بأن معادلة أوم تعطى بالعلاقة (R) × 1 = ) . 2. إذا تحرك جسم من السكون بتسارع ثابت ، فإن سرعته (1) بعد زمن مقداره ، تغطى بالعلاقة ar = . ما تسارع دراجة تتحرك من السكون فتصل سرعتها إلى m/s 6 خلال زمن قدره 45 3. ما الزمن الذي تستغرقه دراجة نارية تتسارع من السكون بمقدار m/s 0.400. حتى تبلغ سرعتها m/s 94.00 (علما بأن at = ) 4. يُحسب الضغط P المؤثر في سطح ما بقسمة مقدار القوة F المؤثرة عموديًا على مساحة السطح أثر رجل وزنه 520N يقف على الأرض بضغط مقداره N/m 32500، في مساحة نعلي 1 13 P= 11

180 200 1402 40 20. هل هذا منطقية تستخدم أحيانًا وحدات غير مألوفة، كما في المثال 1، وتحتاج إلى التقدير للتحقق من أن الإجابة منطقية من الناحية الرياضية. وفي أحيان أخرى تستطيع التحقق من أن الإجابة تتوافق مع خبرتك، كما هو واضح من الشكل 2-1 عندما تتعامل مع تجربة الأجسام الساقطة تحقق من أن زمن سقوط الجسم الذي تحسبه يتوافق مع خبرتك. فمثلا هل تحتاج الكرة النحاسية التي تسقط من ارتفاع 5m إلى 5 0.002 أم إلى 175 حتى الشكل 2-1 ما القيم المنطقية تصل إلى سطح الأرض؟ طبعا كلنا الإجابتين غير منطقية. السرعة سيارة 9 قياس التغير لك اجمع خمس حلقات معدنية الطريقة العلمية Scientific Method تمثل الطريقة العلمية أسلوبا للإجابة عن تساؤلات علمية بهدف تفسير الظواهر الطبيعية المختلفة. وتبدأ بطرح أسئلة بناءً على مشاهدات، ثم محاولة البحث عن إجابات منطقية لها عن طريق وضع الفرضيات الفرضية تخمين علمي عن كيفية ارتباط المتغيرات بعضها مع بعض. ولاختبار صحة متماثلة ونابضا يستطيل بشكل الفرضية يتم تصميم التجارب العلمية وتنفيذها، وتسجيل النتائج وتنظيمها، ثم تحليلها؛ ملحوظ عندما تعلّق به حلقة معدنية. في محاولة لتفسير النتائج أو توقع إجابات جديدة. ويجب أن تكون التجارب والنتائج قابلة .1 قس طول النابض، ثم قسه عند للتكرار عند قيام باحثين آخرين بإعادة التجربة و الحصول على النتائج نفسها. ويوضح تعليق حلقة، ثم حلقتين، ثم 3 الشكل 3-1 مجموعة من الطلاب وهم يجرون تجربة فيزيائية لقياس المعدل الزمني للشغل حلقات معدنية به. الذي يبذله كل منهم في أثناء صعود الدرج؛ أي قدرة كل منهم. 2 ارسم بيانيا العلاقة بين طول النابض والكتلة المعلقة به 3 توقع طول النابض عند تعليق حلقات به ثم ... 4 اختير توفعاتك. التحليل والاستنتاج 5 صف شكل الرسم البياني وكيف تستخدمه التوقع طولين جديدين؟ الشكل 13 يجري هؤلاء الطلاب تجربة لتحديد قدرة كل منهم عند صعود الدرج ويستخدم كل طالب نتائجه لتوقع الزمن اللازم لرفع نقل مختلف باستخدام القدرة نفسها. 12 وزارة التعليم 2023 1445

الشكل 4-1 في منتصف الستينيات من القرن الماضي حاول بعض العلماء - من دون جدوى إزالة التشويش المستمر في الهوائي الاستخدامه في علم الفلك واليوم أصبح من المعروف أن التشويشي المستمر (مثل الصوت الذي يصدره التلفاز عند انقطاع البث ) ناتج عن موجات معينة تصدر من القضاء الخارجي، ولقد عبد ذلك دعما تجريبياً لنظرية الانفجار العظيم. النماذج والقوانين والنظريات تستطيع الفكرة أو المعادلة أو التركيب أو النظام نمذجة الظاهرة التي تحاول تفسيرها, فالنماذج العلمية تعتمد على التجريب، ودروس الكيمياء تعيد إلى الأذهان النماذج المختلفة للذرة التي استخدمت عبر الزمن، حيث تعاقب ظهور نماذج ذرية جديدة بهدف تفسير المشاهدات والقياسات الحديثة. وإذا لم تؤكد البيانات الجديدة صحة النموذج وجب إعادة اختبار كليهما. ويُظهر الشكل 14 مثالاً تاريخياً على ذلك. وإذا أثيرت تساؤلات حول نموذج علمي معتمد يقوم الفيزيائيون أولا بتفحص هذه التساؤلات بعناية للتأكد من صحتها: هل يستطيع أي شخص الحصول على النتائج نفسها عند البحث ؟ هل هناك متغيرات أخرى ؟ وإذا تولدت معلومات جديدة عن تجارب لاحقة فيجب تغيير النظريات لتعكس المكتشفات الجديدة. فعلى سبيل المثال، كان الاعتقاد السائد في القرن التاسع عشر أن العلامات الخطية التي الشكل 5-1 يُظهر رسم للمشاهدات يمكن رؤيتها على كوكب المريخ عبارة عن قنوات كما هو موضح في الشكل .1-5a وبعد المأخوذة من المناظير الفلكية القديمة تطور المناظير الفلكية (التلسكوبات) أثبت العلماء أنه لا يوجد مثل هذه العلامات، كما هو قنوات على سطح كوكب المريخ (2) . ولا واضح في الشكل 56-1 تظهر هذه القنوات في الصور الحديثة المأخوذة من مناظير فلكية متطورة (b). وفي الوقت الحالي، باستخدام أجهزة أفضل، وجد العلماء دلائل تشير إلى أن الماء كان وتظهر صخور رسوبية طبقية في صورة موجودا على سطح المريخ في الماضي، كما هو موضح في الشكل 5-1. إن أي اكتشاف احدث لسطح المريخ، مما يشير إلى أن هذه جديد يعني ظهور تساؤلات جديدة ومجالات جديدة للاستكشاف. الطبقات قد تكونت في مياه راكدة (٢). وزارة التعليم 2117.3 mm

القانون العلمي قاعدة طبيعية تجمع مشاهدات مترابطة لوصف ظاهرة طبيعية متكررة، ويعبر عنها بعبارة تصف العلاقة بين متغيرين أو أكثر، ويمكن التعبير عن هذه العلاقة في معظم الحالات بمعادلة رياضية. فعلى سبيل المثال ينص قانون حفظ الشحنة على أنه خلال التحولات المختلفة للمادة تبقى الشحنة الكهربائية ثابتة قبل التحول وبعده. وينص قانون الانعكاس على أن زاوية سقوط الشعاع الضوئي على السطح العاكس تساوي زاوية العكاسة عن الطح نفسه لاحظ أن القانون لا يفر سبب حدوث هذه الظواهر ولكنه يقدم وصفا لها. النظرية العلمية إطار يجمع بين عناصر البناء العلمي في موضوع من موضوعات العلم وهو قادر على تفسير المشاهدات والملاحظات المدعومة بنتائج تجريبية لا تتعارض مع نظرية أخرى في موضوع آخر من موضوعات العلم. وهي بذلك تشتمل على عناصر البناء العلمي كانت من فرضيات وحقائق ومفاهيم وقوانين ونماذج فالنظرية قد تكون تفسيرا للقوانين وهي أفضل تفسير ممكن لمبدأ عمل الأشياء، فعلى سبيل المثال، تنص نظرية الجاذبية الكونية على أن جميع الكتل في الكون تنجذب إلى كتل أخرى ويجلب بعضها بعضا، وقد تراجع القوانين والنظريات أو تهمل مع الزمن، كما هو واضح في الشكل 6-1. ويطلق اسم نظرية فقط على التفسير الذي تدعمه بقوة نتائج التجارب العملية. الشكل 6-1 تغير النظريات وتعديل عندما توفر التجارب الجديدة ملاحظات جديدة، فنظرية سقوط الأجسام مثلا خضعت للكثير من التعديل والمراجعة. اعتقد الفلاسفة الإغريق أن الأجسام تسقط لأنها تبحث عن أماكنها الطبيعية، وكلما كانت كتلة الأجسام أكبر كان سقوطها أسرع 14 مراجعة وضح جاليليو أن سرعة سقوط الأجسام تعتمد على زمن سقوطها لا على كتلتها . مراجعة رأي جاليليو كان صحيحا، إلا أن نيوتن أرجع سبب سقوط الأجسام إلى وجود قوة تجاذب بين الأرض وبين هذه الأجسام مراجعة ما زالت مقترحات جاليليو ونيوتن في سقوط الأجسام تحتفظ بصحتها، وافترض أينشتاين فيما بعد أن قوة التجاذب بين جسمين إنما هي بسبب الكتلة التي تؤدي إلى تحدب الفضاء (الزمكان) حولها. وزارة التعليم 2123 TANF

1-1 مراجعة 5. رياضيات لماذا توصف المفاهيم في الفيزياء بواسطة 7. مغناطيسية أعد كتابة المعادلة: F = Bqy للحصول على بدلالة كل من F و 4 و .B. المعادلات الرياضية ؟ 6. مغناطيسية تحسب القوة المؤثرة في شحنة تتحرك في 8. التفكير الناقد القيمة المقبولة لشارع الجاذبية مجال مغناطيسي بالعلاقة F = Bqe حيث القوة المؤثرة بوحدة kg m/s و الشحنة بوحدة 6.A السرعة بوحدة m/s B كثافة الفيض المغناطيسي بوحدة tesia) T). ما وحدة T معبرا عنها بالوحدات أعلاه ؟ الأرضية هي m/s 9.80. وفي تجربة لقياسها باستخدام البندول حصلت على قيمة m/s 9.4. هل تقبل هذه القيمة؟ فسر إجابتك. وزارة التسليم 15