جدول البيانات - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 10 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: جدول البيانات

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 10 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: تمارين وأسئلة

📝 ملخص الصفحة

📝 تكملة التقويم

هذه الصفحة تكملة لأسئلة مسائل تدريبية من الصفحة السابقة.

راجع تبويب الواجبات للإجابات الكاملة.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

جدول البيانات

نوع: محتوى تعليمي

جدول البيانات

8

نوع: QUESTION_ACTIVITY

8. اختر نقطة بالقرب من بداية الشريط على بعد بضعة سنتيمترات من النقطة التي بدأ المؤقت عندها تسجيل النقاط، واكتب عندها الرقم صفر "0". أكمل ترقيم النقاط على التوالي بالأرقام 5, 4, 3, 2, 1 حتى تصل قرب نهاية الشريط، حيث توقفت الكتلة عن السقوط الحر. (إذا توقف ظهور النقاط أو بدأت المسافة بينها بالتناقص فهذا يعني أن الكتلة اصطدمت بالأرض).

9

نوع: QUESTION_ACTIVITY

9. قس المسافة الكلية إلى أقرب مليمتر من نقطة الصفر إلى كل نقطة مرقمة، وسجلها في الجدول. وباستخدام الزمن الدوري للمؤقت، سجل الزمن الكلي المرتبط مع كل قياس للمسافة.

التوسع في البحث

نوع: NON_EDUCATIONAL

التوسع في البحث ما الفائدة من بدء القياس من نقطة تبعد بضعة سنتيمترات عن بداية شريط المؤقت بدلاً من بدئه من أول نقطة على الشريط؟

الفيزياء في الحياة

نوع: NON_EDUCATIONAL

الفيزياء في الحياة لماذا يقوم مصممو عربات السقوط الحر في مدن الألعاب (الملاهي) بتصميم مسارات خروج تنحني تدريجياً في اتجاه الأرض؟ لماذا يكون هناك امتداد للمسار المستقيم؟

التحليل

نوع: محتوى تعليمي

التحليل

1

نوع: QUESTION_ACTIVITY

1. استعمل الأرقام احسب قيم السرعة وسجلها في جدول البيانات.

2

نوع: QUESTION_ACTIVITY

2. أنشئ الرسوم البيانية واستخدمها ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن)، ثم ارسم الخط البياني الأكثر ملاءمة لبياناتك.

3

نوع: QUESTION_ACTIVITY

3. احسب ميل الخط البياني، وحول النتيجة إلى وحدة m/s².

الاستنتاج والتطبيق

نوع: محتوى تعليمي

الاستنتاج والتطبيق

1

نوع: QUESTION_HOMEWORK

1. تذكر أن ميل خط منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) يساوي a ½، واحسب التسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية.

2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

2. أوجد الخطأ النسبي في القيمة التجريبية لـ g مقارنة بالقيمة المقبولة لها 9.80 m/s². علماً بأن: الخطأ النسبي = (القيمة المقبولة - القيمة التجريبية) / القيمة المقبولة × 100%

نوع: METADATA

85 وزارة التعليم Ministry of Education 2023 - 1447

🔍 عناصر مرئية

جدول البيانات

A table for recording experimental data with columns for 'الزمن الدوري (s)', 'الفترة الزمنية', 'المسافة (cm)', 'الزمن (s)', and 'السرعة (cm/s)'.

📄 النص الكامل للصفحة

جدول البيانات 8. اختر نقطة بالقرب من بداية الشريط على بعد بضعة سنتيمترات من النقطة التي بدأ المؤقت عندها تسجيل النقاط، واكتب عندها الرقم صفر "0". أكمل ترقيم النقاط على التوالي بالأرقام 5, 4, 3, 2, 1 حتى تصل قرب نهاية الشريط، حيث توقفت الكتلة عن السقوط الحر. (إذا توقف ظهور النقاط أو بدأت المسافة بينها بالتناقص فهذا يعني أن الكتلة اصطدمت بالأرض). 9. قس المسافة الكلية إلى أقرب مليمتر من نقطة الصفر إلى كل نقطة مرقمة، وسجلها في الجدول. وباستخدام الزمن الدوري للمؤقت، سجل الزمن الكلي المرتبط مع كل قياس للمسافة. التوسع في البحث ما الفائدة من بدء القياس من نقطة تبعد بضعة سنتيمترات عن بداية شريط المؤقت بدلاً من بدئه من أول نقطة على الشريط؟ الفيزياء في الحياة لماذا يقوم مصممو عربات السقوط الحر في مدن الألعاب (الملاهي) بتصميم مسارات خروج تنحني تدريجياً في اتجاه الأرض؟ لماذا يكون هناك امتداد للمسار المستقيم؟ التحليل 1. استعمل الأرقام احسب قيم السرعة وسجلها في جدول البيانات. 2. أنشئ الرسوم البيانية واستخدمها ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن)، ثم ارسم الخط البياني الأكثر ملاءمة لبياناتك. 3. احسب ميل الخط البياني، وحول النتيجة إلى وحدة m/s². الاستنتاج والتطبيق 1. تذكر أن ميل خط منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) يساوي a ½، واحسب التسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية. 2. أوجد الخطأ النسبي في القيمة التجريبية لـ g مقارنة بالقيمة المقبولة لها 9.80 m/s². علماً بأن: الخطأ النسبي = (القيمة المقبولة - القيمة التجريبية) / القيمة المقبولة × 100% 85 وزارة التعليم Ministry of Education 2023 - 1447

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 11

سؤال 8: 8. اختر نقطة بالقرب من بداية الشريط على بعد بضعة سنتيمترات من النقطة التي بدأ المؤقت عندها تسجيل النقاط، واكتب عندها الرقم صفر "0". أكمل ترقيم النقاط على التوالي بالأرقام 5, 4, 3, 2, 1 حتى تصل قرب نهاية الشريط، حيث توقفت الكتلة عن السقوط الحر. (إذا توقف ظهور النقاط أو بدأت المسافة بينها بالتناقص فهذا يعني أن الكتلة اصطدمت بالأرض).

الإجابة: 8: ترقيم النقاط 0 عند البداية و 1-8 بالتتابع

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** في هذا السؤال، نتعامل مع تجربة عملية لقياس السقوط الحر باستخدام شريط المؤقت. الفكرة هي ترقيم النقاط التي سجلها المؤقت على الشريط. نبدأ باختيار نقطة قريبة من بداية الشريط، ولكن ليست أول نقطة تماماً، ونضع عندها الرقم صفر (0). ثم نتابع ترقيم النقاط التالية بالأرقام 1، 2، 3، 4، 5 بالتتابع حتى نصل قرب نهاية الشريط. يجب أن نتوقف عند النقطة التي تظهر فيها علامات توقف الكتلة عن السقوط الحر، مثل توقف ظهور النقاط أو تناقص المسافة بينها، مما يشير إلى اصطدام الكتلة بالأرض. إذن الإجراء هو: **ترقيم النقاط بدءاً من الصفر عند نقطة قريبة من البداية، ثم 1، 2، 3، 4، 5 بالتتابع حتى نهاية الشريط حيث تتوقف الكتلة.**

سؤال 9: 9. قس المسافة الكلية إلى أقرب مليمتر من نقطة الصفر إلى كل نقطة مرقمة، وسجلها في الجدول. وباستخدام الزمن الدوري للمؤقت، سجل الزمن الكلي المرتبط مع كل قياس للمسافة.

الإجابة: 9: المسافة والزمن 0 عند البداية والزمن nT

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا نقاط مرقمة على الشريط (0، 1، 2، 3، 4، 5). نحتاج إلى قياس المسافة من نقطة الصفر (0) إلى كل نقطة مرقمة أخرى، بدقة تصل إلى أقرب مليمتر. كما نحتاج إلى معرفة الزمن الدوري للمؤقت (T)، وهو الزمن بين كل نقطتين متتاليتين. **الخطوة 2 (القياس والتسجيل):** نقوم بما يلي: 1. نقيس المسافة من نقطة الصفر إلى كل نقطة مرقمة (مثل المسافة إلى النقطة 1، المسافة إلى النقطة 2، وهكذا) باستخدام مسطرة، ونسجلها في جدول. 2. نحسب الزمن الكلي لكل نقطة: بما أن الزمن الدوري هو T، فإن الزمن الكلي للنقطة n هو n × T (حيث n هو رقم النقطة). مثلاً، الزمن الكلي للنقطة 1 هو 1T، للنقطة 2 هو 2T، وهكذا. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، نقوم بتسجيل **المسافة من نقطة الصفر إلى كل نقطة، والزمن الكلي المقابل لكل نقطة (nT)** في الجدول.

سؤال س: التوسع في البحث: التوسع في البحث ما الفائدة من بدء القياس من نقطة تبعد بضعة سنتيمترات عن بداية شريط المؤقت بدلاً من بدئه من أول نقطة على الشريط؟

الإجابة: س: التوسع في البحث لتجنب أخطاء البداية وارتخاء الشريط.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** الفائدة من بدء القياس من نقطة تبعد بضعة سنتيمترات عن بداية شريط المؤقت، بدلاً من البدء من أول نقطة على الشريط، تتعلق بتحسين دقة التجربة. عند بدء تشغيل المؤقت، قد يكون هناك بعض الارتخاء أو عدم الانتظام في حركة الشريط في اللحظات الأولى، مما يؤدي إلى أخطاء في القياسات. باختيار نقطة بعد بضعة سنتيمترات، نضمن أن الشريط قد وصل إلى حالة أكثر استقراراً وانتظاماً في الحركة، وبالتالي تكون القياسات أكثر دقة وموثوقية. هذا يساعد في تجنب تأثيرات البداية غير المنتظمة على النتائج. إذن الفائدة هي: **لتجنب أخطاء القياس الناتجة عن الارتخاء أو عدم الانتظام في بداية حركة الشريط، مما يحسن دقة التجربة.**

سؤال س: لتقليل التباطؤ المفاجئ: الفيزياء في الحياة لماذا يقوم مصممو عربات السقوط الحر في مدن الألعاب (الملاهي) بتصميم مسارات خروج تنحني تدريجياً في اتجاه الأرض؟

الإجابة: س: لتقليل التباطؤ المفاجئ (Jerk) وتخفيف القوى.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** في عربات السقوط الحر في مدن الألعاب، تتحرك العربة بسرعة عالية أثناء السقوط، وعند الوصول إلى الأرض أو نهاية المسار، تحتاج إلى التوقف بأمان. **الخطوة 2 (التطبيق):** تصميم مسارات خروج تنحني تدريجياً في اتجاه الأرض يسمح بتباطؤ تدريجي للعربة بدلاً من توقف مفاجئ. هذا يقلل من التباطؤ المفاجئ (Jerk)، وهو معدل تغير التسارع، مما يخفف القوى المؤثرة على الركاب. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الهدف هو: **تقليل التباطؤ المفاجئ وتخفيف القوى على الركاب لزيادة الأمان والراحة.**

سؤال س: سبب الامتداد المستقيم: لماذا يكون هناك امتداد للمسار المستقيم؟

الإجابة: س: سبب الامتداد المستقيم لإتاحة مسافة للفرملة التدريجية.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** الامتداد المستقيم في مسارات عربات السقوط الحر أو في تجارب السقوط الحر يُستخدم لإتاحة مسافة كافية للفرملة أو التوقف التدريجي. بدلاً من التوقف المفاجئ، الذي قد يسبب صدمات أو إصابات، يسمح الامتداد المستقيم بتطبيق قوى كبح أو فرملة على مسافة أطول، مما يقلل التسارع السلبي (التباطؤ) ويجعل التوقف أكثر سلاسة وأماناً. هذا مهم لحماية الركاب أو المعدات في التجارب. إذن السبب هو: **إتاحة مسافة للفرملة التدريجية، مما يقلل القوى المؤثرة ويحسن الأمان.**

سؤال 1: 1. استعمل الأرقام احسب قيم السرعة وسجلها في جدول البيانات.

الإجابة: 1: حساب السرعة v = d/t

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا جدول يحتوي على قيم المسافة (d) والزمن (t) المقاسة من التجربة. مثلاً، المسافة من نقطة الصفر إلى كل نقطة، والزمن الكلي لكل نقطة. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون السرعة المتوسطة: $$v = \frac{d}{t}$$ حيث v هي السرعة، d هي المسافة، و t هو الزمن. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بقيم d و t من الجدول في القانون، نحسب السرعة لكل نقطة. مثلاً، إذا كانت المسافة للنقطة 1 هي d1 والزمن هو t1، فإن السرعة v1 = d1 / t1. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، نقوم بحساب قيم السرعة لكل نقطة باستخدام $v = d/t$، ونسجلها في جدول البيانات.

سؤال 2: 2. أنشئ الرسوم البيانية واستخدمها ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن)، ثم ارسم الخط البياني الأكثر ملاءمة لبياناتك.

الإجابة: 2: الرسم البياني السرعة المتجهة - الزمن خط بياني مناسب متقاطع

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا قيم السرعة (v) والزمن (t) من الجدول السابق بعد حساب السرعة في السؤال 1. **الخطوة 2 (الرسم البياني):** نقوم برسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) على ورقة رسم بياني، حيث نضع الزمن (t) على المحور الأفقي والسرعة (v) على المحور الرأسي. نرسم النقاط بناءً على البيانات. **الخطوة 3 (الخط البياني):** بعد رسم النقاط، نرسم الخط البياني الأكثر ملاءمة للبيانات، وهو خط مستقيم يمر بأكبر عدد ممكن من النقاط أو يقترب منها، لتمثيل العلاقة بين السرعة والزمن. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، ننشئ منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) ونرسم خطاً بيانياً مناسباً يمثل البيانات.

سؤال 3: 3. احسب ميل الخط البياني، وحول النتيجة إلى وحدة m/s².

الإجابة: 3: الميل ميل الخط البياني = Δv/Δt = التسارع وحدة m/s²

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا الخط البياني المستقيم المرسوم في السؤال 2، الذي يمثل العلاقة بين السرعة (v) والزمن (t). **الخطوة 2 (القانون):** ميل الخط البياني في منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) يساوي التسارع (a)، ويُحسب بالصيغة: $$\text{ميل الخط البياني} = \frac{\Delta v}{\Delta t}$$ حيث Δv هو التغير في السرعة و Δt هو التغير في الزمن. **الخطوة 3 (الحل):** نختار نقطتين على الخط البياني، نحسب الفرق في السرعة (Δv) والفرق في الزمن (Δt) بينهما، ثم نعوض في الصيغة لحساب الميل. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، نحسب الميل باستخدام $\frac{\Delta v}{\Delta t}$، ونحول النتيجة إلى وحدة m/s² للتسارع.

سؤال 1: 1. تذكر أن ميل خط منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) يساوي a ½، واحسب التسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية.

الإجابة: 1: التسارع g g = 9.8 m/s²

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا جدول يحتوي على قيم المسافة (d) والزمن (t) المقاسة من التجربة. مثلاً، المسافة من نقطة الصفر إلى كل نقطة، والزمن الكلي لكل نقطة. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون السرعة المتوسطة: $$v = \frac{d}{t}$$ حيث v هي السرعة، d هي المسافة، و t هو الزمن. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بقيم d و t من الجدول في القانون، نحسب السرعة لكل نقطة. مثلاً، إذا كانت المسافة للنقطة 1 هي d1 والزمن هو t1، فإن السرعة v1 = d1 / t1. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، نقوم بحساب قيم السرعة لكل نقطة باستخدام $v = d/t$، ونسجلها في جدول البيانات.

سؤال 2: 2. أوجد الخطأ النسبي في القيمة التجريبية لـ g مقارنة بالقيمة المقبولة لها 9.80 m/s². علماً بأن: الخطأ النسبي = (القيمة المقبولة - القيمة التجريبية) / القيمة المقبولة × 100%

الإجابة: 2: الخطأ النسبي الخطأ النسبي = (القيمة المقبولة - القيمة التجريبية) / القيمة المقبولة × 100%

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا قيم السرعة (v) والزمن (t) من الجدول السابق بعد حساب السرعة في السؤال 1. **الخطوة 2 (الرسم البياني):** نقوم برسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) على ورقة رسم بياني، حيث نضع الزمن (t) على المحور الأفقي والسرعة (v) على المحور الرأسي. نرسم النقاط بناءً على البيانات. **الخطوة 3 (الخط البياني):** بعد رسم النقاط، نرسم الخط البياني الأكثر ملاءمة للبيانات، وهو خط مستقيم يمر بأكبر عدد ممكن من النقاط أو يقترب منها، لتمثيل العلاقة بين السرعة والزمن. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، ننشئ منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) ونرسم خطاً بيانياً مناسباً يمثل البيانات.

سؤال س: جدول البيانات: جدول البيانات

الإجابة: س: جدول البيانات (القيم في الحل) 0.196, 1 9.8, 0.02 0.784, 2 19.6, 0.04 1.764, 3 29.4, 0.06

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** هذا السؤال يتعلق بجدول البيانات الذي يجب تعبئته أثناء التجربة. بناءً على الحلول السابقة، نقوم بتسجيل القيم المقاسة والمحسوبة. مثلاً، في التجربة، قد نسجل المسافات (مثل 0.196 م، 0.784 م، 1.764 م) والأزمنة المقابلة (مثل 0.02 ث، 0.04 ث، 0.06 ث)، ثم نحسب السرعات (مثل 9.8 م/ث، 19.6 م/ث، 29.4 م/ث) باستخدام $v = d/t$. هذه القيم تُسجل في الجدول لتحليلها لاحقاً. إذن، جدول البيانات يحتوي على: **المسافات المقاسة، الأزمنة المقابلة، والسرعات المحسوبة، كما هو موضح في الحل.**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 10 بطاقة لهذه الصفحة

ما القانون المستخدم لحساب السرعة المتوسطة من بيانات المسافة والزمن في تجربة السقوط الحر؟

  • أ) a = Δv / Δt
  • ب) d = v * t
  • ج) v = d / t
  • د) v = a * t

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: v = d / t

الشرح: لحساب السرعة المتوسطة (v) لأي نقطة في تجربة السقوط الحر، نستخدم القانون الأساسي: السرعة = المسافة ÷ الزمن. حيث (d) هي المسافة الكلية المقاسة من نقطة الصفر إلى النقطة المرقمة، و(t) هو الزمن الكلي المقابل لتلك النقطة.

تلميح: السرعة هي المسافة المقطوعة مقسومة على الزمن المستغرق.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

في تجربة السقوط الحر باستخدام شريط المؤقت، ما الخطوة الأولى لترقيم النقاط المسجلة على الشريط؟

  • أ) ترقيم أول نقطة على الشريط بالرقم 1، ثم 2، 3، 4، 5.
  • ب) اختيار نقطة قريبة من البداية ووضع الرقم صفر (0) عندها، ثم ترقيم النقاط التالية بالأرقام 1، 2، 3، 4، 5 بالتتابع.
  • ج) ترقيم النقاط بالأرقام 5، 4، 3، 2، 1، 0 بدءاً من أول نقطة.
  • د) وضع الرقم 1 عند أول نقطة، ثم قياس المسافة منها إلى كل نقطة تالية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: اختيار نقطة قريبة من البداية ووضع الرقم صفر (0) عندها، ثم ترقيم النقاط التالية بالأرقام 1، 2، 3، 4، 5 بالتتابع.

الشرح: 1. نختار نقطة قريبة من بداية الشريط (وليس أول نقطة تماماً) لتجنب عدم الانتظام في بداية الحركة. 2. نضع عند هذه النقطة الرقم صفر (0). 3. نتابع ترقيم النقاط التالية بالأرقام 1، 2، 3، 4، 5 بالتتابع حتى نهاية الشريط حيث تتوقف الكتلة عن السقوط.

تلميح: فكر في نقطة بداية القياس وكيفية تجنب أخطاء بدء الحركة.

التصنيف: خطوات | المستوى: سهل

ما الفائدة من بدء القياس في تجربة السقوط الحر من نقطة تبعد بضعة سنتيمترات عن بداية شريط المؤقت؟

  • أ) لتوفير وقت التجربة وجعلها أسرع.
  • ب) لضمان أن الكتلة قد وصلت إلى سرعتها القصوى قبل البدء بالقياس.
  • ج) لتجنب أخطاء القياس الناتجة عن الارتخاء أو عدم الانتظام في حركة الشريط في اللحظات الأولى، مما يحسن دقة التجربة.
  • د) لأن المسافة الأولى تكون دائماً غير دقيقة بسبب قصور في أداة القياس.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لتجنب أخطاء القياس الناتجة عن الارتخاء أو عدم الانتظام في حركة الشريط في اللحظات الأولى، مما يحسن دقة التجربة.

الشرح: عند بدء تشغيل المؤقت، قد يكون هناك بعض الارتخاء أو عدم الانتظام في حركة الشريط في اللحظات الأولى. اختيار نقطة بعد بضعة سنتيمترات يضمن أن الشريط قد وصل إلى حالة من الاستقرار والانتظام في الحركة، وبالتالي تكون القياسات أكثر دقة وموثوقية.

تلميح: فكر في الحالة الميكانيكية للشريط عند بدء تشغيل الجهاز.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

لماذا يصمم مسار خروج عربات السقوط الحر في الملاهي ليكون منحنياً تدريجياً نحو الأرض؟

  • أ) لجعل الرحلة أكثر إثارة عن طريق إضافة منعطفات.
  • ب) لتقليل التباطؤ المفاجئ (Jerk) وتخفيف القوى المؤثرة على الركاب، مما يزيد الأمان والراحة.
  • ج) لزيادة المسافة الكلية للرحلة وبالتالي سعر التذكرة.
  • د) لأن تصميم المسار المستقيم يتطلب مساحة أكبر.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لتقليل التباطؤ المفاجئ (Jerk) وتخفيف القوى المؤثرة على الركاب، مما يزيد الأمان والراحة.

الشرح: يسمح المسار المنحني تدريجياً بتباطؤ العربة بشكل تدريجي بدلاً من التوقف المفاجئ. هذا يقلل من معدل تغير التسارع (التباطؤ المفاجئ أو Jerk)، مما يخفف القوى الكبيرة المؤثرة على أجسام الركاب، وبالتالي يزيد من مستوى الأمان ويحسن تجربة الركوب.

تلميح: فكر في الفرق بين التوقف المفاجئ والتوقف التدريجي وتأثيره على الجسم.

التصنيف: تطبيق | المستوى: متوسط

ماذا يمثل ميل الخط البياني المستقيم في منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) الناتج عن تجربة السقوط الحر؟

  • أ) المسافة المقطوعة، ووحدته المتر (m).
  • ب) السرعة المتوسطة، ووحدته m/s.
  • ج) التسارع (a)، ووحدته m/s².
  • د) الزمن الكلي، ووحدته الثانية (s).

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: التسارع (a)، ووحدته m/s².

الشرح: في الرسم البياني للسرعة مقابل الزمن، يُحسب ميل الخط المستقيم من القانون: الميل = التغير في السرعة (Δv) ÷ التغير في الزمن (Δt). وهذا التعريف الرياضي مطابق لتعريف التسارع (a = Δv/Δt). وبما أن السرعة بالمتر/ثانية والزمن بالثانية، فإن وحدة التسارع هي م/ث².

تلميح: تذكر العلاقة بين التغير في السرعة والتغير في الزمن.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

في تجربة السقوط الحر، بعد ترقيم النقاط من 0 إلى 5، كيف يتم حساب الزمن الكلي المرتبط بكل نقطة مرقمة؟

  • أ) الزمن الكلي = المسافة ÷ الزمن الدوري
  • ب) الزمن الكلي = رقم النقطة + الزمن الدوري للمؤقت
  • ج) الزمن الكلي = رقم النقطة × الزمن الدوري للمؤقت (nT)
  • د) الزمن الكلي = الزمن الدوري ÷ رقم النقطة

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الزمن الكلي = رقم النقطة × الزمن الدوري للمؤقت (nT)

الشرح: ١. الزمن الدوري (T) هو الزمن بين كل نقطتين متتاليتين على الشريط. ٢. النقطة 0 عند الزمن 0. ٣. النقطة 1 عند الزمن 1T. ٤. النقطة 2 عند الزمن 2T. ٥. الزمن الكلي لأي نقطة (n) = n × T.

تلميح: الزمن بين كل نقطتين متتاليتين ثابت ويساوي الزمن الدوري للمؤقت.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما الغرض من وجود امتداد مستقيم في نهاية مسار عربات السقوط الحر في الملاهي؟

  • أ) لزيادة سرعة العربة في نهاية الرحلة.
  • ب) لجعل الرحلة أكثر إثارة للركاب.
  • ج) إتاحة مسافة كافية للفرملة أو التوقف التدريجي بأمان.
  • د) لتقليل تكلفة بناء المسار.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: إتاحة مسافة كافية للفرملة أو التوقف التدريجي بأمان.

الشرح: ١. التوقف المفاجئ يسبب تسارعاً سلبياً كبيراً (تباطؤاً مفاجئاً) وقوة كبيرة على الركاب. ٢. الامتداد المستقيم يوفر مسافة أطول لتطبيق قوى الكبح. ٣. هذا يسمح بتباطؤ تدريجي، مما يقلل التسارع السلبي والقوة المؤثرة. ٤. النتيجة: توقف أكثر سلاسة وأماناً للركاب.

تلميح: فكر في كيفية تقليل القوة المؤثرة على الركاب عند التوقف.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الخطوة الأولى في تحليل بيانات تجربة السقوط الحر بعد قياس المسافات والأزمنة؟

  • أ) رسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).
  • ب) حساب قيم السرعة المتوسطة لكل نقطة باستخدام القانون v = d/t.
  • ج) حساب ميل الخط البياني.
  • د) ترقيم النقاط على الشريط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: حساب قيم السرعة المتوسطة لكل نقطة باستخدام القانون v = d/t.

الشرح: ١. البيانات الأولية هي المسافة (d) من نقطة الصفر والزمن الكلي (t) لكل نقطة. ٢. السرعة المتوسطة هي معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن. ٣. القانون المستخدم: السرعة (v) = المسافة (d) ÷ الزمن (t). ٤. يتم حساب قيمة v لكل صف في جدول البيانات وتسجيلها.

تلميح: السرعة هي ناتج قسمة كميتين أساسيتين تم قياسهما.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

بعد رسم نقاط منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) لبيانات السقوط الحر، ما الخطوة التالية لتحليل العلاقة؟

  • أ) ربط النقاط ببعضها بخطوط متعرجة.
  • ب) رسم الخط البياني المستقيم الأكثر ملاءمة الذي يمثل اتجاه النقاط.
  • ج) حساب متوسط قيم السرعة فقط.
  • د) التوقف عند رسم النقاط دون تحليل إضافي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: رسم الخط البياني المستقيم الأكثر ملاءمة الذي يمثل اتجاه النقاط.

الشرح: ١. النقاط المرسومة لن تقع بالضبط على خط مستقيم بسبب أخطاء القياس. ٢. الخطوة التحليلية هي إيجاد أفضل خط مستقيم يمر بأكبر عدد ممكن من النقاط أو يقترب منها جميعاً. ٣. هذا الخط يمثل العلاقة الخطية المتوقعة بين السرعة والزمن في الحركة المتسارعة بانتظام. ٤. ميل هذا الخط المستقيم هو المطلوب لحساب التسارع.

تلميح: الخط البياني لا يربط النقاط بالتسلسل، بل يوضح الاتجاه العام.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما الصيغة المستخدمة لحساب الخطأ النسبي للناتج التجريبي لتسارع الجاذبية (g)؟

  • أ) الخطأ النسبي = (القيمة التجريبية - القيمة المقبولة) / القيمة التجريبية × 100%
  • ب) الخطأ النسبي = (القيمة المقبولة - القيمة التجريبية) / القيمة التجريبية × 100%
  • ج) الخطأ النسبي = (القيمة المقبولة - القيمة التجريبية) / القيمة المقبولة × 100%
  • د) الخطأ النسبي = القيمة التجريبية / القيمة المقبولة × 100%

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الخطأ النسبي = (القيمة المقبولة - القيمة التجريبية) / القيمة المقبولة × 100%

الشرح: ١. القيمة المقبولة لـ g هي 9.80 m/s² (معيار معتمد). ٢. القيمة التجريبية هي قيمة g التي تم حسابها من ميل الخط البياني. ٣. الخطأ النسبي يعبر عن نسبة الفرق بين القيمتين إلى القيمة المقبولة. ٤. الضرب في 100% يحول النتيجة إلى نسبة مئوية لتسهيل التقييم.

تلميح: الخطأ النسبي يقيس نسبة الانحراف عن القيمة المعيارية المعتمدة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط