قذف كرة إلى أعلى - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 السقوط الحر والقذف الرأسي إلى أعلى

المفاهيم الأساسية

التسارع الناتج عن الجاذبية (g): تسارع ثابت مقداره 9.80 m/s². إشارته (+ أو -) تعتمد على اختيار اتجاه المحور الإحداثي الموجب.

خريطة المفاهيم

```markmap

مراجعة الحركة في بعد واحد

وسائل حل المسائل

مخططات الحركة

الرسوم البيانية

المعادلات الرياضية

تطبيق مستقبلي

استقصاء حركة الأجسام الساقطة سقوطاً حراً

#### السقوط الحر

##### التعريف

##### التسارع الناتج عن الجاذبية (g)

#### التسارع في مجال الجاذبية الأرضية

##### قيمة g

##### اتجاه g

#### حركة الأجسام المقذوفة رأسيًّا إلى أعلى

##### اختيار الاتجاه الموجب

##### السرعة والتسارع في اتجاهين متعاكسين

##### منحنيات (السرعة المتجهة – الزمن)

###### ميل الخط = التسارع الثابت (g-)

###### السرعة تصبح صفرًا عند أقصى ارتفاع

##### منحنيات (الإزاحة – الزمن)

###### شكل مكافئ مقلوب

###### أقصى ارتفاع عند السرعة المتجهة = صفر

```

نقاط مهمة

• إذا كان الاتجاه الموجب لأسفل، فإن تسارع الجاذبية = +g.
• إذا كان الاتجاه الموجب لأعلى، فإن تسارع الجاذبية = -g.
• في السقوط الحر، تزداد السرعة مع الزمن (الإزاحة بين اللقطات تزداد).
• عند قذف كرة لأعلى (باتجاه موجب)، تكون سرعتها ابتداءً موجبة وتسارعها سالب (-g)، لذا تتناقص سرعتها حتى تصبح صفرًا عند أقصى ارتفاع.
• ميل الخط البياني لمنحنى (السرعة – الزمن) ثابت ويساوي التسارع (g).
• يصل الجسم إلى أقصى ارتفاع له في اللحظة التي تكون فيها سرعته المتجهة صفرًا.
• التسارع ثابت (g) عند أي نقطة في المسار، سواء أثناء الصعود أو الهبوط.

الجاذبية الأرضية عندئذٍ يساوي g-، أما إذا اعتبر الاتجاه إلى أسفل هو الاتجاه الموجب فإن التسارع الناتج عن الجاذبية يساوي g+. يبين الشكل 14-3 مخطط توضيحي لحركة بيضة تسقط سقوطًا حرًّا التقطت باستخدام تقنية خاصة؛ حيث الفترة الزمنية بين اللقطات هي 0.06s. ويظهر من الشكل أن الإزاحة بين كل زوج من اللقطات تزداد، وهذا يعني أن السرعة تزداد. فإذا اعتبر الاتجاه إلى أسفل هو الاتجاه الإحداثي الموجب فإن السرعة تزداد بقيمة موجبة أكثر فأكثر.

قذف كرة إلى أعلى

بدلاً من بيضة ساقطة، هل يمكن لهذه الصورة أن تعبر عن حركة كرة مقذوفة رأسيًّا إلى أعلى؟ إذا اختير الاتجاه إلى أعلى على أنه الموجب فإن الكرة تغادر اليد بسرعة متجهة موجبة مثلاً 20.0m/s، أما التسارع فيكون إلى أسفل؛ أي أن التسارع يكون سالبًا، وهو يساوي (a = (–g) = (–9.80 m/s² ولأن السرعة المتجهة والتسارع في اتجاهين متعاكسين فإن سرعة الكرة تتناقص، وهذا يتفق مع الصورة.

الشكل 14-3 صورة ستروبية (تصوير زمني سريع متتابع) لبيضة

يبين منحنى (السرعة المتجهة – الزمن) في الشكل 3-15a تناقص السرعة المتجهة للكرة بمعدل 9.80m/s كل 1s، حتى تصل إلى الصفر عند 2.04s، ثم يتحول اتجاه حركة الكرة إلى أسفل، وتزداد سرعتها المتجهة تدريجيًّا في الاتجاه السالب. ويظهر الشكل 3-15b لقطة مقربة لهذه الحركة.

لكن ما العلاقة بين إزاحة الكرة وسرعتها المتجهة؟ يتبين من الشكلين 3-15c, d أن الكرة تصل إلى أقصى ارتفاع لها في اللحظة التي تصبح فيها سرعتها المتجهة صفرًا. ماذا عن تسارعها؟ إن تسارع الكرة عند أي نقطة يساوي مقدارًا ثابتًا 9.80m/s²، كما يتضح من ميل الخط البياني في الشكلين 3-15a, b.

الشكل 15-3 في نظام إحداثي اتجاهه الموجب إلى أعلى: a و b تتناقص سرعة الكرة المقذوفة إلى أعلى حتى تصبح صفرًا بعد زمن 2.04s ثم تتزايد سرعتها في الاتجاه السالب في أثناء سقوطها. c و d يُظهر الرسمان البيانيان لمنحنى (الإزاحة – الزمن) ارتفاع الكرة في فترات زمنية مماثلة.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

80

الجاذبية الأرضية عندئذٍ يساوي g-، أما إذا اعتبر الاتجاه إلى أسفل هو الاتجاه الموجب فإن التسارع الناتج عن الجاذبية يساوي g+. يبين الشكل 14-3 مخطط توضيحي لحركة بيضة تسقط سقوطًا حرًّا التقطت باستخدام تقنية خاصة؛ حيث الفترة الزمنية بين اللقطات هي 0.06s. ويظهر من الشكل أن الإزاحة بين كل زوج من اللقطات تزداد، وهذا يعني أن السرعة تزداد. فإذا اعتبر الاتجاه إلى أسفل هو الاتجاه الإحداثي الموجب فإن السرعة تزداد بقيمة موجبة أكثر فأكثر. --- SECTION: قذف كرة إلى أعلى --- قذف كرة إلى أعلى بدلاً من بيضة ساقطة، هل يمكن لهذه الصورة أن تعبر عن حركة كرة مقذوفة رأسيًّا إلى أعلى؟ إذا اختير الاتجاه إلى أعلى على أنه الموجب فإن الكرة تغادر اليد بسرعة متجهة موجبة مثلاً 20.0m/s، أما التسارع فيكون إلى أسفل؛ أي أن التسارع يكون سالبًا، وهو يساوي (a = (–g) = (–9.80 m/s² ولأن السرعة المتجهة والتسارع في اتجاهين متعاكسين فإن سرعة الكرة تتناقص، وهذا يتفق مع الصورة. الشكل 14-3 صورة ستروبية (تصوير زمني سريع متتابع) لبيضة يبين منحنى (السرعة المتجهة – الزمن) في الشكل 3-15a تناقص السرعة المتجهة للكرة بمعدل 9.80m/s كل 1s، حتى تصل إلى الصفر عند 2.04s، ثم يتحول اتجاه حركة الكرة إلى أسفل، وتزداد سرعتها المتجهة تدريجيًّا في الاتجاه السالب. ويظهر الشكل 3-15b لقطة مقربة لهذه الحركة. لكن ما العلاقة بين إزاحة الكرة وسرعتها المتجهة؟ يتبين من الشكلين 3-15c, d أن الكرة تصل إلى أقصى ارتفاع لها في اللحظة التي تصبح فيها سرعتها المتجهة صفرًا. ماذا عن تسارعها؟ إن تسارع الكرة عند أي نقطة يساوي مقدارًا ثابتًا 9.80m/s²، كما يتضح من ميل الخط البياني في الشكلين 3-15a, b. الشكل 15-3 في نظام إحداثي اتجاهه الموجب إلى أعلى: a و b تتناقص سرعة الكرة المقذوفة إلى أعلى حتى تصبح صفرًا بعد زمن 2.04s ثم تتزايد سرعتها في الاتجاه السالب في أثناء سقوطها. c و d يُظهر الرسمان البيانيان لمنحنى (الإزاحة – الزمن) ارتفاع الكرة في فترات زمنية مماثلة. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 80 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: صورة ستروبية (تصوير زمني سريع متتابع) لبيضة Description: A stroboscopic photograph showing a white egg at four different vertical positions against a dark blue background. The egg is depicted as falling downwards. The vertical spacing between consecutive images of the egg increases from top to bottom, which visually represents acceleration due to gravity. **GRAPH**: السرعة المتجهة مقابل الزمن Description: A velocity-time graph showing a straight line with a constant negative slope, representing an object thrown upwards with an initial positive velocity and undergoing constant negative acceleration (gravity). The velocity decreases, becomes zero at the peak of the trajectory, and then becomes increasingly negative as the object falls. X-axis: الزمن (s) Y-axis: السرعة المتجهة (m/s) **GRAPH**: السرعة المتجهة مقابل الزمن (مكبر) Description: A zoomed-in view of the velocity-time graph (a) around the x-intercept. It shows in detail the moment the velocity passes through zero at t = 2.04 s. X-axis: الزمن (s) Y-axis: السرعة المتجهة (m/s) **GRAPH**: الإزاحة مقابل الزمن Description: A displacement-time graph showing an inverted parabolic curve. This represents the height of the object over time. It starts at y=0, rises to a maximum height, and then falls back to y=0. The slope of the tangent to the curve at any point represents the instantaneous velocity. X-axis: الزمن (s) Y-axis: الإزاحة (m) **GRAPH**: الإزاحة مقابل الزمن (مكبر) Description: A zoomed-in view of the displacement-time graph (c) around its peak. It shows that the curve is nearly horizontal at the vertex, indicating that the instantaneous velocity is zero at the moment of maximum height. X-axis: الزمن (s) Y-axis: الإزاحة (m)