الأهداف - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 استخدام قوانين نيوتن (الوزن والكتلة)

المفاهيم الأساسية

الوزن الحقيقي (Fg): قوة الجاذبية الأرضية المؤثرة على الجسم، وتساوي كتلته مضروبة في تسارع الجاذبية (g). (Fg = mg)

الوزن الظاهري: القوة التي يؤثر بها الجسم على الميزان (مثل قوة النابض Fsp).

السرعة الحدية: وردت كمفردة فقط دون تعريف في هذه الصفحة.

القوة المعيقة: وردت كمفردة فقط دون تعريف في هذه الصفحة.

خريطة المفاهيم

```markmap

القوة والحركة

قانون نيوتن الثاني

العلاقة الرياضية

#### a = \frac{F_{المحصلة}}{m}

مثال تطبيقي

#### دفع طاولة كتلتها 15.0 kg بقوة محصلة 100.0 N

##### التسارع = 100.0 N / 15.0 kg = 6.67 m/s²

استراتيجية تحليل القوى والحركة

الخطوات

#### 1. تحديد جميع القوى المؤثرة في الجسم

#### 2. رسم مخطط الجسم الحر (يوضح اتجاه ومقدار كل قوة)

#### 3. تطبيق قانون نيوتن الثاني لحساب التسارع

#### 4. استخدام علم الحركة (الكينماتيكا) عند الحاجة لإيجاد السرعة أو الموقع

العلاقة بين القوة والحركة

#### القوة المحصلة هي سبب تغير السرعة (التسارع)

#### علم الحركة (الكينماتيكا) يدرس الحركة دون النظر إلى مسبباتها (القوة)

الوزن والكتلة

الوزن الحقيقي (Fg)

#### هو قوة

#### F_g = m g

#### يتغير بتغير تسارع الجاذبية (g)

الكتلة (m)

#### هي مقدار فيزيائي ثابت

#### لا تعتمد على الموقع

الفرق بين الوزن والكتلة

#### الوزن قوة (وحدته النيوتن)

#### الكتلة مقدار (وحدته الكيلوجرام)

الوزن الظاهري

#### هو القوة المسلطة على الميزان (Fsp)

#### في حالة السكون (التوازن): الوزن الظاهري = الوزن الحقيقي

#### F_{sp} = F_g

```

نقاط مهمة

• الوزن هو قوة الجاذبية على الجسم (Fg = mg)، بينما الكتلة هي مقدار فيزيائي ثابت.
• وزن الجسم على القمر أقل منه على الأرض لأن تسارع الجاذبية (g) على القمر أقل، رغم ثبات الكتلة.
• عندما تقف على ميزان ولا تتحرك (تسارعك صفر)، فإن القوة المحصلة عليك تساوي صفرًا، وبالتالي قوة النابض للأعلى (الوزن الظاهري) تساوي قوة وزنك للأسفل.
• الميزان يقيس القوة (الوزن) وليس الكتلة مباشرة.

الأهداف

• تقارن بين الوزن الحقيقي والوزن الظاهري. • تصف العلاقة بين وزن الجسم وكتلته.

المفردات

الوزن الظاهري القوة المعيقة السرعة الحدية

استخدام قوانين نيوتن

يربط قانون نيوتن الثاني بين السبب في تغير السرعة المتجهة للجسم ومقدار الإزاحة الناتجة، ويحدد كذلك العلاقة بين القوة المحصلة التي تؤثر في جسم وتسارع هذا الجسم.

استخدام قوانين نيوتن الثاني

تأمل كلا من النموذجين التصويري والفيزيائي لكرة تسقط سقوطًا حرًا في الشكل 8-4. ما القوى التي تؤثر في الكرة؟ بها أن الكرة لا تلمس أي شيء، ولأن مقاومة الهواء مهملة فإن القوة الوحيدة التي تؤثر فيها هي Fg، وحيث إن تسارع الكرة هو g (كما درست في الفصل الثالث) فإن القانون الثاني لنيوتن يصبح mg = Fg. ولعلك تلاحظ من خلال العلاقة السابقة أن القوة والتسارع يؤثران إلى أسفل، وأن مقدار وزن الجسم يساوي كتلته مضروبة في التسارع الذي يكتسبه للسقوط الحر. ومن الضروري أن تدرك أن قوة الجاذبية الأرضية تؤثر في الجسم حتى لو لم يسقط سقوطًا حرًا.

هذه النتيجة صحيحة على الأرض، وعلى أي كوكب آخر، بالرغم من أن مقدار g يختلف كثيرًا على الكواكب الأخرى. وبسبب أن قيمة g على سطح القمر أقل كثيرًا من قيمتها على سطح الأرض، فإن وزن أي جسم على سطح القمر يصبح أقل إلى السدس منه على سطح الأرض رغم أن الكتلة لم تتغير.

القوانين التي تربط بين القوة والكتلة والتسارع هي التي تربط بين القوة المحصلة التي تؤثر في جسم ما وبين تسارعه. ولذلك لا تتسارع فإن القوة المحصلة المؤثرة فيك تساوي صفرًا، وهذا يعني أن قوة النابض Fsp التي تدفعك إلى أعلى تساوي مقدار قوة وزنك Fg التي تؤثر فيك إلى أسفل، كما هو مبين في الشكل 9-4. وعندما تقف مرة وزنتك فإن القوة التي تؤثر بها نوابض الميزان المنزلي هو الوزن، وليست الكتلة. ولأن لا تتسارع فإن القوة المحصلة المؤثرة فيك تساوي صفرًا، وهذا يعني أن قوة النابض Fsp التي تدفعك إلى أعلى تساوي مقدار قوة وزنك Fg التي تؤثر فيك إلى أسفل، كما هو مبين في الشكل 9-4. تُحدد قراءة الميزان بواسطة الكتلة، وليست الكتلة. أما إذا كنت على كوكب آخر فإن مقدار انضغاط النابض سيختلف، وتكون قراءته مختلفة. تذكر أن القوة فإن الوحدة الدولية للتعبير عن الكتلة هي الكيلوجرام، ولأن الوزن قوة فإن الوحدة الدولية للتعبير عنه هي النيوتن.

الشكل 8-4 القوة المحصلة المؤثرة في الكرة هي قوة الوزن Fg

النظام

المعلوم a = g m المجهول Fg

F محصلة = ma F محصلة = Fg a = g Fg = ma

لذا يكون

الشكل 9-4

أ. إن قوة النابض التي تؤثر إلى أعلى في الميزان المنزلي تساوي مقدار قوة وزنك عندما تقف عليه. b. يبين مخطط النابض متزن؛ لأن قوة النابض تساوي وزنك.

وزارة 105

ليم

Ministry of Education 2025 - 1447

--- SECTION: الأهداف --- الأهداف • تقارن بين الوزن الحقيقي والوزن الظاهري. • تصف العلاقة بين وزن الجسم وكتلته. --- SECTION: المفردات --- المفردات الوزن الظاهري القوة المعيقة السرعة الحدية --- SECTION: استخدام قوانين نيوتن --- استخدام قوانين نيوتن يربط قانون نيوتن الثاني بين السبب في تغير السرعة المتجهة للجسم ومقدار الإزاحة الناتجة، ويحدد كذلك العلاقة بين القوة المحصلة التي تؤثر في جسم وتسارع هذا الجسم. --- SECTION: استخدام قوانين نيوتن الثاني --- استخدام قوانين نيوتن الثاني تأمل كلا من النموذجين التصويري والفيزيائي لكرة تسقط سقوطًا حرًا في الشكل 8-4. ما القوى التي تؤثر في الكرة؟ بها أن الكرة لا تلمس أي شيء، ولأن مقاومة الهواء مهملة فإن القوة الوحيدة التي تؤثر فيها هي Fg، وحيث إن تسارع الكرة هو g (كما درست في الفصل الثالث) فإن القانون الثاني لنيوتن يصبح mg = Fg. ولعلك تلاحظ من خلال العلاقة السابقة أن القوة والتسارع يؤثران إلى أسفل، وأن مقدار وزن الجسم يساوي كتلته مضروبة في التسارع الذي يكتسبه للسقوط الحر. ومن الضروري أن تدرك أن قوة الجاذبية الأرضية تؤثر في الجسم حتى لو لم يسقط سقوطًا حرًا. هذه النتيجة صحيحة على الأرض، وعلى أي كوكب آخر، بالرغم من أن مقدار g يختلف كثيرًا على الكواكب الأخرى. وبسبب أن قيمة g على سطح القمر أقل كثيرًا من قيمتها على سطح الأرض، فإن وزن أي جسم على سطح القمر يصبح أقل إلى السدس منه على سطح الأرض رغم أن الكتلة لم تتغير. القوانين التي تربط بين القوة والكتلة والتسارع هي التي تربط بين القوة المحصلة التي تؤثر في جسم ما وبين تسارعه. ولذلك لا تتسارع فإن القوة المحصلة المؤثرة فيك تساوي صفرًا، وهذا يعني أن قوة النابض Fsp التي تدفعك إلى أعلى تساوي مقدار قوة وزنك Fg التي تؤثر فيك إلى أسفل، كما هو مبين في الشكل 9-4. وعندما تقف مرة وزنتك فإن القوة التي تؤثر بها نوابض الميزان المنزلي هو الوزن، وليست الكتلة. ولأن لا تتسارع فإن القوة المحصلة المؤثرة فيك تساوي صفرًا، وهذا يعني أن قوة النابض Fsp التي تدفعك إلى أعلى تساوي مقدار قوة وزنك Fg التي تؤثر فيك إلى أسفل، كما هو مبين في الشكل 9-4. تُحدد قراءة الميزان بواسطة الكتلة، وليست الكتلة. أما إذا كنت على كوكب آخر فإن مقدار انضغاط النابض سيختلف، وتكون قراءته مختلفة. تذكر أن القوة فإن الوحدة الدولية للتعبير عن الكتلة هي الكيلوجرام، ولأن الوزن قوة فإن الوحدة الدولية للتعبير عنه هي النيوتن. --- SECTION: الشكل 8-4 --- الشكل 8-4 القوة المحصلة المؤثرة في الكرة هي قوة الوزن Fg النظام المعلوم a = g m المجهول Fg F محصلة = ma F محصلة = Fg a = g Fg = ma لذا يكون --- SECTION: الشكل 9-4 --- الشكل 9-4 أ. إن قوة النابض التي تؤثر إلى أعلى في الميزان المنزلي تساوي مقدار قوة وزنك عندما تقف عليه. b. يبين مخطط النابض متزن؛ لأن قوة النابض تساوي وزنك. وزارة 105 ليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram illustrating forces acting on a falling ball and a weighing scale. For the falling ball, it shows the force of gravity (Fg) acting downwards, and acceleration (a) and velocity (v) vectors. For the weighing scale, it shows the upward spring force (Fsp) and the downward gravitational force (Fg). Y-axis: +y Context: Illustrates Newton's Second Law and the concept of weight as a force. **IMAGE**: Untitled Description: Image 'a' shows a person standing on a bathroom scale. Image 'b' is a diagram representing the forces acting on the person on the scale, showing the upward spring force (Fsp) and the downward gravitational force (Fg). The diagram indicates the system is in equilibrium. Y-axis: +y Context: Illustrates the concept of apparent weight and how a scale measures force.