|
كتاب مادة دليل التجارب العملية الفيزياء المستوى الثاني الثانوي النظام الفصلي 2020 الفصل الثاني جديد 1441هـ
2 مرفق
كتاب مادة دليل التجارب العملية الفيزياء المستوى الثاني الثانوي النظام الفصلي 2020 الفصل الثاني جديد 1441هـ تحميل مرفقات WORD + pdf https://f.top4top.io/p_1492dak632.png لهذا المقرر قيمة مهمة وفائدة كبيرة فلنحافظ عليه، ولنجعل نظافته تشهد على حسن سلوكنا معه. إذا لم نحتفظ بهذا المقرر في مكتبتنا الخاصة في آخر العام للاستفادة ، فلنجعل مكتبة مدرستنا تحتفظ به. حقوق الطبع والنشر محفوظة لوزارة التعليم المملكة العربية السعودية وزارة التعليم صلي شروع النظام الف م سم العلوم ق 978 -603 -508 -351 - ردمك : 5 فهرسة مكتبة الملك فهد الوطنية أثناء النشر وزارة التعليم الفيزياء 2 )المستوى الثاني - الإعداد العام - النظام الفصلي للتعليم الثانوي - دليل التجارب العملية(. / وزارة التعليم.- الرياض ، 1437 ه 21 سم 48 ص ؛ 27.5 978 -603 -508 -351 - ردمك : 5 أ- الفيزياء - كتب دراسية 2- التعليم الثانوي - السعودية - كتب دراسية أ. العنوان 1437/10363 ديوي 530،712 المقدمة عزيزي الطالب / عزيزتي الطالبة اء، والأحياء، وعلم الأرض( � وم المختلفة )الفيزياء، والكيمي � ارب العملية لفروع مادة العل � ل أدلة التج � تتكام ن حيث المحتوى � ارات، م � وف المختلفة وفي نظام توحيد المس � ا، في الصف � ورة لكل فرع منه � ب المط � ع الكت � م فة المناهج � ه على فلس � ى أيضًا مع طبيعة العلم بوصفه مادة وطريقة، وتعتمد في الوقت نفس � والمضمون، وتتماش المطورة، وفقًا لأحدث التوجهات التي تنطلق من مبادئ التربية العلمية ومعاييرها العالمية. اب الفيزياء للمرحلة � ذا الدليل المصاحب لكت � ا التعليمية المختلفة - ومنها ه � ذه المناهج بمواده � دف ه � وته تقصاء العلمي، والطرائق � ابك مهارات الاس � ة - إلى تعزيز المفاهيم والمهارات العلمية لديك، وإلى إكس � الثانوي وم البيانية، � داول والرس � ع الج � جيلها، والتعامل م � ات وتس � ع البيان � ارب العملية، وجم � ذ التج � ي تنفي � ة ف � العلمي ابك مهارات التعامل مع الأدوات والأجهزة في � يرها. كما يهدف هذا الدليل إلى إكس � تخلاص النتائج وتفس � واس المختبر. ات المقدّمة فيه، � ياق الموضوع � اء وس � ول كتاب الفيزي � م محتوى فص � ارب عملية تلائ � ل تج � ن الدلي � ويتضمّ كلة في كل � لة، من حيث تحديد المش � ة التعامل مع التجارب وفق خطوات متسلس � ادات عن كيفي � ن إرش � ويتضم تجربة، وأهدافها، وإرشادات السلامة، والمواد والأدوات. ودة وتحقيقها من خلال � تيعاب الأهداف المنش � ل فإنا لنأمل أن تكون قادرًا على اس � ك هذا الدلي � دم إلي � وإذ نق به الموجهة والحرة، وأن تتفاعل مع معلمك � توياتها المختلفة؛ الموجهة وش � تنفيذ التجارب الواردة فيه وفقًا لمس تويات، بدءًا بمراعاة مبادئ الأمن والس المة، � ي المختبر تفاعلاً إيجابيًّا في جميع المجالات والمس � ن ف � والمعنيي ومرورًا بالتخطيط والتصميم وتنفيذ التجريب، وانتهاءً بالتحليل والاستنتاج. والله نسأل التوفيق وتحقيق الفائدة المرجوة لأبنائنا على درب التقدم والنجاح. تعزيز الاتجاهات العلمية سعافات ا أ لولية في المختبر ا إ ل سلامة في المختبر احتياطات ال المخاطر والاحتياطات اللازم مراعاتها مرجع الفيزياء عداد وكتابة تقارير التجارب �إ 1-1 كيف يتحرك جسم عندما تؤثر فيه قوتان؟ 1-2 كيف يتحرك الجسم المنزلق على سطح مائل؟ 2-1 ما الذي يُبقي السدّادة متحركة في مسار دائري؟ 2-2 السرعة النسبية 3-1 هل كتلةُ القصور تساوي كتلةَ الجاذبية؟ 3-2 كيف تقيس الكتلة؟ قائمة المحتويات 5 9 10 11 12 13 15 20 25 31 37 43 4 الفيزياء عمليات العلم يستخدم المتخصصون في العلوم عمليات العلم في كلات، وتعميق فهمهم � اتخاذ القرارات، وحل المش ارب العملية العديد � ة التج � ة. وتتضمن كراس � للطبيع طة المختبرية، � من العمليات العلمية في جميع الأنش ع الفرضيات والتحقق من صحتها؛ � حيث تقوم بوض جيلها � ات وتس � ع البيان � ارب، وجم � راء التج � وإج ة � تنتاجات. وبالإضاف � ة الاس � ا، وكتاب �ًّ ا بياني � وتمثيله ة التجارب العملية على � تمل كراس � إلى كل ذلك تش العمليات العلمية التالية: ى � ول عل � واس للحص � تخدام الح � الملاحظة اس معلومات عن العالم الطبيعي. واد أو الأحداث � ة من الم � ع مجموع � التصنيف وض ضمن ترتيب محدد. التواصل نقل معلومات من شخص إلى آخر. القياس استخدام أداة لإيجاد قيمةٍ ما، مثل الطول أو الكتلة. تخدام الأرقام للتعبير عن الأفكار والمشاهدات اس والعلاقات. د وإدارة العوامل المختلفة � ط المتغيرات تحدي ضب التي قد تؤثر في موقف أو حدث ما. لة من عمليات جمع � م التجارب القيام بسلس تصمي ات، أو � ار الفرضي � ا لاختب � ي تعدُّ أساسً � ات الت � البيان للإجابة عن سؤال محدد. وم، أو � ف لمفه � ة تعري � ف الإجرائي صياغ التعري حدث بعبارات وصفية ذات طابع فيزيائي. كل � ج أو هي � ة أو برنام � ل آل � كيل النماذج عم تش ع، ويحاكي وقوع � ياء في الواق � قادر على تمثيل الأش الأحداث كما تجري في الطبيعة. ى الخبرة � تنادًا إل � اهدات اس � ير المش � الاستدلال تفس السابقة. ي � ى ف � ط أو معن � ن نم � ث ع � ير البيانات البح تفس مجموعة من البيانات يتيح التعميم. ادًا على المعرفة � تقبلية اعتم � ؤ بنتائج مس � التوقع التنب السابقة. ؤال التعبير عن عدم اليقين أو الشك القائم على الس ى إدراك التناقض بين ما هو معلوم وما هو � القدرة عل موضوع مُشاهدة. وضع الفرضيات تفسير عدد كبير نسبيًّا من الأحداث واء في الحال أو � بوضع تعميم مؤقت، ثم اختباره، س في نهاية تجربة أو أكثر. تعزيز الاتجاهات العلمية الفيزياء العلم اتها لاتجا تعزيز 5 التجربة اءت بعض � زاء، وج � دة أج � ي ع � ارب ف � ت التج � نُظّم م الفيزياء � دأ بمراجعة مفاهي � ة، فتب � ارب تقليدي � التج اعدك الأهداف � ابقة ذات العلاقة بالتجربة. وتس � الس المدونة في الهامش على التركيز على استقصائك. ياء � واد الأدوات التجهيزات والأش ن جزء الم � يتضم ادة من النوع الذي � تخدمة في التجربة، وهي ع � المس م � ة. ومعظ � رعة وفاعلي � ه بس � ول علي � ن الحص � يمك ي � اء ف � رات الفيزي � ي مختب � رة ف � زات متواف � التجهي ب الأمر إحداث بعض � دارس الثانوية. وقد يتطل � الم ي التجهيزات دون أن يؤثر ذلك � التغييرات الطفيفة ف ة التجارب � ي كراس � واردة ف � ارب ال � راء التج � ي إج � ف ن الأخطار � ذرك رموز الس المة م � ا تح � ة. كم � العملي المحتملة في الاستقصاء التجريبي. ات تنفيذ التجربة � ا جزء الخطوات فيتضمن تعليم � أمّ ادة من الزمن � اعدك على الإف � وة خطوة، مما يس � خط المحدد لحصة المختبر. ك على تنظيم � اهدات فيعين ا جزء البيانات والمش � أمّ ع الجداول � رض جمي � م ع � ث ت � ة؛ حي � ر التجرب � تقري وتصنيفها، كما أدرجت مجموعة من الأسئلة لتوجيه مشاهداتك في معظم التجارب. ط � وف ترب � تنتاج فس ل والاس زء التحلي � ي ج � ا ف � وأم رة � ي فق � ة ف � ادئ العام � ات بالمب � اهدات والبيان � المش ة � ات البياني � م المنحني � ة، وسترس � داف التجرب � أه وتفسرها، وتضع الاستنتاجات المتعلقة بالبيانات. وات عمل � ع والتطبيق خط � زء التوس � ن ج � ويتضم إضافية، ومسائل توسع آفاق التجربة، وتتيح لك التعمق في بعض أوجه المفهوم الفيزيائي الذي قمت ة الحالية � رح التطبيقات العملي � ا يش � تقصائه، كم � باس للمفهوم. صمم « وان � ت عن � ارب تح � اءت بعض التج � ا ج � كم ط الموجود في � ى غرار النم � وجاءت عل ،» ك� تجربت حيث تبدأ ؛» اء � مختبر الفيزي « وان � اب الفيزياء بعن � كت ات التمهيدية � ة بالمعلوم � ارب التقليدي � كما في التج ؤال( على � كلة )الس � داف. ويركز عرض المش � والأه ة. � راء التجرب � ى إج � ع إل � ذي يدف � ز ال � ر التحفي � عنص ه لتطوِّر � تخدام ما تعرف � ة باس � زء الفرضي � رك ج � ويذك ة � ك الفرص � اح ل � م تت � كلة. ث � يرًا محتم الً للمش � تفس زوِّدك � ك. وي � ار فرضيت � ك لاختب � ر خطوات � لتطوي ذه العملية. � اد الكامل له � ة التجربة بالإرش � جزء خط وتتضمن قائمة المواد الأشياء التي يمكن استخدامها ي وضعتها � ادًا على الخطوات الت � ي التجربة، اعتم � ف بنفسك. وقد تتحير في استخدام جميع هذه المواد أو اعدة � ا، وهنا يأتي دور المعلم ليقدم لك المس � بعضه واد، وذلك بعد � تخدام الآمن للم � اللازمة حول الاس اطّلاعه على خطوات العمل التي اقترحتها لتجربتك ن � دولاً لتدوي � ك ج � دم ل � الات يق � م الح � ي معظ � وف تعزيز الاتجاهات العلمية 6 العلم اتها لاتجا تعزيز الفيزياء اعدك أسئلة التحليل والاستنتاج � بياناتك فيه. كما تس ا؛ لتقرر ما إذا � ات التي حصلت عليه � ى فهم البيان � عل ئلة � كانت تدعم فرضيتك أم لا. وأخيرًا تمنحك الأس التطبيقية الفرصة لتطبيق ما تعلمته في مواقف جديدة. الهدف من التجارب المختبرية اعدتك � دف العمل المختبري في الفيزياء إلى مس � يه ل؛ حيث � كل أفض � ية بش � ا الأساس � م مبادئه � ى فه � عل تقصي مبدأً � دف ، وتس � ي كل تجربة عن ه � ث ف � تبح تخدام الطريقة � كلة محددة باس � يًّا، أو تحل مش � أساس ا � ات وتدوينه � راء قياس � وم بإج � وف تق � ة. وس � العلمي كلة، ثم � ل المش � اعدك على ح � ات تس � ا بيان � بوصفه تفسرها لاستخلاص النتائج المتعلقة بها. ا دائمًا مع القيم � د لا تتفق القيم التي تحصل عليه � وق ا مثلاً � ة، منه � باب مختلف � اس لأس � ي القي � ة ف � المقبول ورة � ر متط � ون غي � د تك � ة ق � زات المختبري � أن التجهي ة، كما أن الزمن � ن تنفيذ التجربة بدق � ث تمكِّن م � بحي ون كافيًا. إن العلاقات � ص للتجربة قد لا يك � المخص اهداتك والقوانين العامة للفيزياء أكثر أهمية � بين مش من الدقة العددية الصارمة. ستخدام الأرقام المعنوية ا تخدام � ابات باس � د إجراء الحس � ل - عن � ن المحتم � م ج � ن نتائ � أ تدوي � ي خط � وع ف � ة - الوق � ات مقيس � كمي العمليات الحسابية بدقة أكبر مما تسمح به قياساتك. ولتجنب هذا الخطأ اتبع الإرشادات التالية: ا يجب � ة أو طرحه � ات المقيس � ع الكمي � د جم � •عن رية � دد المنازل العش � م إلى ع � ع القي � ب جمي � تقري المعنوية للقياس الأقل دقة. ى � مة عل � رب أو القس � ات الض � راء عملي � د إج � •عن دد الأرقام � ب أن يكون ع � ة يج � ات المقيس � الكمي اويًا � مة مس � رب أو القس � ج الض � ي نات � ة ف � المعنوي عددها في القياس الأقل دقة. ضبط والدقة ال اس الكميات � ي قي � ن الخطأ ف � ة م � ا درج � اك دائمً � هن بابها: � دة مصادر، من أس � ي تنتج عن ع � ة الت � الفيزيائي اس، وطريقة إجرائه، � تخدمة في القي � نوع الأداة المس وكيفية قراءة أداة القياس، ومن جهة أخرى يعود مدى ك من القيمة المقبولة )المعيارية( � اقتراب قيمة قياس تُقارن النتائج � إلى مقاربتك )الضبط( في القياس. وس التجريبية بالقيم المقبولة في العديد من أنشطة كراسة التجارب العملية. ارب قيمها إلى � ير تق � ات يش � فعندما تُجرى عدة قياس ات � ت قيم القياس � ا اقترب � اس، وكلم � ة القي � دى دق � م ر. لكن � اس أكب � ة القي � ض، كانت دق � ن بع � ا م � بعضه ازة، وتكون � ى دقة ممت � ل أن تحصل عل � ن المحتم � م ة من القيم � ة )غير قريب � ع ذلك غير صحيح � ج م � النتائ ة قليلة، وتكون النتائج � المعيارية(، وربما تكون الدق تعزيز الاتجاهات العلمية الفيزياء العلم اتها لاتجا تعزيز 7 ط البيانات قريبًا � صحيحة، وذلك عندما يكون متوس يء المثالي هو � ة المعيارية )الضبط(. والش � من القيم الحصول على قياس دقيق ومضبوط معًا. سوم البيانية الر ات وكيفية � ارب إيجاد العلاق � ا تتضمن التج � رًا م � كثي ارتباط كمية ما بكمية أخرى. هولة من � ق بس � ن التحق � ان لا يمك � ر الأحي � ي أكث � وف تقل من خلال � ن التابع والمس � ن المتغيري � ة بي � العلاق م بيانيًّا � ل القي � م تمثي � ن إذا ت � ة، لك � ات المكتوب � البيان ير بوضوح إلى نوع � إن المنحنى البياني الناتج سيش � ف العلاقة بين المتغيرين. استخدم الإرشادات التالية عند التمثيل البياني: ى المحور الأفقي � تقل عل � ن قيم المتغير المس � •عيّ .)x )الإحداثي ي � ى المحور الرأس � ع عل � ر التاب � م المتغي � ن قي � •عيّ .)y )الإحداثي م الخط أو المنحنى الذي يمر بمعظم النقاط � •ارس رب ما يمكن � م البياني أو بأق � ى الرس � ة عل � الممثل منها. يزودك دليل الرياضيات في كتاب الفيزياء بمعلومات ة، � ة التربيعي � ة، والمعادل � ات الخطي � ول العلاق � ح والعلاقات العكسية بين المتغيرات. تعزيز الاتجاهات العلمية 8 العلم اتها لاتجا تعزيز الفيزياء سعافات الأولية في المختبر الإ أن تكون على علم بما يلي: � أي حوادث قد تقع، وعليك � خبر معلمك في الحال عن �أ •احتياطات السلامة في المختبر. •كيف ومتى تبلغ عن حادث، أو إصابة أو جرح، أو مادة مسكوبة. ق والهاتف ومكتب � ذار الحري � ن أجهزة إن � تلزماتها، ومواقع كل م � ة ومس � عافات الأولي � دوق الإس � كان صن � •م الممرض في المدرسة. ستجابة الآمنة الموقف الا الحروق يُسكب عليها الماء البارد بغزارة. الجروح والكدمات اتباع التعليمات والإرشادات الموجودة في صندوق الإسعافات الأولية. الصدمات الكهربائية تزويد الشخص بالهواء المنعش، وتمديد الشخص المصاب في وضع يكون فيه الرأس منخفضًا عن باقي الجسم، وإجراء عملية التنفس الاصطناعي إذا كان ضروريًّا. الإغماء أو الانهيار ارجع إلى الاستجابة في موقف الصدمة الكهربائية. الحريق إقفال جميع مصادر اللهب وإغلاق صنابير الغاز، ولف المصاب ببطانية الحريق، واستعمال طفاية الحريق لإخماد النار. لا يجب استخدام الماء لإطفاء الحريق؛ لأن الماء ربما يتفاعل مع المواد المحترقة، مما يتسبب في ازدياد الحريق. مادة مجهولة في العين غسل العين بالماء النظيف. التسمم معرفة العامل المسبب للتسمم، وإبلاغ المعلم للقيام باللازم. النزف الشديد الضغط على الجرح لوقف النزيف، وطلب المساعدة الطبية في الحال. المواد المسكوبة غسل المنطقة المصابة بكمية كبيرة من الماء. الفيزياء ي المختف ولية أ ات الف عاس لإا 9 سلامة في المختبر احتياطات ال إذا اتبعت التعليمات بدقة وعرفت الأخطار المحتملة التي قد تواجهها في أثناء استخدامك الأدوات، وإجراءات خصية � ت مطالبًا بالمحافظة على س المتك الش � ا آمنًا. وانتبه إلى أنك لس � ر الفيزياء مكانً � يكون مختب � ة فس � التجرب فحسب، بل على سلامة زملائك ومعلمك أيضًا. اظ على بيئة مختبرية � ك والآخرين من الإصابات، والحف � دك إلى حماية نفس � ا يلي بعض القواعد التي ترش � وفيم آمنة: 1 .1 استعمال مختبر الفيزياء في العمل الجاد فقط. ه، أو العبث بأواني � يء في � واد التجميل إلى المختبر، وعدم تذوق أي ش � راب، وم � دم إحضار الطعام والش � 2 .2 ع المختبر الزجاجية، أو استخدامها في الطعام أو الشراب. 3 .3 لا تجرِ أي تجارب غير مقررة، واستأذن معلمك دائمًا قبل البدء في أي نشاط. 4 .4 اقرأ التجربة المقررة قبل مجيئك إلى المختبر، واسأل معلمك إذا كان لديك شك أو استفسار حول أي خطوة. 5 .5 حافظ على بقاء أماكن العمل من حولك نظيفة وجافة. 6 .6 استعمل أدوات السلامة المتاحة، وتعرّف مكان كل من طفاية الحريق، ورشاش الماء، وصندوق الإسعافات الأولية. 7 .7 أبلغ معلمك عن أي حادث، أو إصابة، أو إجراء غير صحيح في التجربة. عر الطويل إلى � تخدام أي مصدر حراري اربط الش � ع المواد بعيدة عن مصادر اللهب، وعند اس � ظ بجمي � 8 .8 احتف ك قم بإخمادها ببطانية أو معطف، � الخلف، وأحكم الملابس الفضفاضة. وفي حال وصول النار إلى ملابس أو طفاية الحريق، وحذارِ أن تركض قبل إطفائها. 9 .9 التزم تمامًا بتعليمات معلمك وتوجيهاته عند استخدام المواد السامة أو المواد القابلة للاشتعال، وإن سكبت حمضًا أو مادة كيميائية فعالة قد تسبب التآكل فاغسل مكان تأثيرها بالماء فورًا. ظ بالمواد غير الذائبة في الماء � ور والمواد الصلبة في الحاويات المخصصة لها، واحتف � ع الزجاج المكس � 10 10 ض خارج المغسلة. راف معلمك. وتأكد أن المعلم قد قام بتفحص توصيل الدائرة � تخدم الأدوات الكهربائية إلا تحت إش � 11 11 لا تس الكهربائية قبل تشغيلها. لا تلمس الأدوات الكهربائية بيد مبللة بالماء، أو حين تكون واقفًا على أرض رطبة. تقصاء ، تأكد من إغ الق صنابير المياه والغاز، وافصل الوص الت الكهربائية، ونظّف � د الانتهاء من الاس � 12 12 بع ل يديك جيدًا قبل خروجك � مكان عملك، وأعد جميع المواد والأجهزة إلى الأماكن المخصصة لها، واغس من المختبر. 10 طات السلامة في المخا حتيحتيا الفيزياء المخاطر والاحتياطات اللازم مراعاتها سلامة المخاطر الأمثلة الاحتياطات العلاج رموز ال مخلفات التجربة قد تكون سان. ضارة بالإن ض المواد الكيميائية، بع والمخلوقات الحية. ص من هذه المواد في لا تتخل سلة المهملات. أو في � سلة المغ ص من المخلفات وفق تخل تعليمات المعلم. مخلوقات ومواد حية قد سان. ضررًا للإن سبّب ت البكتيريا، الفطريات ، الدم، سجة غير المحفوظة، الأن المواد النباتية. سة الجلد تجنب ملام لهذه المواد، وارتد كمامة وقفازين. أبلغ معلمك في حالة حدوث � سل يديك سم، واغ سة للج ملام جيدًا. شياء التي قد تحرق الأ أو � سبب حرارتها الجلد ب شديدتين. برودتها ال سخانات سوائل، ال غليان ال الكهربائية، الجليد الجاف، سائل. النيتروجين ال سعاف إلى معلمك طلبًا للإ � ستعمال قفازات واقية. اذهب ا الأولي. ستعمال الأدوات ا والزجاجيات التي تجرح سهولة. الجلد ب شفرات، صات، ال المق سكاكين، الأدوات المدبّبة، ال شريح، الزجاج أدوات الت � سور. المك تعامل بحكمة مع الأداة، ستعمالها. شادات ا إر� واتبع سعاف إلى معلمك طلبًا للإ � اذهب الأولي. خطر محتمل على الجهاز سي من الأبخرة. التنف ستون، الكبريت الأمونيا، الأ ساخن، كرات العث ال )النفثالين(. أكد من وجود تهوية جيدة، � ت شرة، شم الأبخرة مبا ولا ت وارتد كمامة. أخبر معلمك � اترك المنطقة، و فورًا. صعقة خطر محتمل من ال أو الحريق. � الكهربائية سوائل صحيح، ض غير أري � ت س كهربائي، سكبة، تما من سلاك معرّاة. أ� صيلات أكد من التو � ت الكهربائية للأجهزة بالتعاون مع معلمك. صلاح الأعطال � لا تحاول إ ستعن بمعلمك الكهربائية، وا فورًا. أو � مواد قد تهيج الجلد شاء المخاطي للقناة الغ سية. التنف حبوب اللقاح، كرات سلك المواعين، العث، ألياف الزجاج، برمنجنات � سيوم. البوتا ضع واقيًا للغبار وارتد قفازين وتعامل مع المواد شديد. ص بحر سعاف إلى معلمك طلبًا للإ � اذهب الأولي. المواد الكيميائية التي قد سجة والمواد تتفاعل مع الأن الأخرى وتتلفها. سيد أك� ضات مثل فوق المبيّ ض الهيدروجين والأحما ض الكبريتيك، كحم والقواعد كالأمونيا صوديوم. سيد ال وهيدروك ارتد نظارة واقية، وقفازين، س معطف المختبر. والب صابة بالماء، سل المنطقة الم اغ أخبر معلمك بذلك. � و إذا � سمم سبب الت مواد ت أو � شقت ستُن أو ا � ابتُلعت ست. لم الزئبق، العديد من المركبات الفلزية، اليود، النباتات سامة. ال اتبع تعليمات معلمك. سل يديك جيدًا بعد الانتهاء اغ إلى معلمك � من العمل، واذهب سعاف الأولي. طلباً للإ ض الكيماويات التي بع أو � ، شتعالها باللهب سهل ا ي ضها أو عند تعر � ، شرر ال للحرارة. سين، الكحول، الكيرو ستون، برمنجنات الأ س، سيوم ، الملاب البوتا شعر. ال تجنب مناطق اللهب عند ستخدام هذه الكيماويات. ا سعاف أبلغ معلمك طلبًا للإ � ستخدم طفاية الأولي وا إن وجدت. � الحريق سبب ترك اللهب مفتوحًا ي الحريق. س، الورق، المواد شعر، الملاب ال شتعال. القابلة للا إلى الخلف، ولا � شعر اربط ال ضة، ضفا س الف س الملاب تلب واتبع تعليمات المعلم عند إطفائه. � أو� شعال اللهب إ� سعاف أبلغ معلمك طلبًا للإ � ستخدم طفاية الأولي وا إن وجدت. � الحريق ص من المخلفات التخل ملوثات حيوية بيولوجية درجة الحرارة ؤذية �لم ا سام الحادة الأج ضارة الأبخرة ال الكهرباء المواد المهيّجة المواد الكيميائية سامة المواد ال شتعال مواد قابلة للا شتعل اللهب الم سلامة العين يجب دائمًا ارتداء نظارة واقية عند العمل في المختبر. س وقاية الملاب يظهر هذا الرمز عندما أو � سبب المواد بقعًا ت س. حريقًا للملاب سلامة الحيوانات إلى � شير هذا الرمز ي سلامة أكيد على � الت المخلوقات الحية. شعاعي إ� شاط ن يظهر هذا الرمز ستعمال عند ا شعة. مواد م سل اليدين غ سل يديك بعد اغ كل تجربة بالماء صابون قبل نزع وال النظارة الواقية. الفيزياء ا زم مراعال والاحتياطات ال ر لمخاطلمخاطا 11 مرجع الفيزياء ثوابت فيزيائية عامة g = 9.80 m/s تسارع الجاذبية الأرضية 2 c = 2.99892458 × 1 0 8 m/s سرعة الضوء في الفراغ معاملات التحويل 1000 g = 1 kg الكتلة: 1 g = 1000 mg 1 L = 1000 ml : الحجم 1 ml = 1 cm3 1 km = 1000 m : الطول 1 m = 100 cm 1 m = 1000 mm ستعمل مع النظام الدولي للوحدات بادئات ت ضرب ضرب البادئة الرمز معامل ال البادئة الرمز معامل ال 10-12 p 1012 بيكو T تيرا 10-9 n 109 نانو G جيجا 10-6 μ 106 مايكرو M ميجا 10-3 m 103 مللي k كيلو 10-2 c 102 سنتي h هكتو 10-1 d 101 ديسي da ديكا 12 فيزياءفيزياءل مرجع ا الفيزياء إعداد وكتابة تقارير التجارب � إعداد وكتابة تقارير التجارب � إن أحد أهم جوانب العمل المختبري هو تحقيق النتائج التي حصلت عليها خلال الاستقصاء؛ لذا فقد صُمِّمَ دليل التجارب العملية بحيث تكون كتابة التقرير المختبري فعالة قدر المستطاع. وسوف تكتب تقاريرك على الأوراق داول المعروضة � د تمت عنونة جميع الج � د إجراء التجربة، وق � رة بع � اذج( الخاصة بالتقارير مباش � ة )النم � المرفق احات فارغة كافية في التقرير لإجراء الحسابات � جيل البيانات وإجراء الحسابات. وتُركت مس � هل عملية تس � لتس الضرورية، ومناقشة النتائج والاستنتاجات والتفسيرات. وفيما يلي العناصر التي يشتمل عليها تقرير المختبر: 1 .1 المقدمة تشتمل على: كتابة ملخصٍ لكل من أهداف التجربة، وخطوات العمل، والخلفية النظرية للتجربة. a .a المخططات، وتمثل رسومًا تخطيطية للأجهزة والدوائر الكهربائىة المستخدمة مع كتابة عنوان مختصر b .b لكل رسم. 2 .2 البيانات استخدام البيانات التي تم الحصول عليها من التجربة، وتحليل النتائج مباشرة. 3 .3 النتائج والتحليل يحتوي الجزء المخصص للنتائج على فراغات لإجراء الحسابات وكتابة النتائج النهائية. a .a إذا تعددت النتائج وجبت كتابتها في جداول. b .b يجب أن يعطى كل جدول عنوانًا مناسبًا، أو أي ملاحظات إضافية تساعد على توضيح محتوياته c .c للقارئ. سوم البيانية 4 .4 الر كتابة معلومات كاملة على الرسم تتضمن العنوان وأسماء الكميات على المحاور ووحداتها. a .a رسم أفضل خط يمر بمعظم النقاط ويتوسطها جميعًا )لا تصِلْ كل نقطة بما بعدها بخطوط منفصلة(. b .b الفيزياء ��������������������������� 13 إعداد وكتابة تقارير التجارب � سابات 5 .5 الح يجب أن تحتوي جميع الحسابات على ما يلي: المعادلة الفيزيائية بصورتها المألوفة. a .a الحل الجبري للمعادلة. b .b تعويض الكميات المعلومة مع مراعاة وحداتها . c .c الناتج العددي للقيمة المطلوبة مع وحداتها. d .d : a فاستخدم المعادلة التالية لإيجاد التسارع t = 2 s و d = 10 m مثال: إذا كانت فإن: vi = وحيث إن 0 ،d = vi t + _ 12_ a t 2 a = 2d _ _ t 2 = _2 (_1_0 _m_) (2 s ) 2 = 5 m/s 2 شة 6 .6 المناق ة � تنتاج الذي تخرج به من التجربة في بعض الحالات واضحًا، بحيث يمكن إهمال جزء المناقش � يكون الاس ة نتائج التجربة � من التقرير؛ ففي هذه الحالة قد تفي جملة قصيرة بالغرض. وفي حالات أخرى تكون مناقش ين � باب الخطأ المحتملة، ووضع مقترحات لتحس � ة لتوضيح دلالاتها، كما يمكنك التعليق على أس � ضروري خطوات التنفيذ والأدوات المستخدمة في التجربة. ستنتاجات 7 .7 الا الاستنتاج جزء مهم في أي تقرير، وهو عمل فردي يجب أن يقوم به الطالب الذي كتب التقرير، دون مساعدة تطيع تلخيص � كل جيد، بحيث تس � تنتاج من فقرة أو أكثر مصوغة بش � ن معلمه. يتكون الاس � د، إلا م � ن أح � م النتائج النهائية. ويتميز الاستنتاج بما يلي: يغطي جميع النقاط الرئيسة في الموضوع. a .a يستند على نتائج التجربة وبياناتها. b .b يشير إلى الرسوم بتحديد عنوانها كاملاً في حال اعتماده عليها. c .c الوضوح والإيجاز مهمان في الاستنتاج؛ لذا يجب تجنب استخدام صيغة المتكلم )مثل أنا، نحن( إلا d .d إذا كان ذلك ضروريًّا. 14 ��������������������������� الفيزياء ؤثر فيه قوتان؟ � سم عندما ت كيف يتحرك ج ارع نظام ما عندما تؤثر فيه قوة واحدة. � ت سابقًا أنه يمكن أن يتس � درس ا تؤثر قوتان متعامدتان في نظام ما؟ على � اذا يمكن أن يحدث عندم � فم ارع � ن المتوقع أن يتس � ة اتزان فم � ي حال � تا ف � ن ليس � راض أن القوتي � افت ارع � ارع واتجاهه؟ إن التس � ن هل يمكن توقع مقدار التس � ام، ولك � النظ اوي المجموع � ن أو أكثر يس � ة لتأثير قوتي � ا نتيج � به نظام م � ذي يكتس � ال الاتجاهي للتسارع الذي تسببه كل قوة من هذه القوى على حدة. ران معًا في � تؤث FI I و F I ن متعامدتين � افترض أن قوتي .A كل ر الش � انظ م � التي تؤثر في الجس FI +II م ما في وقت واحد. والقوة المحصلة � جس ا بتطبيق نظرية � ن إيجاده � ويمك ، FI I و FI ن� وع القوتي � ارة عن مجم � عب م يتناسب � ارع الجس � فيثاغورس على المثلث قائم الزاوية. وبما أن تس تعمال � ن اس � ه يمك � فإن ،a ∝ F ه؛ أيْ أن � رة في � وة المؤث � ع الق � ا م �ًّ طردي ببهما � اللذين تس a I I و a I ارعين � ه لتمثيل التس � المخطط الاتجاهي نفس وهكذا يمكن إيجاد التسارع المحصل بالطريقة نفسها .F I I و FI القوتان . F I+II التي استخدمت لإيجاد القوة المحصلة a I+II = √ ________ a I 2 + a 2 II a I a II F I F II F I+II = √ ________ F I 2 + F II 2 A الشكل ارع نظام ما عندما تؤثر فيه قوتان. ويمكنك � تقيس في هذه التجربة تس � س تنفيذ ذلك بقياس التسارع الذي تسببه كل قوة بصورة منفردة، ثم حساب ة القوتين. وبعد � ارع الناتج عن محصل � ة القوتين، ثم إيجاد التس � محصل ذلك ستقارن هذا التسارع بذلك الذي يمكن توقعه من جمع المتجهات. المواد والأدوات •مدرج )مسار( هوائي مع عربة منزلقة ى � ت عل � ة للتثبي � رة قابل � رة صغي � •بك المدرج •حامل كتل •كتل مختلفة •مسطرة مترية •خيط •بوابة ضوئية •مؤقت بوابة ضوئية •ميزان قياس الكتلة صل الف 1 1 - مختبر الفيزياء 1 سلامة احتياطات ال A B C D E F G H I J K L M N الفيزياء ي بعديف القوىالقوى 15 1 - مختبر الفيزياء 1 الأهداف يُتَوقع بعد تنفيذك هذه التجربة أن تكون قادرًا على أن: تُكيّف تجربة التسارع في بُعد واحد مع تجربة جمع القوى في بُعدين. Ü Ü توضح جمع القوى باستعمال المتجهات. Ü Ü تقوّم نتائج تجربتك. Ü Ü الخطوات 1 من أرضية المختبر، ثم ثبت البكرة في نهايته، m 1 .1 اجعل المدرج الهوائي في وضع أفقي ومستوٍ وعلى ارتفاع . وقس كتلة العربة المنزلقة، وسجلها في الجدول 1 ة، والطرف الآخر في � ه في العربة المنزلق � درج الهوائي، واربط أحد طرفي � اوي طول الم � ر خيطًا طوله يس � 2 .2 أحض رة الموجودة في نهاية المدرج � درج الهوائي، ومرر الخيط فوق البك � ل، ثم ضع العربة عند بداية الم � ل الكت � حام الهوائي. 1 من الطرف الأمامي للعربة، مما يسمح للعربة بالتسارع ضمن المسافة التي m 3 .3 ضع البوابة الضوئية على بُعد ، تفصلها عن البوابة الضوئية قبل أن يرتطم حامل الكتل بأرضية المختبر. وسجل هذه المسافة في الجدول 1 وصل البوابة الضوئية بالمؤقت. 4 .4 اطلب إلى أحد الطلاب أن يمسك العربة عند بداية المدرج الهوائي، بينما يقوم طالب آخر بتشغيل مضخة الهواء. افة � ارع العربة. ضع كتلاً كافية على العربة والحامل لجعل العربة تنتقل مس � ثم ضع كتلاً على الحامل واختبر تس 2 تقريبًا. واحرص على ألَّا تقل الكتلة على الحامل - 4 s 1 إلى مؤقت البوابة الضوئية خلال فترة زمنية مقدارها m . F I 10 . ثم أجرِ بضعة اختبارات لتحديد الكتلة المطلوبة، وسجلها في الجدول 1 في سطر القوة g عن 5 .5 أمسك العربة عند بداية المدرج الهوائي، ثم أفلتها وشغّل المؤقت في اللحظة نفسها. وعندما يتوقف المؤقت بعد . F I أن تجتاز العربة البوابة الضوئية سجل الزمن الذي تستغرقه العربة في حركتها في الجدول 1 وفي سطر القوة تغرقه العربة في حركتها � جل الزمن الذي تس � 5 وأعد الخطوتين 4 و 5. وس g 6 .6 أضف إلى الحامل كتلة مقدارها . F II في الجدول 1 في سطر القوة 1 16 ي بعديف القوى الفيزياء 1 - مختبر الفيزياء 1 7 .7 احسب القوتين المسببتين لتسارع العربة باستعمال المعادلتين التاليتين: F I = ] (m عربة mI ) /(m عرب ة +mI ) [× g F II = ] (m عربة mI I )/(m عرب ة +mI I )[× g . سجّل قيم هذه القوى في الجدول 1 8 .8 احسب محصلة القوتين كما لو أنهما تؤثران في العربة بصورة تعامد كل منهما الأخرى، مستعملاً المعادلة التالية: F I+II = √ ________ F I 2 + F II 2 .I + II سجّل قيمة هذه القوة في الجدول 1 وفي سطر القوة مستعملاً المعادلة التالية: ، F I +II 9 .9 احسب كمية الكتلة المعلقة اللازمة لتتسارع العربة بالقوة m I+II = m عربة F I +II __ (m عربة g +F I +II ) .I + II سجّل قيمة هذه الكتلة في الجدول 1 في سطر القوة ارع � ارع العربة بتس � اوي الكمية المطلوبة لتتس � 10 10 ضع كتلاً على الحامل حتى يصبح مجموع الكتل المعلقة يس غِّل مضخة الهواء، ثم أفلت العربة، وشغِّل المؤقت � ك العربة عند بداية المدرج الهوائي، وش � أمس .F I +II القوة جل الزمن الذي � رور العربة من خلال البوابة الضوئية س � ا يتوقف المؤقت بعد م � ها. وحالم � ي اللحظة نفس � ف .F I +II تستغرقه العربة في الجدول 1 في سطر القوة شاهدات البيانات والم الجدول 1 :d (m( المسافة :m عربة (kg) كتلة العربة البيانات الكتلة المعلقة m (kg) القوة F (N) الزمن t (s) سارع الت a (m/ s 2 ) I القوة II القوة I+II القوة 1 الفيزياء ي بعديف القوىالقوى 17 ستنتاج التحليل والا a = 1 .1 _2_d_ t احسب التسارع الذي تسببه كل قوة، وذلك باستعمال المعادلة التالية: 2 . وضِّح خطوات الحساب في الفراغ التالي، وسجِّل التسارع الذي حسبته لكل قوة في الجدول 1 كما لو أنهما متعامدان، وذلك باستعمال II و I ارعين اللذين تسببهما القوتان � ب المتجه المحصل للتس � 2 .2 احس a I+II = √ ________ a I 2 + a II المعادلة التالية: 2 وضِّح خطوات الحساب في الفراغ التالي، وسجل التسارع على السطر الذي يليه. . المسجلة في الجدول 1 aI +II 3 .3 قارن القيمة التي حسبتها في الخطوة السابقة بالقيمة التجريبية 1 - 1 مختبر الفيزياء 1 18 ي بعديف القوى الفيزياء لقيم A 4 .4 مثّل البيانات المتوافرة في الجدول 1، وذلك برسم مخططات متجهة مشابهة للمخططين في الشكل القوة والتسارع. تجريبيًّا؟ aI +II 5 .5 هل نجحت طريقة حساب محصلة المتجهات في توقع قيمة التسارع الذي لاحظته من خلال تحديد وضِّح ذلك. سع والتطبيق التو ه. ما الذي تتوقع حدوثه إذا � م نفس � تعامد كل منها القوتين الأخريين في الجس F I II و FI I و FI 1 .1 أثرت ثلاث قوى ادلات التي تعطي � ا اتجاهيًّا للنظام، واكتب المع � م مخططً � ر الحركة في الأبعاد الثلاثة؟ ارس � م ح � كان الجس مقدار كلٍّ من محصلة متجهات القوى ومحصلة متجهات التسارع. 1 1 - مختبر الفيزياء 1 الفيزياء ي بعديف القوى 19 سطح مائل؟ سم المنزلق على كيف يتحرك الج عرت بعد الوصول � ا أفعوانية في مدينة الألعاب؟ بم ش � ل ركبت يومً � ه ارع � عر بتس � ة المرتفع الأول؟ في أثناء نزول هذا المرتفع ستش � ى قم � إل عر به وأنت تقود � ارع الذي يمكن أن تش � ارع بالتس � كبير. قارن هذا التس ارع على � ى طريق له زاوية مي الن قليلة، فربما يكون التس � ة عل � الدراج الطريق المائل أقل منه في الأفعوانية. لماذا يختلف تسارع الأجسام مع اختلاف زاوية ميلان السطح؟ ام تتدحرج � ابقًا أن قوة الجاذبية الأرضية تجعل الأجس � ت س � لقد درس مخطط الحركة لصندوق A كل طح مائل. ويبين الش � أو تنزلق على س ينزلق على سطح مائل أملس. إذ يتضح من الشكل أنه يوجد في الوقت الموجب )الاتجاه الأفقي(، وتسارع في x نفسه تسارع في اتجاه محور السالب )إلى أسفل(. y اتجاه محور ة المتجهة إلى � وة الجاذبية الأرضي � هل تحليل ق � ح من الس � ه يصب � إلا أن +y +x a v θ A الشكل +y +x θ θ F g sin θ F g cos θ FN B الشكل F g ة له عند � ل وأخرى موازي � طح المائ � ة على الس � ى قوة عمودي � فل إل � أس موازيًا للسطح المائل. x تدوير النظام الإحداثي، بحيث يصبح المحور فل � ارع إلى أس � طح المائل تجعل الصندوق يتس � إن القوة الموازية للس مخطط الجسم الحر للقوى التي تؤثر في B كل طح، ويوضح الش � الس ي يميل بزاوية يكون فيها � دوق. ويلاحظ أيضًا أن النظام الإحداث � الصن ن إثبات أن المركّبة � طح المائل. ويمك � في اتجاه يوازي الس x ور � المح المواد وا أ لدوات •مدرج هوائي مع عربة منزلقة •مسطرة مترية •بوابة ضوئية •مؤقت بوابة ضوئية 1 - مختبر الفيزياء 2 ص1ل الف سلامة احتياطات ال A B C D E F G H I J K L M N 20 ي بعديف القوى الفيزياء دوق؛ لعدم وجود � طح في الصن � التي يؤثر بها الس F N زان مع القوة العمودية � في حالة ات F g وزن � وة ال � ة لق � العمودي y تمثل زاوية ميلان السطح فإن تطبيق القانون الثاني لنيوتن في اتجاه المحور θ فإذا كانت .y تسارع على المحور يؤدي إلى: F N - F g cos θ = 0 ويتضح من .B الموضح في الشكل x ارع في اتجاه المحور � أن الصندوق يتس A كل يبين مخطط الحركة في الش تطبيق القانون الثاني لنيوتن على هذا المحور أن: F g sin θ = m الصندوق a ابقة لنحصل � في المعادلة الس )F g = m الصندوق g( بتعويض ،a ارع الصندوق � ل هذه المعادلة لإيجاد تس � ن ح � يمك وهكذا تجد أن: ،(m الصندوق g) sin θ = m الصندوق a على a = g sin θ تربط هذه العلاقة بين تسارع جسم ينزلق دون احتكاك على سطح مائل وزاوية ميلان السطح. سوف تستعمل هذه العلاقة في هذه التجربة لإيجاد تسارع جسم ينزلق على سطح مائل بزوايا مختلفة، ثم تقارن بين التسارعات التي حسبتها وتلك التي توصلت إليها من النتائج التجريبية. الأهداف يُتَوقع بعد تنفيذ هذه التجربة أن تكون قادرًا على أن: تُكيّف وتوائم المحورين الرأسي والأفقي لنظام إحداثي بما يتناسب مع سطح مائل. Ü Ü تقارن القيم التجريبية للتسارع بالقيم المتوقعة. Ü Ü توضح أن تسارع عربة ما تنزلق على سطح مائل يعتمد على زاوية ميل ذلك السطح. Ü Ü الخطوات 1 .1 جهِّز المدرج الهوائي بوضع عربة واحدة عند بدايته. 2 .2 ضع البوابة الضوئية على المدرج عند الطرف المقابل للعربة، بحيث تكون المسافة بينها وبين العربة أكبر ما ى الأقل، ثم صل البوابة الضوئية � افة بين البوابة ونهاية المدرج طول العربة عل � اوي المس � يمكن، على أن تس بالمؤقت وشغله. 1 1 - مختبر الفيزياء 2 الفيزياء ي بعديف القوى 21 . 3 .3 قس المسافة بين الطرف الأمامي للعربة والبوابة الضوئية، وسجل هذه المسافة في الجدول 1 ذه البيانات � 5 تقريبًا، معتبرًا ه ˚ ه� ى تصبح زاوية ميل � ذي من جهة العربة حت � رف المدرج الهوائي ال � ع ط � 4 .4 ارف . خاصة بالمجموعة الأولى. وسجل زاوية الميل هذه في الجدول 1 5 .5 أمسك العربة عند بداية المدرج الهوائي بينما يقوم طالب آخر بتشغيل مضخة الهواء. ثم اترك العربة وشغل جل قراءة � ت بعد مرور العربة خ الل البوابة الضوئية س � ها. وعندما يتوقف المؤق � ي اللحظة نفس � ت ف � المؤق المؤقت في الجدول 1، ثم أعد تهيئته )تصفيره(. راءات للزمن لمجموعة البيانات الأولى. � وة 5 أربع مرات حتى يصبح لديك على الأقل خمس ق � رِّر الخط � 6 .6 ك . وسجل هذه القراءات في الأعمدة المخصصة لذلك في الجدول 1 جل هذا الميل لمجموعة � 10 . س ˚ ي الذي من جهة العربة حتى تصبح زاوية ميله � رف المدرج الهوائ � ع ط � 7 .7 ارف . البيانات 2 في الجدول 1 8 .8 كرِّر الخطوة 5 خمس مرات حتى يصبح لديك على الأقل خمس قراءات لمجموعة البيانات الثانية، وسجل . هذه القراءات في الأعمدة المخصصة لذلك في الجدول 1 جل هذا الميل لمجموعة � 15 . س ˚ ي الذي من جهة العربة حتى تصبح زاوية ميله � رف المدرج الهوائ � ع ط � 9 .9 ارف . البيانات 3 في الجدول 1 وة 5 خمس مرات حتى يصبح لديك على الأقل خمس قراءات للزمن لمجموعة البيانات الثالثة، � رِّر الخط � 10 10 ك . وسجلها في الأعمدة المخصصة لذلك في الجدول 1 شاهدات البيانات والم الجدول 1 :d (m) المسافة مجموعة البيانات زاوية الميل )بالدرجات( الزمن 1 t1 (s) الزمن 2 t2 (s) الزمن 3 t3 (s) الزمن 4 t4 (s) الزمن 5 t5 (s) 1 2 3 1 - 1 مختبر الفيزياء 2 22 ي بعديف القوى الفيزياء ستنتاج التحليل والا 1 .1 احسب متوسط الزمن ومربع متوسط الزمن لكل مجموعة بيانات، ثم سجل هذه القيم في الجدول 2. وضح طريقة الحساب. الجدول 2 :d (m) المسافة مجموعة البيانات سط الزمن متو t - (s) سط الزمن مربع متو )t - )2 (s ) 2 سارع تجريبيًّا الت a (m/s2) سارع المتوقع الت a (m/s2) 1 2 3 ثم سجل القيم في ،a = _ 2 t_d 2 .2 احسب التسارع لكل زاوية ميل مستعملاً البيانات التجريبية ومستعينًا بالمعادلة: _ 2 الجدول 2. وضح طريقة الحساب. 3 .3 استعمل النتائج التجريبية لتشكيل علاقة بين ميل المدرج الهوائي وتسارع العربة. 1 1 - مختبر الفيزياء 2 الفيزياء ي بعديف القوى 23 1 - 1 مختبر الفيزياء 2 4 .4 احسب التسارع لكل زاوية ميل مستعملاً القانون الثاني لنيوتن في بُعدين. a = g sin θ وسجل هذه القيم في الجدول 2 لكل مجموعة بيانات. وضح طريقة الحساب. ات التجريبية � م البيان � ة بيانات. هل تدع � كل مجموع � ارع وقيمه المتوقعة ل � ة للتس � م التجريبي � ن القي � ارن بي � 5 .5 ق التوقعات المبنية على قانون نيوتن الثاني؟ سع والتطبيق التو 1 .1 تخيل أنك أجريت التجربة نفسها باستعمال جسم ينزلق على سطح خشن، ما النتائج التي تتوقعها؟ ولماذا؟ تعملت في � ها التي اس � طح هي نفس � طوانة تتدحرج على أن تكون زوايا ميل الس � تعمال أس � 2 .2 صمّم تجربة باس ي تقطعها العربة � ها الت � افة نفس � طوانة المس � درج الهوائي. وقارن بين الزمن اللازم لتتدحرج الأس � ة الم � تجرب والزمن الذي تحتاج إليه العربة لكل زاوية من زوايا الميل. اذكر بعض الأسباب المحتملة لأوجه التشابه أو الاختلاف؟ 24 ي بعديف القوى الفيزياء سار دائري؟ سدّادة متحركة في م ما الذي يُبقي ال نٍ. وعندما يتحرك � ار منح � ام في مس � بب القوة المركزية حركة الأجس � تس م حركة دائرية منتظمة فإن هنالك قوة مركزية تؤثر فيه. والعلاقة بين � جس ونصف v الناتج عن القوة المركزية وسرعة الجسم a C ارع المركزي � التس هي: r قطر المسار a C = _ v r_ 2 لاختبار A سوف تستعمل في هذه التجربة التصميم الموضح في الشكل العلاقة بين سرعة سدادة مطاطية تتحرك حركة دائرية منتظمة ونصف قطر ن هذه المتغيرات � ة العلاقة بي � ار والقوة المركزية. ومن أجل دراس � المس ر المتغيّر � ة أثر تغيي � د المتغيرات من أجل دراس � تثبت أح � ة فإنك س � الثلاث الثاني في المتغيّر الثالث. ستقوم أولاً بإجراء التجربة بتثبيت نصف القطر رعة مع تغير نصف القطر عند � رعة، ثم تختار كيفية تغير الس � مع تغيير الس ثبات القوة المركزية. A الشكل المواد والأدوات •ورقة رسم بياني •خيط من النايلون •مشبك ورق •سدادة مطاطية مثقوبة •ميزان نابضي •ملزمة طاولة •أنبوب بلاستيكي أو خشبي •حلقة صغيرة •ساعة إيقاف •ميزان قياس الكتلة 2 - مختبر الفيزياء 1 صل الف 2 سلامة احتياطات ال A B C D E F G H I J K L M N الفيزياء الحركة في بعد 25 الأهداف يُتَوقع بعد تنفيذ هذه التجربة أن تكون قادرًا على أن: تربط بين المتغيرات في الحركة الدائرية المنتظمة. Ü Ü تصمم تجربة تشتمل على ثلاثة متغيرات، على أن يتم من خلالها تثبيت أحدها. Ü Ü تبرّر طريقة استعمال عدة دورات في تجربة القوة المركزية لتقليل أثر الأخطاء العشوائية. Ü Ü الخطوات صميم التجربة ت .A اهدات، ثم حضر � راءات في جزء البيانات والمش � جل الق � وس ،)m( دادة المطاطية مع الحلقة � س كتلة الس � 1 .1 ق .A أدوات التجربة الموضحة في الشكل تمد القوة � ت في الحركة الدائرية المنتظمة على أن تُس � ذه التجربة المحافظة على نصف قطر ثاب � ن في ه � 2 .2 يتعي توى أفقي بحيث يبقى � دادة في مس � طة الميزان النابضي. دوّر الس � ة بواس � المركزية من الملزمة، وتكون مقيس اع الأنبوب � بك ق � اء دورانها. وعندما يلامس المش � اع الأنبوب في أثن � افة قصيرة تحت ق � ى مس � بك عل � المش دادة فإن نصف � بك أو انخفض في أثناء دوران الس � تتوقف الملزمة عن التأثير بقوة مركزية. وإذا ارتفع المش قطر الدائرة يتغير. سرعة صف القطر مع تغيّر ال ثبات ن .B 1 .1 قس طول الخيط من قمة الأنبوب إلى السدادة مع وضع المشبك تحت قاع الأنبوب والخيط مشدود، وسجل . لثلاث محاولات في الجدول 1 r نصف القطر وة برفق ومعرفة � زان النابضي، ويمكن تغيير الق � راءة ثابتة للقوة على المي � ع المحافظة على ق � دادة م � 2 .2 دوّر الس اعة الإيقاف مع � غيل س � ا تحصل على قوة ثابتة ابدأ بتش � زان النابضي. وعندم � ن خلال قراءة المي � ا م � مقداره الاستمرار بالتدوير، ثم أوقفها بعد 30 دورة. . 3 .3 سجل بيانات القوة والزمن في العمود الخاص بالمحاولة الأولى في الجدول 1 2 - 2 مختبر الفيزياء 1 26 الحركة في بعد الفيزياء بك على مسافة قصيرة تحت قاع الأنبوب، ولاحظ ماذا يحدث لقراءة � 4 .4 قم بزيادة معدل الدوران مع بقاء المش الميزان النابضي، يجب أن تزداد بالطبع، ثم كرّر الخطوة الثانية لهذه القوة الكبرى. . 5 .5 سجل بيانات القوة والزمن في العمود الخاص بالمحاولة الثانية في الجدول 1 . 6 .6 كرّر الخطوة الرابعة وسجل البيانات في العمود الخاص بالمحاولة الثالثة في الجدول 1 صف القطر ثبات القوة مع تغيّر ن .C اول أن تحصل على أقل � دادة، وح � ة الدائرية المنتظمة للس � اص نصف قطر الحرك � بك لإنق � ر موقع المش � 1 .1 غيّ نصف قطر ممكن مع بقاء القوة ثابتة. 2 .2 دوّر السدادة مع المحافظة على قراءة القوة ثابتة على الميزان النابضي، وسجل زمن 30 دورة باستعمال ساعة الإيقاف. 3 .3 سجل بيانات القوة والزمن في العمود الخاص بالمحاولة الأولى في الجدول 2. ثم ضع المشبك ثابتًا تحت في r ف القطر � جل نص � دادة وس � دود وقس طول الخيط من قمة الأنبوب إلى الس � وب والخيط مش � اع الأنب � ق . العمود الخاص بالمحاولة الأولى في الجدول 2 دادة، وكرّر الخطوتين 2 و 3 للقوة نفسها � بك لزيادة نصف قطر الحركة الدائرية المنتظمة للس � 4 .4 غيّر موقع المش التي استخدمتها في المحاولة الأولى. بك ثابتًا تحت � جل بيانات القوة والزمن في العمود الخاص بالمحاولة الثانية في الجدول 2. ثم ضع المش � 5 .5 س في r ف القطر � جل نص � دادة وس � دود وقس طول الخيط من قمة الأنبوب إلى الس � وب والخيط مش � اع الأنب � ق . العمود الخاص بالمحاولة الثانية في الجدول 2 في العمود الخاص r 6 .6 كرّر الخطوة 4، ثم قس طول الخيط من قمة الأنبوب إلى السدادة وسجل نصف القطر . بالمحاولة الثالثة في الجدول 2 2 2 - مختبر الفيزياء 1 الفيزياء الحركة في بعد 27 شاهدات البيانات والم m = الجدول 1 رقم المحاولة F القوة ضي قراءة الميزان الناب )N( عدد الدورات n الزمن t (s) صف القطر ن r (m) سدادة سرعة ال v (m/s) سارع المركزي الت aC (m/s2) 30 1 30 2 30 3 الجدول 2 رقم المحاولة F القوة ضي قراءة الميزان الناب (N) عدد الدورات n الزمن t (s) صف القطر ن r (m) سدادة سرعة ال v (m/s) سارع المركزي الت aC (m/s2) 30 1 30 2 30 3 ستنتاج التحليل والا 1 .1 احسب سرعة السدادة لكل محاولة في الجدولين 1و 2 باستعمال العلاقة التالية: v = _n_2_tπ _ r_ ثم سجّل السرعة المحسوبة لكل محاولة في الجدولين 1 و 2. وضح طريقة الحساب. 2 - 2 مختبر الفيزياء 1 2 ن 1 و 2. وضح � جلها في الجدولي � ي الجدولين 1 و 2، ثم س � ارع المركزي لكل محاولة ف � ة التس � ب قيم � 2 .2 احس طريقة الحساب. 3 .3 ما الذي تشير إليه بياناتك بالنسبة للعلاقة بين القوة المركزية والتغيّر في السرعة عند ثبات نصف قطر الحركة الدائرية؟ د ثبات القوة � رعة عن � ة الدائرية والتغير في الس � ف قطر الحرك � بة للعلاقة بين نص � ه بياناتك بالنس � ير إلي � ذي تش � ا ال � 4 .4 م المركزية؟ 5 .5 استعمل ورقة الرسم البياني في الصفحة التالية لرسم القوة )قراءة الميزان النابضي( مع التسارع المركزي باستعمال . جميع القراءات في الجدولين 1و 2 6 .6 حلّل الرسم الناتج، مبينًا هل هنالك نمط معيَّن في هذا الرسم؟ وماذا يعني هذا النمط؟ دادة. � ارع المركزي للس � 7 .7 اكتب معادلة رياضية توضح العلاقة بين قوة النابض )قراءة الميزان النابضي( والتس بم تخبرك هذه المعادلة عن قوة النابض؟ 2 - مختبر الفيزياء 1 الفيزياء الحركة في بعد 29 سع والتطبيق التو تعمل في تجارب أخرى � دادة، في حين تس � رعة الس � اب س � جيل زمن 30 دورة لتقليل الخطأ في حس � 1 .1 برّر تس وائية � ابي للبيانات بوصفه طريقة لتقليل الأخطاء العش � ط الحس � ب المتوس � تكرار المحاولات 30 مرَّة وتحس المرتبطة بالقياسات. لماذا لم تستعمل الطريقة الثانية في هذه التجربة؟ F (N) القوة aC (m/s التسارع المركزي ( 2 2 - 2 مختبر الفيزياء 1 2 سبية سرعة الن ال ة، فمثلاً � ر مرجعية ثابت � ام في أط � ى الآن حركة الأجس � ت حت � لقد درس يارة � طة لس � رعة المتوس � عندما تقف على الرصيف يمكنك تحديد الس افة معينة. ولكن كيف � يارة لقطع مس � تغرقه الس � بقياس الزمن الذي تس يارة أخرى � ك إذا كنت في س � يارة تمر بجانب � رعة س � ك تحديد س � يمكن رعة � دى الطرائق تكون بقياس س � س؟ إح � ي الاتجاه المعاك � رك ف � تتح يارتك كما يبينها عدّاد � يارة المقابلة بالنسبة لك، ثم طرح سرعة س � الس السرعة، أيْ سرعة سيارتك بالنسبة للطريق. وباستعمال هذا الأسلوب فإن معادلة سرعة السيارة الأولى هي: v C1/S = v C1/C2 - v C2/S للطريق. سوف S للسيارة الثانية ، و C يارة الأولى ، 2 � للس C حيث ترمز 1 بية باستعمال سكة عربة، وعربتين � تدرس في هذه التجربة الحركة النس ريط. وباستعمال المؤقت ستتمكن � رعتاهما ثابتتان، ومؤقت ذي ش � س رات زمنية � بة للأخرى عند فت � ن بالنس � ع إحدى العربتي � ن قياس موق � م وف � محددة، وذلك عندما تتحرك العربة الأولى مبتعدة عن الثانية. وس رعة العربة الأولى � ذه لتحديد س � ات الموقع والزمن ه � تعمل قياس � تس بالنسبة للعربة الثانية. الأهداف يُتَوقع بعد تنفيذ هذه التجربة أن تكون قادرًا على أن: تجمع بيانات السرعة النسبية لمركبتين. Ü Ü ترسم بيانيًّا الحركة النسبية على منحنى الموقع - الزمن. Ü Ü تتوقع أثر الإطار المرجعي المتسارع في حركة جسم يتحرك بسرعة Ü Ü منتظمة. المواد وا أ لدوات •سكة عربة •أقلام ملوّنة •عربتان سرعتاهما ثابتتان •ورق رسم بياني •مؤقت ذو شريط •شريط ورقي للمؤقت صل الف 2 - مختبر الفيزياء 2 سلامة احتياطات ال A B C D E F G H I J K L M N الفيزياء الحركة في بعد 31 الخطوات ضير التح .A 1 .1 اضبط المؤقت عند أقل تردّد، وسجِّل هذا التردد في الجزء الخاص بالبيانات والمشاهدات. 2 .2 ثبّت المؤقت جيدًا بالعربة الثانية. .2 - 10 s 2( في زمن m 3 .3 اضبط سرعة كلّ من العربتين بحيث تقطع كل منهما سكة العربة كاملةً )تقريبًا إطار مرجعي ثابت � سرعة العربة في المختبر ك .B وثبّت العربة الثانية على السكة. ،A 1 .1 رتب السكة والعربتين ثابتتي السرعة كما في الشكل العربة الثانية مثبتة علي السكة شريط المؤقت سكة عربة مؤقت ذو شريط العربة الأولى A الشكل ريط في العربة الأولى، وضعها إلى � كة، وثبت هذا الش � اوٍ طول الس � ريط المؤقت طوله مس � 2 .2 اقطع جزءًا من ش جوار العربة الثانية، بحيث تبدأ حركتها مبتعدة عن العربة الثانية. ثم أدخل شريط المؤقت من خلال المؤقت دودًا، ودع الجزء � ريط الموجود بين العربة والمؤقت مش � الموجود على العربة الثانية على أن يكون جزء الش المتبقي من الشريط حرًّا، وتأكد أنه لن ينثني أو ينقطع عند بدء الحركة. غيل المؤقت � كة أوقف تش � ها. وعندما تصل العربة نهاية الس � غّل المؤقت والعربة الأولى في اللحظة نفس � 3 .3 ش والعربة. تعمالها بوصفها نقطة بيانات. إذا كانت النقاط متقاربة � ريط المؤقت تريد اس � 4 .4 ضع دائرة حول كل نقطة على ش ا أو ثلاثة... وهكذا )انظر � ا، أو قد تترك نقطتين بعده � د تختار نقطة وتترك التي تليه � ريط البيانات فق � ى ش � عل . فوق الجدول 1 B التي سوف تستعملها في الجزء N الشكل أدناه(. اكتب عدد النقاط N = 5 2 - 2 مختبر الفيزياء 2 32 الحركة في بعد الفيزياء 2 جلها � ى نقطة البيانات الثانية وس � افة إل � ى العربة الأولى )النقطة 0(، ثم قس المس � ن النقطة الأقرب إل � دأ م � 5 .5 اب . بوصفها تغير الإزاحة للنقطة البيانية 1 في الجدول 1 جلها بوصفها تغير الإزاحة للنقطة البيانية 2، وكرّر � افة من نقطة البيانات 1 إلى نقطة البيانات 2 وس � 6 .6 قس المس هذه الخطوة بقياس المسافة من نقطة البيانات 2 إلى نقطة البيانات 3 وهكذا، حتى يصبح لديك تسعة تغيرات في الإزاحات مقيسة ومدوّنة. طار مرجعي متحرك � سرعة العربة في إ .C .B 1 .1 رتّب العربتين على السكة كما في الشكل العربة الثانية شريط المؤقت سكة عربة مؤقت ذو شريط العربة الأولى B الشكل كة العربة، وثبت أحد طرفيه في العربة الأولى. ثم ضع � اوية في الطول لس � ريط المؤقت مس � 2 .2 قص قطعة من ش العربتين في وضع متعاكس في منتصف السكة بحيث تتحركان إحداهما مبتعدة عن الأخرى. وأدخل الطرف .B الآخر لشريط المؤقت في المؤقت كما في الخطوة 2 غيل � ار أوقف تش � ها. وعند وصول إحدى العربتين إلى نهاية المس � غِّل العربتين والمؤقت في اللحظة نفس � 3 .3 ش المؤقت والعربتين. .C 4 .4 استخدم الجدول 2 لتسجيل بيانات الجزء . في الجدول 2 C وسجّل ذلك في بيانات الجزء ،N عدد النقاط B 5 .5 حدّد كما في الخطوة 4 6 .6 ابدأ بأقرب نقطة للعربة الأولى في شريط المؤقت وسمّها النقطة 0، ثم قس المسافة بينها وبين نقطة البيانات . التي تليها، وسجلها بوصفها تغير الإزاحة للنقطة البيانية 1 في الجدول 2 لتسعة تغيرات إضافية في الإزاحة. B 7 .7 كرِّر القياسات كما في الخطوة 6 2 - مختبر الفيزياء 2 الفيزياء الحركة في بعد 33 شاهدات البيانات والم = f(Hz) تردد المؤقت = N عدد النقاط B الجزء الجدول 1 الزمن الكلي t (s) الفترة الزمنية T (s) الإزاحة الكلية d (cm) تغير الإزاحة (cm) النقطة البيانية 0.0 0.0 0.0 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 = N عدد النقاط C الجزء الجدول 2 الزمن الكلي t (s) الفترة الزمنية T (s) الإزاحة الكلية d (cm) تغير الإزاحة (cm) النقطة البيانية 0.0 0.0 0.0 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 - 2 مختبر الفيزياء 2 34 الحركة في بعد الفيزياء 2 ستنتاج التحليل والا ب الإزاحة الكلية لكل نقطة بيانية في الجدولين 1 و 2 بإضافة التغير في إزاحة تلك النقطة إلى الإزاحة � 1 .1 احس الكلية للنقطة السابقة، ثم دوّن النتائج في الجدولين 1 و 2. وضح طريقة الحساب في الفراغ المخصص أدناه. مة عدد الفترات الزمنية بين نقطتين بيانيتين متتاليتين من نقاط البيانات على � ب طول الفترة الزمنية بقس � 2 .2 احس ثم سجل هذه القيمة بوصفها الفترة الزمنية لكل نقطة بيانية في الجدولين 1 و 2، ثم .T = N/f ، تردد المؤقت ب الزمن الكلي لكل نقطة بيانية في الجدولين 1 و 2 بإضافة الفترة الزمنية لتلك النقطة إلى الزمن الكلي � احس للنقطة البيانية السابقة، ثم سجل النتائج في الجدولين 1 و 2. وضح طريقة الحساب في الفراغ أدناه. في الجدول 1 للإطار المرجعي t وبيانات العمود d 3 .3 استعمل ورقة رسم بياني وقلم تلوين لرسم بيانات العمود ي المتحرك في الجدول 2 � للإطار المرجع t وبيانات العمود d ود � م العلاقة بين بيانات العم � ت. ثم ارس � الثاب على ورقة الرسم البياني نفسها بلون مختلف . 4 .4 استعمل الرسمين لتحديد سرعة العربة الأولى في كل إطار مرجعي. v = : المختبر بوصفه إطارًا مرجعيًّا ثابتًا v = : إطار مرجعي متحرك 5 .5 قارن في كل إطار مرجعي السرعة النسبية للعربة الأولى بالنسبة للعربة الثانية. 2 - مختبر الفيزياء 2 الفيزياء الحركة في بعد 35 6 .6 استنتج أثر حركة العربة الثانية في القياسات التي تم الحصول عليها بواسطة المؤقت. سع والتطبيق التو من التجربة بسيارات حقيقية وكان هناك مراقبٌ في السيارة الثانية لا يعلم أنها تتحرك، فماذا C 1 .1 إذا أُعيد الجزء سيشاهد؟ ارع العربة الثانية � ة في حين تتس � رعة منتظم � ير العربة الأولى بس � ك أجريت تجربة العربة بحيث تس � ل أن � 2 .2 تخيّ جلها المؤقت؟ وماذا يكون � ا المؤقت( بعيدًا عن العربة الأولى، فكيف تبدو البيانات التي يس � ت عليه � )المثب تفسير شخص ينظر إلى الشريط فقط؟ 2 - 2 مختبر الفيزياء 2 36 الحركة في بعد الفيزياء 3 - مختبر الفيزياء 1 ساوي كتلة الجاذبية؟ صور ت هل كتلة الق م � ت؛ لذا يتأرجح الجس � ق بحامل ثاب � م معل � دول من جس � ون البن � يتك ظ أن تأرجحه له � ة البندول، تلاح � ة. وعند مراقب � ر الجاذبي � ة بتأثي � بحري زمن دوري ثابت، وهو الزمن الذي يستغرقه لحدوث اهتزازة أو ذبذبة إن للبندول حركتين � ا وإيابًا. وبخلاف حركة المقذوفات ف � كاملة ذهابً افة معينة إلى � ا. ولكي يتحرك البندول مس � ية مترابطتين معً � أفقية ورأس فل فإن عليه أن يقطع مسافة معينة في الاتجاه الأفقي. وتبعًا لقانون � أس نيوتن الثاني يمكن وضع معادلة للزمن الدوري للبندول على أن تكون مثبت l ا خيط طوله � رة، وهي الزاوية التي يصنعه � ة التأرجح صغي � زاوي . m I وكتلة القصور له ،m G في نهايته جسم كتلة الجاذبية له T = 2π √ _____ m I l _ m__ __ G g اعتبر إسحاق نيوتن أن كتلة القصور هي كمية المادة في الجسم. وخلال عيه العلمي لفهم قوة الجاذبية أجرى تجارب على البندول، ولاحظ � س من هذه التجارب أن أجسامًا ذات كتل جاذبية متساوية، ومصنوعة من مواد مختلفة لها كتل القصور نفسها )كمية المادة(، وهذا يؤدي إلى أن البندولات المصنوعة من مواد مختلفة يكون لها الزمن الدوري نفسه. وهذا يعني أن كتلة الجاذبية لمادة ما تساوي كتلة القصور لها، وأن نسبة إحداهما إلى الأخرى تساوي واحدًا. m I _ m__ G = 1 إذا كان ذلك صحيحًا فإن معادلة الزمن الدوري للبندول لا تعتمد على الكتلة مطلقًا، ومن ثم تصبح المعادلة: T = 2π √ ___ _ gl_ ام � ابهة لتجربة نيوتن، أن الأجس � تبين من خ الل هذه التجربة، المش � س واد مختلفة، لها كتل � اوية، والمصنوعة من م � ذات كتل الجاذبية المتس المواد والأدوات •ميزان قياس الكتلة •خطّاف •حلقة لوصل الخطاف •مسطرة مستوية •منقلة •حامل قائم الزاوية •خيط •قضيبان داعمان •كوب ذو مقبض •ساعة إيقاف •كتل متساوية من مواد مختلفة •كتل مختلفة من المادة نفسها ص3ل الف سلامة احتياطات ال A B C D E F G H I J K L M N الفيزياء الجاذبي 37 3 - 3 مختبر الفيزياء 1 القصور نفسها. كما ستقيس الزمن الدوري لبندول طوله ثابت باستعمال كتل جاذبية مختلفة )مصنوعة من المادة نفسها( لتحديد العلاقة بين كتلة الجاذبية وكتلة القصور. الأهداف يُتَوقع بعد تنفيذ هذه التجربة أن تكون قادرًا على أن: تفسر تساوي الزمن الدوري لبندولات ذات كتل جاذبية متساوية، إلا أنها مصنوعة من مواد مختلفة. Ü Ü تبين أن كتلة الجاذبية وكتلة القصور متساويتان. Ü Ü تُكامل بين مشاهداتك ومعلوماتك؛ لكي تصمم ساعة بندولية. Ü Ü الخطوات تركيب البندول .A تعمل لكل بندول � ى طاولتين متجاورتين. اس � ه عل � ك نموذجين للبندول لهما الطول نفس � ب أنت وزميل � 1 .1 ركّ .A قضيبي دعم، وحاملاً قائم الزاوية، وقضيبًا ذا خطّافٍ لحمل البندول، كما في الشكل قضيبان داعمان خ ّ طاف حامل قائم الزاوية منقلة برغي خيط مشدود البندول زواية التأرجح خيط ملفوف B الشكل A الشكل 2 .2 لكل بندول، اربط خطّافًا في نهاية خيط، ثم مرّر الخيط عبر الخطّاف المثبت في القضيب، ولف ما يتبقى من .B الخيط حول البرغي كما في الشكل 3 .3 غيّر طول خيطي البندولين بحيث يصبح الخيطان متساويين في الطول على ألا يقل طول كلّ منهما عن عشرة أمثال ارتفاع الكوب. 38 الجاذبي الفيزياء 3 3 - مختبر الفيزياء 1 صنوعة من مواد مختلفة سام م صور لأج مقارنة كتلة الق .B تخدام الميزان، ثم غيِّر الكتلة في � ن، ثم حدّد كتلة الجاذبية لكل منهما باس � ن مختلفتين في الكوبي � ع مادتي � 1 .1 ض أحد الكوبين بحيث تصبح الكتلتان متساويتين كما يقيسهما الميزان. 2 .2 علّق كل كوب بطرف خيط بندول، ثم غيِّر أطوال الخيطين حتى يتساويا، ثم اسحبهما بحيث يشكلان زاويتي تأرجح متساويتين كما تبينهما المنقلة، ثم أفلتهما في الوقت نفسه. واكتب ملاحظاتك في المكان المخصص لها في قسم البيانات والمشاهدات. 3 .3 ضع مادة أخرى في أحد الكوبين بدلاً من المادة التي يحويها، مستعملاً الميزان للتحقق من أن كتلة الجاذبية ،B رّر الخطوات في الجزء 2 � ة للمادة في الكوب الآخر. وك � اوية لكتلة الجاذبي � ادة في الكوب الأول مس � للم واكتب ملاحظاتك. 4 .4 كرّر هذه العملية باستخدام مواد مختلفة. صور مقارنة كتلة الجاذبية بكتلة الق .C ن التجربة، ونفِّذ الجزء المتبقي � ها لتنفيذ هذا الجزء م � امًا ذات كتل جاذبية مختلفة من المادة نفس � ر أجس � 1 .1 اخت من التجربة دون الاستعانة بزميلك. من أسفل الخطّاف المثبت في القضيب حتى أسفل الكوب، ودوّنه في جزء البيانات l 2 .2 قس طول خيط البندول .C والمشاهدات للجزء . 3 .3 ضع كتلاً من المادة التي اخترتها في الكوب، وقس كتلة الجاذبية ودوّنها في المحاولة 1 في الجدول 1 ا تبينه المنقلة، � 10 كم ˚ كل زاوية مقدارها أقل من � حبه بحيث يش � وب في نهاية خيط البندول، واس � ق الك � 4 .4 علّ وسجلها في جزء البيانات والمشاهدات. جل الآن الزمن الذي يستغرقه البندول عند تأرجحه ذهابًا وإيابًا 30 مرة. أفلت البندول بحيث يبدأ � وف تس � 5 .5 س م أوقفها عندما يعود البندول إلى � اعة الإيقاف لتبدأ العد، ث � ي الاهتزاز، وعند قمة الاهتزازة اضغط على س � ف . الموقع نفسه بعد إكمال 30 اهتزازة. وسجل هذا الزمن في المحاولة 1 في الجدول 1 ادة التي اخترتها في � امًا أخرى من الم � تعملاً أجس � ها مس � مرتين عند الزاوية نفس C لغاية 5 C رّر الخطوات 3 � 6 .6 ك . الخطوة 1. وسجل البيانات في الجدول 1 الفيزياء الجاذبي 39 3 - مختبر الفيزياء 1 شاهدات البيانات والم .B مشاهدات الجزء زاوية = ، = l :C مشاهدات الجزء الجدول 1 المحاولة كتلة الجاذبية mG(g) زمن 30 اهتزازة t(s) س الزمن الدوري المقي T(s( الزمن الدوري المتوقع T(s( 1 2 3 ستنتاج التحليل والا من تجربتك. B 1 .1 فسّر المشاهدات التي رصدتها في الجزء 3 40 الجاذبي الفيزياء 3 3 - مختبر الفيزياء 1 على 30 ، ثم سجل الجواب باعتباره الزمن t 2 .2 احسب الزمن الدوري لكل محاولة في الجدول 1 بقسمة الزمن وضح طريقة الحساب في الفراغ أدناه. .T الدوري المقيس جل النتيجة بوصفها الزمن � ثم س ،T = 2π √ 3 .3 ___ _ gl_ تعمال العلاقة � ب الزمن الدوري المتوقع للبندول باس � احس لكل محاولة في الجدول 1. وضِّح طريقة الحساب في الفراغ أدناه. T المتوقع 4 .4 قارن بين قيم الزمن الدوري المقيس بعضها مع بعض، ثم قارن بين الزمن الدوري الذي حسبته في الخطوة 3 والقيمة التي حصلت عليها في الخطوة 2 لكل محاولة. 5 .5 استنتج العلاقة بين كتلة القصور وكتلة الجاذبية. الفيزياء الجاذبي 41 3 - مختبر الفيزياء 1 سع والتطبيق التو اعة. وحدد مواصفاته، آخذًا في الحسبان مشاهداتك � تعماله في س � 1 .1 صمّم بندولاً على ورقة منفصلة يمكن اس على البندول بالإضافة إلى قوة الجاذبية الأرضية والقوى الأخرى التي ستؤثر فيه. وضح ذلك. 3 42 الجاذبي الفيزياء 3 3 - مختبر الفيزياء 2 س الكتلة؟ كيف تقي ها، � م. وهناك طرائق عدة لقياس � ة مقياس لكمية المادة في الجس � الكتل تعمل قوة الجاذبية الأرضية للموازنة � منها الميزان ذو الكفتين الذي يس تعمل هذا الميزان لقياس كتلة � ن كتلة مجهولة وكتلة معلومة؛ لذا يس � بي الجاذبية. رعته � م لأي محاولة لتغيير س � ة الجس � ك مقياس لمقاوم � ة كذل � والكتل رعته، � م ما محاولة تغيير س � ذا ينبغي عند قياس كتلة جس � ة؛ ول � المتجه تخدام هذه � م اس � ذه المحاولة، ث � ى ه � م عل � تجابة الجس � جيل اس � وتس بيًّا لكتلة القصور. وميزان القصور هو � ا نس � تجابة بوصفها مقياسً � الاس ن للتأثير � تخدم نابضي � ور بهذه الطريقة، إذ يس � س كتلة القص � از يقي � جه ام وإلى الخلف، � رك أفقيًّا إلى الأم � ى يهتز، ويتح � م حت � وة في الجس � بق م � ارع، ويتباطأ، ويغير اتجاه حركته بنمط متكرر. فإذا اهتز الجس � ويتس بمعدل كبير فإنه يُعدّ غير مقاوم مقارنةً بجسم آخر يهتز بمعدل أقل عند ها. وهكذا فإن الجسم الذي يهتز ببطء له � تأثير النابضين فيه بالقوة نفس كتلة قصور أكبر من الجسم الذي يهتز بسرعة. ام ذات كتل جاذبية معلومة بواسطة ميزان � رعة اهتزاز أجس � وبقياس س م بياني يعاير هذا الميزان. ويمكنك عندئذٍ � اء رس � القصور يمكنك إنش م لتربط بين الزمن الدوري لاهتزاز جسم مجهول � تعمال هذا الرس � اس وف تعاير ميزان � م. في هذه التجربة س � ة وكتلة جاذبية هذا الجس � الكتل تعمله لقياس كُتل بعض العينات التي لها كتل جاذبية غير � القصور وتس معلومة. المواد والأدوات •ميزان القصور •ميزان ذو كفتين •ساعة إيقاف •مجموعة كتل معيارية •ملزمة طاولة •ثلاث عينات مجهولة الكتلة صل الف سلامة احتياطات ال A B C D E F G H I J K L M N الفيزياء الجاذبي 43 3 - مختبر الفيزياء 2 الأهداف يُتَوقع بعد تنفيذ هذه التجربة أن تكون قادرًا على أن: ترسم منحنى معايرة لميزان القصور. Ü Ü تستعمل ميزان القصور لتوقع مقادير كتل مجهولة. Ü Ü تحكم على كيفية استعمال ميزان القصور. Ü Ü الخطوات جمع بيانات المعايرة .A ملزمة طاولة ميزان القصور كفة الميزان الكتلة المعيارية A الشكل على أن يُسمح لنهايته الأخرى بالاهتزاز خارجها. A 1 .1 ثبِّت ميزان القصور بالطاولة كما في الشكل وأزح النهاية الحرة للميزان جانبًا ،A 500 في كفة ميزان القصور، كما في الشكل g 2 .2 ضع كتلة معيارية مقدارها وف يبدأ الميزان بالاهتزاز إلى الأمام وإلى الخلف. تدرب الآن حتى تحصل على اهتزاز ثابت � ثم أفلتها. س دون حدوث إزاحات رأسية أو لمس أي دعائم. .500 g 3 .3 ضع الكتلة المعدة للمحاولة 1 في الجدول 1 في ميزان القصور بدلاً من الكتلة جيل الزمن اللازم لميزان القصور لعمل 30 اهتزازة. اسحب النهاية الحرة للميزان جانبًا ثم � تقوم الآن بتس � 4 .4 س أفلتها. وعند إحدى نهايتي الاهتزازة ابدأ تشغيل ساعة الإيقاف. ثم أوقفها عندما تعود كفة الميزان إلى النقطة . التي بدأت منها بعد أن تكمل 30 اهتزازة. وسجل زمن هذه الاهتزازات في المحاولة 1 في الجدول 1 . للمحاولات من 2 إلى 10 ، ثم سجل النتائج في الجدول 1 A و 4 A 5 .5 كرّر الخطوتين 3 3 44 الجاذبي الفيزياء 3 3 - مختبر الفيزياء 2 جمع البيانات للكتل المجهولة .B 1 .1 تسلَّمْ ثلاث كتل مجهولة من معلمك. غِّل � دى نهايتي الميزان جانبًا ثم أفلتها. وش � حب إح � دى الكتل المجهولة في ميزان القصور، ثم اس � ع إح � 2 .2 ض جل الزمن الذي � م أوقفها عندما يكمل الميزان 30 اهتزازة. وس � اف عند أحد جانبي الاهتزازة، ث � اعة الإيق � س . استغرقته الاهتزازات في المحاولة 11 في الجدول 2 جل البيانات الناتجة في � تعملاً الكتلتين المجهولتين الباقيتين، وس � للمحاولتين 12 و 13 مس B 3 .3 كرّر الخطوة 2 . الجدول 2 شاهدات البيانات والم الجدول 1 المحاولة الكتلة المعيارية m (kg) ن 30 �� زم اهتزازة t (s) الزمن الدوري صور لميزان الق T (s) المحاولة الكتلة المعيارية m (kg) ن 30 �� زم اهتزازة t (s) الزمن الدوري صور لميزان الق T (s) 0.300 6 0.050 1 0.350 7 0.100 2 0.400 8 0.150 3 0.450 9 0.200 4 0.500 10 0.250 5 الفيزياء الجاذبي 45 3 - مختبر الفيزياء 2 الجدول 2 المحاولة زمن 30 اهتزازة t (s) س الزمن الدوري المقي صور لميزان الق T (s) الكتلة المحددة من سم البياني الر m بيانيًّا (kg) الكتلة المحددة من الميزان ذي الكفتين m الميزان (kg) 11 12 13 ستنتاج التحليل والا لبيانات m مقابل الكتلة المعيارية T 1 .1 استعمل الرسم البياني المبين أدناه لرسم الزمن الدوري لميزان القصور . الكتلة المعيارية المعطاة في الجدول 1 T(s) الزمن الدوري m (kg) الكتلة 3 46 الجاذبي الفيزياء 3 3 - مختبر الفيزياء 2 وضح ذلك. ؟m و T 2 .2 حلّل الرسم. هل هناك نمط متكرر يُظهر علاقة بين .) 3 .3 ارسم أفضل خط يمر بالنقاط في هذا الرسم. لاحظ أن الخط لن يمر في نقطة الأصل ) 0.0 م )في الخطوة السابقة( على تحديد الكتلة المجهولة اعتمادًا على الأزمان الدورية التي قستها � تعن بالرس � 4 .4 اس . في الجدول 2 m في الجدول 2. ثم دوّن هذه النتيجة لقيم الكتلة بيانيًّا ي العمود الخاص بقراءة الميزان، � زان ذا الكفتين لقياس الكتلة لكل عينة مجهولة، ثم دوّنها ف � تعمل المي � 5 .5 اس . في الجدول 2 m الميزان لميزان القصور. T و m 6 .6 ميّز علاقة السبب والنتيجة بين 7 .7 حدّد دقّة وضبط استعمال ميزان القصور لقياس الكتلة؟ سع والتطبيق التو 1 .1 لو كنت عضوًا في فريق علمي لإجراء التجارب في مركبة فضائية تدور في مدارحول الأرض، واحتجت إلى اختبار طريقة لقياس الكتلة، فهل تختار ميزان القصور أم الميزان ذا الكفتين؟ علّل سبب اختيارك. الفيزياء الجاذبي 47 اوية لكتلة الجاذبية. هل � تعمال ميزان القصور لإثبات أن كتلة القصور مس � 2 .2 حدّد ما تحتاج إلى معرفته عند اس يزودك الرسم البياني بين الزمن الدوري والكتلة بمعلومات كافية لتحقق ذلك؟ وضح ذلك. 3 - 3 مختبر الفيزياء 2 48 الجاذبي الفيزياء |
| الساعة الآن 03:57 AM |
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. TranZ By
Almuhajir