حل كتاب الفيزياء 1 الصف الأول الثانوي مسارات الفصل الدراسي الثاني 1447

قررت وزارة التعليم تدريس هذا الكتاب وطبعه على نفقتها

SA Ministry of Education COM

الفيزياء 1

التعليم الثانوي - نظام المسارات

السنة الأولى المشتركة، قام بالتأليف والمراجعة، فريق من المتخصصين

يوزع مجاناً ولا يباع

المملكة العربية السعودية، وزارة، Profor Education، الفصل

مدخل إلى علم الفيزياء

A Physics Toolkit

ما الذي ستتعلمه في هذا

الفصل؟

. استخدام الطُّرق الرياضية للقياس

والتوقع

• تطبيق أسس الدقة والضبط عند

القياس، الأهمية

ستساعدك القياسات والطُّرق 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

فكر

قادت أبحاث الفيزياء إلى العديد من الابتكارات التقنية؛ ومنها الأقمار الاصطناعية المستخدمة في الاتصالات وفي التصوير التلسكوبي. اذكر أمثلة أخرى على الأجهزة والأدوات التي طورتها الأبحاث

الفيزيائية خلال الخمسين عاما الماضية.

تجربة استهلالية

ما تسلس

هل تسقط جميع الأجسام بالسرعة DU.C.3. لاحظ من خلال دفع القطع لراحة يدك، أيها أثقل:

نفسها ؟

سؤال التجربة كيف يؤثر وزن الجسم في سرعة سقوطه؟

القطع الملتصقة أم القطعة الواحدة؟

4. لاحظ أسقط القطع جميعها من يدك في الوقت نفسه،

الخطوات، ثم لاحظ حركتها، التحليل

بالقطع الملتصقة ؟ ماذا تستنتج ؟

اشتملت كتابات الفيلسوف الإغريقي أرسطو على وفقًا 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 الوزن عامل مؤثر في سرعة سقوط الجسم، وأن سرعة التفكير الناقد وضح تأثير كل من الخصائص الآتية في سرعة سقوط الجسم تزداد 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 50 هللة) معا

باستخدام شريط لاصق

2. ضع القطع النقدية الملتصقة على راحة يدك، وضع إلى

جوارها قطعة نقد واحدة.

رابط الدرس

1-1 الرياضيات والفيزياء Mathematics and Physics

ما الذي يخطر ببالك عندما ترى أو تسمع كلمة «فيزياء»؟ يتخيل كثير من الناس سبورة كُتب عليها معادلات رياضية فيزيائية مثل:

d = {} at2 + v1t + d I = {{‹E = mc2

،E R

ولعلك تتخيل علماء وباحثين يرتدون معطف المختبر الأبيض، وقد تتخيل وجوها شهيرة في عالم الفيزياء مثل ألبرت أينشتاين أو إسحق نيوتن وغيرهما، وقد تُفكر في الكثير من التطبيقات التقنية الحديثة التي طوّرها علم الفيزياء، ومنها الأقمار الاصطناعية، والكمبيوتر المحمول، وأشعة الليزر، وغيرها.

الأهداف

• توضح الطريقة العلمية.

. تجري العمليات الحسابية وفقا للقوانين الفيزيائية،

وباستخدام التعبير العلمي، المفردات، الفيزياء الطريقة العلمية

الفرضية النماذج العلمية القانون العلمي النظرية العلمية

سلس، وزارة وعليم

ما الفيزياء؟ ?What is Physics

الفيزياء فرع من فروع العلم يُعنى بدراسة العالم الطبيعي: الطاقة والمادة وكيفية ارتباطها. فعلماء الفيزياء يدرسون ون 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 باحثًا 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 لنمذجة المشاهدات ووضع التوقعات لتفسير 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 يعبّر 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 و محددًا عندما تمثل بالرسم. وقد تأخذ النقاط المبعثرة في الرسم البياني عدة أشكال عند توصيلها معا بخط المواءمة رسم بياني للعلاقة بين المتغيرين x و y

الأفضل ؛ وهو أفضل خط بياني يمرّ

بالنقاط كلها تقريبًا. فعند توصيل

النقاط المبعثرة في الشكل المجاور

نحصل على علاقة خطية طردية بين

المتغيرين x ولا. ولتعرّف العلاقات الأخرى ارجع إلى دليل الرياضيات في آخر الكتاب، وكتاب الرياضيات للصف الثالث المتوسط العلاقات

الشكل 1-1، تسلس

الخطية والعلاقات التربيعية .

مثـــــــــــال 1

فرق الجهد الكهربائي V في دائرة كهربائية يساوي حاصل ضرب شدة التيار الكهربائي I في المقاومة الكهربائية R في تلك الدائرة؛ أي أن: (volts) = (amperes) x R(ohms). ما مقاومة مصباح كهربائي يمر فيه تيار كهربائي مقداره amperes 0.75 . عند وصله بفرق جهد مقداره volt 120؟

1 تحليل المسألة ورسمها

. إعادة كتابة المعادلة.

V = IR، IR = V، R = Y، R =، 120 volts، 0.75 amperes

R = 160 ohms

المجهول، المعلوم

R = ?

I = 0.75 amperes

V = 120 volts

• تعويض القيم

2 إيجاد الكمية المجهولة

نعيد كتابة المعادلة ليكون المجهول وحده على الطرف الأيسر للمعادلة

بعكس طرفي المعادلة

بقسمة كلا الطرفين على I

بالتعويض V=120 volts ، I = 0.75 amperes

نحصل على المقاومة بوحدة (2) أو ohms

3 تقويم الجواب

• هل الوحدات صحيحة ؟ volt = 1 ampere .1. ohm 1، وتلاحظ أن volt 1، وتلاحظ أن الجواب بوحدة volts/ampere وهذه

الوحدة هي وحدة ohms نفسها، كما هو متوقع.

• هل الجواب منطقي؟ قُسِّمَ الرقم 120 على عدد أقل قليلا من 1 فمن المنطقي أن يكون الجواب أكبر قليلًا من 120.

مسائل تدريبية

حل المسائل في الصفحة التالية

أعد كتابة المعادلات المستخدمة في حل المسائل الآتية، ثم احسب المجهول: 1. وصل مصباح كهربائي مقاومته 50.0 في دائرة كهربائية مع بطارية فرق جهدها volts 9.0. ما مقدار التيار

الكهربائي المار في المصباح ؟ علما بأن معادلة أوم تعطى بالعلاقة ( V = I). 2. إذا تحرك جسم من السكون بتسارع ثابت a فإن سرعته : بعد زمن مقداره t تُعْطَى بالعلاقة v = at. ما تسارع

دراجة تتحرك من السكون فتصل سرعتها إلى m/s 6 خلال زمن قدره 5 4؟

3. ما الزمن الذي تستغرقه دراجة نارية تتسارع من السكون بمقدار m/s2 0.400، حتى تبلغ سرعتها m/s 4.00؟

(علما بأن at = ) 4. يُحسب الضغط P المؤثر في سطح ما بقسمة مقدار القوة F المؤثرة عموديا على مساحة السطح A حيث = = P . فإذا

أثر رجل وزنه 520 يقف على الأرض بضغط مقداره N/m2 32500، فما مساحة نعلي الرجل؟

وزارة 11 عليم، Ministry or Location

إجابة السؤال رقم (1) صفحة (11)

المعطيات

المقاومة (R) = 50.00

فرق الجهد (۷) = Dvolts.9

مقدار التيار الكهربائي (1)

القانون المستخدم هو قانون أوم

لإيجاد التيار (I) نعيد ترتيب المعادلة لتصبح

V=Ix R

إجابة السؤال رقم (3) صفحة (11)

التسارع (0.400m/s2 = (a

السرعة النهائية (4.00m/s = (v الدراجة النارية بدأت من السكون

أي أن سرعتها الابتدائية (vi) تساوي 0

الزمن (t)

القانون المستخدم هو نفس معادلة الحركة السابقة:

vf = at، t = vf/a

لإيجاد الزمن (t) ، نعيد ترتيب المعادلة

I = V/R

الآن نعوض بالقيم المعطاة في المعادلة:

I = 9.0volts / 50.00

| = 0.18A

مقدار التيار الكهربائي المار في المصباح هو 0.184

إجابة السؤال رقم (2) صفحة (11)