تسارع الأرض - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 استراتيجيات حل مسائل أزواج التأثير المتبادل

المفاهيم الأساسية

أزواج التأثير المتبادل: قوى متبادلة بين نظامين مختلفين وفقًا لقانون نيوتن الثالث.

خريطة المفاهيم

```markmap

قوى التأثير المتبادل

قانون نيوتن الثالث

لكل فعل رد فعل

متساويان في المقدار

متعاكسان في الاتجاه

أمثلة من الحياة

دفع صديق أثناء التزلج

المغناطيس

ضغط القدم على عتلة

أنواع القوى

قوة الشد (في الخيوط)

القوة العمودية

تطبيقات وتحليل

مثال: حمل كتاب باليد

#### زوج تفاعل: الكتاب في اليد و اليد في الكتاب

مثال: كرة على طاولة على الأرض

#### أزواج التأثير المتبادل:

##### الكرة والطاولة

##### الطاولة والأرض

##### الكرة والأرض

#### قوى تؤثر في نفس الجسم (ليست أزواج تفاعل):

##### قوة الطاولة على الكرة (لأعلى)

##### قوة جاذبية الأرض على الكرة (لأسفل)

استراتيجيات حل المسألة

1. اعزل النظام أو الأنظمة عن المحيط الخارجي

2. ارسم نموذجًا تصويريًا وفيزيائيًا (مخطط الجسم الحر)

3. صل بين كل زوج من أزواج التأثير المتبادل بخط متقطع

4. استخدم قانون نيوتن الثاني لكل نظام

F_{محصلة} = m a

5. استخدم قانون نيوتن الثالث لربط قوى التأثير المتبادل

F_{A في B} = -F_{B في A}

6. حل المسألة واختبر الوحدات والإشارات والمقادير

مثال: تسارع الأرض

النظامان: كرة (0.18 kg) والأرض (6.0 × 10²⁴ kg)

زوج التأثير المتبادل: قوة جاذبية الأرض على الكرة وقوة جاذبية الكرة على الأرض

التسارع: تسارع الكرة = -g = -9.80 m/s²

القوة: القوة التي تؤثر بها الأرض في الكرة = -1.8 N

```

نقاط مهمة

• عند حل مسائل التأثير المتبادل، ابدأ بعزل النظامين المراد دراستهما.
• رسم مخطط الجسم الحر لكل نظام مع تحديد النظام الإحداثي خطوة أساسية.
• قانون نيوتن الثاني يربط القوة المحصلة بالتسارع لكل نظام على حدة.
• قانون نيوتن الثالث يربط بين النظامين من خلال قوى التأثير المتبادل المتساوية في المقدار والمتعاكسة في الاتجاه.
• في مثال الكرة والأرض، قوة الجاذبية بينهما متساوية (1.8 N)، لكن التسارع الناتج للأرض ضئيل جدًا بسبب كتلتها الهائلة.

استراتيجيات حل المسألة

أزواج التأثير المتبادل

يمكنك الاستعانة بالاستراتيجيات الآتية في حل مسائل التأثير المتبادل بين نظامين مختلفين:

اعزل النظام أو الأنظمة عن المحيط الخارجي.

ارسم لكل نظام نموذجا تصويريًا، ونموذجا فيزيائيًا يشتمل على مخطط خط الجسم الحر، مع تحديد النظام الإحداثي.

صل بين كل زوجين من أزواج التأثير المتبادل بخط متقطع.

لإيجاد الإجابة، استخدم قانون نيوتن الثاني الذي يربط بين كل من القوة المحصلة والتسارع لكل نظام.

استخدم قانون نيوتن الثالث لكتابة معادلة تجمع بين مقادير قوى التأثير المتبادل، وبين اتجاه كل قوة.

حل المسألة واختبر الوحدات والإشارات والمقادير؛ للتأكد من أنها منطقية.

مثال 3

عندما تسقط كرة كتلتها 0.18 kg يكون تسارعها في اتجاه الأرض مساويًا لتسارع الجاذبية الأرضية. ما القوة التي تؤثر بها الكرة في الأرض؟ وما التسارع الذي تكتسبه الأرض؟ علمًا بأن كتلة الأرض 6.0 × 10²⁴ kg.

تحليل المسألة ورسمها

• ارسم مخطط خط الجسم الحر لكلا النظامين: الكرة والأرض. • صل بين زوجي التأثير المتبادل بخط متقطع.

المعلوم

m الكرة = 0.18 kg

m الأرض = 6.0 × 10²⁴ kg

g = 9.80 m/s²

المجهول

F الكرة في الكرة = ؟

a الكرة = ؟

إيجاد الكمية المجهولة

استخدم القانون الثاني لنيوتن لإيجاد القوة التي تؤثر بها الأرض في الكرة:

F الأرض في الكرة = m الكرة a

بالتعويض

F الأرض في الكرة = m الكرة (-g)

بالتعويض

= (0.18 kg)(-9.80 m/s²)

= -1.8 N

بالتعويض

m الكرة = 0.18 kg, g = 9.80 m/s²

a = -g

114

استراتيجيات حل المسألة أزواج التأثير المتبادل يمكنك الاستعانة بالاستراتيجيات الآتية في حل مسائل التأثير المتبادل بين نظامين مختلفين: --- SECTION: 1 --- اعزل النظام أو الأنظمة عن المحيط الخارجي. --- SECTION: 2 --- ارسم لكل نظام نموذجا تصويريًا، ونموذجا فيزيائيًا يشتمل على مخطط خط الجسم الحر، مع تحديد النظام الإحداثي. --- SECTION: 3 --- صل بين كل زوجين من أزواج التأثير المتبادل بخط متقطع. --- SECTION: 4 --- لإيجاد الإجابة، استخدم قانون نيوتن الثاني الذي يربط بين كل من القوة المحصلة والتسارع لكل نظام. --- SECTION: 5 --- استخدم قانون نيوتن الثالث لكتابة معادلة تجمع بين مقادير قوى التأثير المتبادل، وبين اتجاه كل قوة. --- SECTION: 6 --- حل المسألة واختبر الوحدات والإشارات والمقادير؛ للتأكد من أنها منطقية. مثال 3 --- SECTION: تسارع الأرض --- عندما تسقط كرة كتلتها 0.18 kg يكون تسارعها في اتجاه الأرض مساويًا لتسارع الجاذبية الأرضية. ما القوة التي تؤثر بها الكرة في الأرض؟ وما التسارع الذي تكتسبه الأرض؟ علمًا بأن كتلة الأرض 6.0 × 10²⁴ kg. تحليل المسألة ورسمها • ارسم مخطط خط الجسم الحر لكلا النظامين: الكرة والأرض. • صل بين زوجي التأثير المتبادل بخط متقطع. المعلوم m الكرة = 0.18 kg m الأرض = 6.0 × 10²⁴ kg g = 9.80 m/s² المجهول F الكرة في الكرة = ؟ a الكرة = ؟ إيجاد الكمية المجهولة استخدم القانون الثاني لنيوتن لإيجاد القوة التي تؤثر بها الأرض في الكرة: F الأرض في الكرة = m الكرة a بالتعويض F الأرض في الكرة = m الكرة (-g) بالتعويض = (0.18 kg)(-9.80 m/s²) = -1.8 N بالتعويض m الكرة = 0.18 kg, g = 9.80 m/s² a = -g 114 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: تحليل المسألة ورسمها Description: A diagram showing the Earth on the left and a ball on the right. Arrows indicate forces acting between them. The Earth is labeled 'الأرض' and the ball is labeled 'كرة'. A dashed line connects the Earth and the ball, representing the interaction. X-axis: Implied horizontal axis Y-axis: +y indicating upward direction Data: Illustrates Newton's third law of action-reaction forces between the Earth and the ball. Key Values: F (Earth on ball), F (ball on Earth) Context: Illustrates the concept of action-reaction forces between two interacting bodies, as described in Newton's third law.