صفحة 154 - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

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

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 الفيزياء والأحذية الرياضية

المفاهيم الأساسية

حذاء الجري ماص للصدمة: حذاء مزود بنظام وسادة امتصاص يقلل من القوة التي يمتصها اللاعب ويقلل استهلاك الطاقة الطبيعية للجسم.

قانون حفظ الطاقة: توظفه الأحذية الرياضية؛ حيث تتحول الطاقة الحركية للاعب إلى طاقة وضع مرونية وطاقة حرارية عند ضرب القدم للأرض، ثم تعود طاقة الوضع المرونية إلى طاقة حركية مفيدة.

التغير في الزخم (Δp): يعبر عنه بالعلاقة Δp = FΔt، حيث F هي القوة المؤثرة وΔt هو زمن تأثير القوة.

خريطة المفاهيم

```markmap

التقنية والمجتمع: تقنيات ذكية للجري

الفيزياء والأحذية الرياضية

دور الحذاء الجيد

يقلل استهلاك الطاقة
يوظف الطاقة بفاعلية أكبر
ينحني مع القدم
يدعم ويثبت القدمين
خفيف الوزن ويمنع الانزلاق

حذاء الجري ماص للصدمة

مبدأ العمل

يستخدم نظام وسادة الامتصاص
يحول الطاقة المخزنة لانقباض العضلات
يوظف قانون حفظ الطاقة

#### تحولات الطاقة في الحذاء

الطاقة الحركية → طاقة وضع مرونية + طاقة حرارية
طاقة الوضع المرونية → طاقة حركية (مفيدة)

المواد المستخدمة

مواد مرنة ولينة ومطاطية تقاوم التحطم
أمثلة: لبادة جل السليكون، نظم الموائع، النوابض

الأساس الفيزيائي (تقليل القوة)

العلاقة: Δp = FΔt
تزيد البطانة زمن التغير في الزخم (Δt)
تقلل من القوة المؤثرة (F)
تقلل الضرر الواقع على جسم اللاعب

التوسع في البحث (أسئلة)

تفسير فيزيائي لوضع وسادة الامتصاص
تحليل المرونة: الملعب العشبي vs أرضية المشاة
بحث: سبب تفضيل البعض للجري حافيًا

```

نقاط مهمة

القوة التي تؤثر بها الأرض في حذاء اللاعب تساوي تقريبًا أربعة أمثال وزنه، وقد تسبب ألمًا وإجهادًا.
وظيفة وسادة الامتصاص الأساسية هي تقليل القوة التي يمتصها اللاعب وليس تحويل الطاقة فقط.
تصميم النعل الداخلي المرن يهدف لإعادة أكبر قدر ممكن من الطاقة المستهلكة للاعب.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

التقنية والمجتمع

نوع: محتوى تعليمي

Running Smarter

نوع: محتوى تعليمي

تقنيات ذكية للجري

نوع: محتوى تعليمي

الفيزياء والأحذية الرياضية

نوع: محتوى تعليمي

أصبحت أحذية الجري اليوم ذات تقنية عالية ومدهشة، وقد تحسن أداؤها بصورة رائعة، بحيث تحمي الجسم وتعمل عمل ماص للصدمات. كيف يساعدك حذاء الجري على الفوز في المسابقة؟ يقلل حذاء الجري من استهلاك الطاقة كما يجعلك توظفها بفاعلية أكبر.
ويكون الحذاء الرياضي الجيد مزودًا بصورة كافية للانحناء مع قدمك في أثناء الجري، ويدعم قدميك ويثبتهما في مكانهما، وهو خفيف الوزن يشد قدميك ويمنعهما من الانزلاق.

نوع: محتوى تعليمي

حذاء الجري ماص للصدمة

نوع: محتوى تعليمي

يؤثر نظام وسادة الامتصاص في الحذاء في استهلاك الطاقة؛ فالعظام والعضلات والأربطة والأوتار تشكل نظام امتصاص طبيعي، ولكن استخدام هذا النظام الطبيعي يستهلك قدرًا من طاقة الجسم، وعند استخدام نظام الامتصاص في الحذاء يتمكن الجسم من تحويل هذه الطاقة المخزنة للاستخدام في انقباض العضلات، حيث يستغلها اللاعب في الجري بسرعة أكبر.
توظف الأحذية الرياضية قانون حفظ الطاقة؛ فهي مزودة بنعل داخلي ذي بطانة مرنة يعيد للاعب أكبر مقدار ممكن من الطاقة التي يستهلكها، حيث تتحول الطاقة الحركية للاعب إلى طاقة وضع مرونية وطاقة حرارية عندما تضرب قدم اللاعب أرضية الملعب. وإذا استطاع اللاعب التقليل من الطاقة الحرارية الضائعة تتحول طاقة الوضع المرونة مرة أخرى إلى طاقة حركية مفيدة.
وتستخدم عادة المواد المرنة واللينة والمطاطية التي تقاوم التحطم في صناعة بطانة النعل الداخلي للحذاء، ومن أمثلتها لبادة جل السليكون، ونظم الموائع المعقدة والنوابض.
هناك اهتمام كبير بتقنيات وسادة الامتصاص في حذاء الجري، وتطوير دوره الأساسي بوصفه ماصًا للصدمات وتحسين عمله. يدفع حذاء لاعب الجري الأرض، وفي الوقت نفسه تؤثر الأرض في الحذاء بمقدار القوة نفسه في الاتجاه المعاكس. ويساوي مقدار هذه القوة أربعة أمثال وزن اللاعب تقريبًا. كما تسبب هذه القوة الألم والجهد، والتهاب عضلة الساق، وتؤدي الكاحل والركبة خلال الجري لمسافات طويلة.
وتستخدم وسادة الامتصاص في حذاء الجري لتقليل القوة التي يمتصها اللاعب؛ فعندما تضرب قدم اللاعب الأرض وتتوقف يتغير زخمها. ويعبر عن التغير في الزخم بـ Δp = FΔt ، حيث F القوة المؤثرة في الجسم، Δt زمن تأثير القوة. وتعمل البطانة هنا على جعل زمن التغير في الزخم طويلاً، ما يقلل من تأثير قوة دفع القدم للأرض، وهذا يقلل أيضًا من الضرر الذي يلحق بجسم اللاعب.

نوع: محتوى تعليمي

Δp = FΔt

نوع: محتوى تعليمي

التوسع في البحث

1

نوع: QUESTION_RESEARCH

1. فسر علميًا استخدم المفاهيم الفيزيائية لتفسير سبب وضع المصانع وسادة امتصاص في أحذية الجري.

2

نوع: QUESTION_RESEARCH

2. حلل أي الأسطح الآتية يعطي اللاعب مرونة أكثر عند الركض: الملعب العشبي أم أرضية المشاة؟ وضح إجابتك.

3

نوع: QUESTION_RESEARCH

3. ابحث لماذا يفضل بعض الناس الجري وهم حفاة، حتى في سباق الماراثون؟

نوع: METADATA

154

🔍 عناصر مرئية

A diagram showing a running shoe and its three main sole components, each labeled. The top image shows a complete running shoe from a side-top view, labeled 'أعلى' (top). Below it are three separate sole components, each representing a layer of the shoe's cushioning system. The first component is labeled 'داخل' (inside), the second 'وسط' (middle), and the third 'خارج' (outside). These components illustrate the internal structure of a running shoe's sole.

A photograph of a brown and orange athletic shoe, possibly a trail running or hiking shoe, shown from a side view. It has a rugged sole and laces.

A photograph showing the bottom sole of the brown and orange athletic shoe (Visual 1). The sole has a distinct tread pattern designed for grip and traction.

📄 النص الكامل للصفحة

التقنية والمجتمع

Running Smarter

تقنيات ذكية للجري

الفيزياء والأحذية الرياضية

أصبحت أحذية الجري اليوم ذات تقنية عالية ومدهشة، وقد تحسن أداؤها بصورة رائعة، بحيث تحمي الجسم وتعمل عمل ماص للصدمات. كيف يساعدك حذاء الجري على الفوز في المسابقة؟ يقلل حذاء الجري من استهلاك الطاقة كما يجعلك توظفها بفاعلية أكبر.
ويكون الحذاء الرياضي الجيد مزودًا بصورة كافية للانحناء مع قدمك في أثناء الجري، ويدعم قدميك ويثبتهما في مكانهما، وهو خفيف الوزن يشد قدميك ويمنعهما من الانزلاق.

حذاء الجري ماص للصدمة

يؤثر نظام وسادة الامتصاص في الحذاء في استهلاك الطاقة؛ فالعظام والعضلات والأربطة والأوتار تشكل نظام امتصاص طبيعي، ولكن استخدام هذا النظام الطبيعي يستهلك قدرًا من طاقة الجسم، وعند استخدام نظام الامتصاص في الحذاء يتمكن الجسم من تحويل هذه الطاقة المخزنة للاستخدام في انقباض العضلات، حيث يستغلها اللاعب في الجري بسرعة أكبر.
توظف الأحذية الرياضية قانون حفظ الطاقة؛ فهي مزودة بنعل داخلي ذي بطانة مرنة يعيد للاعب أكبر مقدار ممكن من الطاقة التي يستهلكها، حيث تتحول الطاقة الحركية للاعب إلى طاقة وضع مرونية وطاقة حرارية عندما تضرب قدم اللاعب أرضية الملعب. وإذا استطاع اللاعب التقليل من الطاقة الحرارية الضائعة تتحول طاقة الوضع المرونة مرة أخرى إلى طاقة حركية مفيدة.
وتستخدم عادة المواد المرنة واللينة والمطاطية التي تقاوم التحطم في صناعة بطانة النعل الداخلي للحذاء، ومن أمثلتها لبادة جل السليكون، ونظم الموائع المعقدة والنوابض.
هناك اهتمام كبير بتقنيات وسادة الامتصاص في حذاء الجري، وتطوير دوره الأساسي بوصفه ماصًا للصدمات وتحسين عمله. يدفع حذاء لاعب الجري الأرض، وفي الوقت نفسه تؤثر الأرض في الحذاء بمقدار القوة نفسه في الاتجاه المعاكس. ويساوي مقدار هذه القوة أربعة أمثال وزن اللاعب تقريبًا. كما تسبب هذه القوة الألم والجهد، والتهاب عضلة الساق، وتؤدي الكاحل والركبة خلال الجري لمسافات طويلة.
وتستخدم وسادة الامتصاص في حذاء الجري لتقليل القوة التي يمتصها اللاعب؛ فعندما تضرب قدم اللاعب الأرض وتتوقف يتغير زخمها. ويعبر عن التغير في الزخم بـ Δp = FΔt ، حيث F القوة المؤثرة في الجسم، Δt زمن تأثير القوة. وتعمل البطانة هنا على جعل زمن التغير في الزخم طويلاً، ما يقلل من تأثير قوة دفع القدم للأرض، وهذا يقلل أيضًا من الضرر الذي يلحق بجسم اللاعب.

Δp = FΔt

التوسع في البحث

--- SECTION: 1 ---
1. فسر علميًا استخدم المفاهيم الفيزيائية لتفسير سبب وضع المصانع وسادة امتصاص في أحذية الجري.

--- SECTION: 2 ---
2. حلل أي الأسطح الآتية يعطي اللاعب مرونة أكثر عند الركض: الملعب العشبي أم أرضية المشاة؟ وضح إجابتك.

--- SECTION: 3 ---
3. ابحث لماذا يفضل بعض الناس الجري وهم حفاة، حتى في سباق الماراثون؟

154

--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: Untitled
Description: A diagram showing a running shoe and its three main sole components, each labeled. The top image shows a complete running shoe from a side-top view, labeled 'أعلى' (top). Below it are three separate sole components, each representing a layer of the shoe's cushioning system. The first component is labeled 'داخل' (inside), the second 'وسط' (middle), and the third 'خارج' (outside). These components illustrate the internal structure of a running shoe's sole.
Context: Illustrates the components and layers of a running shoe's sole, relevant to the discussion on shock absorption and energy return.

**FIGURE**: Untitled
Description: A photograph of a brown and orange athletic shoe, possibly a trail running or hiking shoe, shown from a side view. It has a rugged sole and laces.
Context: Provides a visual example of an athletic shoe, complementing the text's discussion on shoe technology.

**FIGURE**: Untitled
Description: A photograph showing the bottom sole of the brown and orange athletic shoe (Visual 1). The sole has a distinct tread pattern designed for grip and traction.
Context: Illustrates the design of a shoe's sole, which is crucial for grip, stability, and interaction with different surfaces, as discussed in the text.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال 1: فسر علميًا استخدم المفاهيم الفيزيائية لتفسير سبب وضع المصانع وسادة امتصاص في أحذية الجري.

الإجابة: لأن وسادة الامتصاص تزيد زمن تأثير قوة الاصطدام ($\Delta t$)، وبما أن $\Delta p = F \Delta t$ فإن زيادة $\Delta t$ تقلل القوة المتوسطة $F$ فتخف الصدمة والإصابات.

خطوات الحل:

**الشرح:** لنفهم هذا السؤال، الفكرة هنا هي تطبيق مفهوم الدفع والزخم من الفيزياء. عندما يركض الشخص، فإن قدمه تصطدم بالأرض بقوة. هذه القوة تسبب تغيراً في زخم القدم (التغير في الزخم يُرمز له بـ Δp). يوجد قانون فيزيائي مهم هنا: التغير في الزخم (Δp) يساوي حاصل ضرب القوة المتوسطة المؤثرة (F) في زمن تأثير هذه القوة (Δt). أي أن: Δp = F × Δt. من هذا القانون، إذا كان التغير في الزخم (Δp) ثابتاً (لأن سرعة العداء وكتلته ثابتتان تقريباً عند الهبوط)، فإن العلاقة بين القوة (F) والزمن (Δt) تكون عكسية. أي أنه كلما زاد زمن التلامس أو التأثير (Δt)، قلت القوة المتوسطة (F) المؤثرة على القدم والعظام. وسادة الامتصاص في الحذاء تكون لينة ومرنة. عندما تهبط القدم، تضغط هذه الوسادة وتستغرق وقتاً أطول للعودة إلى شكلها الأصلي مقارنة بسطح صلب. هذا يزيد من زمن التلامس (Δt) بين القدم والأرض. وبالتالي، لأن Δt يزيد، والقانون يقول Δp = F × Δt (وبما أن Δp ثابت)، فإن القوة F تقل. تقليل القوة يعني تقليل الصدمة على المفاصل والعظام، مما يقلل من خطر الإصابات مثل الالتهابات أو الكسور الإجهادية. إذن الإجابة هي: **لأن وسادة الامتصاص تزيد زمن تأثير قوة الاصطدام (Δt)، وبما أن Δp = F Δt فإن زيادة Δt تقلل القوة المتوسطة F فتُخفف الصدمة والإصابات.**

سؤال 2: حلل أي الأسطح الآتية يعطي اللاعب مرونة أكثر عند الركض: الملعب العشبي أم أرضية المشاة؟ وضح إجابتك.

الإجابة: الملعب العشبي؛ لأنه أسطح أكثر ليونة ومرونة فينضغط تحت القدم مثل النابض، فيزيد زمن التلامس ($\Delta t$) ويقلل قوة الصدمة.

خطوات الحل:

**الشرح:** لنحلل هذا السؤال. الفكرة هنا هي مقارنة خصائص سطحين من حيث المرونة وتأثيرهما على العداء. المرونة في هذا السياق تعني قدرة السطح على الانضغاط أو التشوه مؤقتاً عند تطبيق قوة عليه (مثل قوة قدم العداء)، ثم العودة إلى شكله الأصلي. السطح العشبي (ملعب العشب) يتكون من التربة والعشب، وهو عادةً أكثر ليونة ومرونة من الأسطح الصلبة. عندما يهبط اللاعب عليه، ينضغط العشب والتربة قليلاً تحت قدمه، مما يطيل فترة تلامس القدم مع الأرض. أما أرضية المشاة (مثل الأرصفة الإسمنتية أو الأسفلتية) فهي أسطح صلبة وقاسية. عند الهبوط عليها، لا تنضغط تقريباً، لذا يكون زمن التلامس بين القدم والأرض قصيراً جداً. نعود للمفهوم الفيزيائي: التغير في الزخم (Δp) للقدم عند الهبوط ثابت تقريباً. والقانون هو Δp = F × Δt. إذا كان Δp ثابتاً، فإن القوة F تتناسب عكسياً مع الزمن Δt. السطح المرن (كالعشب) يزيد Δt (لأنه ينضغط)، وبالتالي يقلل القوة F المؤثرة على قدم اللاعب. تقليل القوة يعني شعوراً بأقل صدمة وأكثر راحة وأمان للمفاصل، وهذا ما يُعطي "مرونة أكثر" في الشعور ويقلل الإجهاد. بينما السطح الصلب (كأرضية المشاة) يقلل Δt، فيزيد القوة F، مما يسبب صدمة أكبر وشعوراً بالقسوة ويزيد خطر الإصابات. إذن الإجابة هي: **الملعب العشبي؛ لأنه سطح أكثر ليونة ومرونة فينضغط تحت القدم مثل النابض، فيزيد زمن التلامس (Δt) ويقلل قوة الصدمة.**

سؤال 3: ابحث لماذا يفضل بعض الناس الجري وهم حفاة، حتى في سباق الماراثون؟

الإجابة: لأن الجري حافياً قد يجعل الهبوط أقرب للطبيعي (على مقدمة القدم)، ويزيد الإحساس بالأرض ويقوي عضلات القدم، لكن يجب التدرج فيه.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** لنبحث في هذا السؤال. الفكرة هي فهم الفرق بين آليات الجري المختلفة وتأثيرها على الجسم. الجري بالحذاء التقليدي والجري حافي القدمين لهما طرق هبوط مختلفة على الأرض.
**الخطوة 2 (التحليل):** عند الجري بالحذاء، خاصة الأحذية ذات النعل السميك والوسادة، يميل العداء للهبوط على كعب القدم أولاً (هبوط على العقب). هذا قد يسبب قوة صدمة أكبر تنتقل عبر الساق. أما عند الجري حافي القدمين، فإن الإحساس المباشر بالأرض يجعل الجسم يعدل طريقة الهبوط تلقائياً. غالباً ما يصبح الهبوط على مقدمة القدم أو منتصفها أولاً، ثم ينزل العقب بعد ذلك. هذه الطريقة تُسمى الهبوط الأمامي أو الطبيعي، وهي تشبه أكثر طريقة الجري الفطرية للإنسان. هذا التعديل في آلية الهبوط له عدة فوائد محتملة: 1. قد يوزع قوة الصدمة بشكل أفضل على عضلات القدم والساق. 2. يقوي العضلات الصغيرة والأربطة في القدم لأنها تعمل بشكل أكثر نشاطاً للتحكم في الحركة والثبات. 3. يزيد الإحساس بالتوازن والتواصل الحسي مع الأرض (الاستقبال الحسي العميق)، مما قد يحسن التقنية والكفاءة. لذلك، يفضل بعض العداءين، حتى في المسافات الطويلة كالماراثون، الجري حافي القدمين للاستفادة من هذه المزايا، معتقدين أنه قد يقلل من بعض الإصابات المرتبطة بالصدمات المتكررة. **الخطوة 3 (النتيجة والتحذير):** إذن السبب الرئيسي هو أن **الجري حافياً قد يجعل الهبوط أقرب للطبيعي (على مقدمة القدم)، ويزيد الإحساس بالأرض ويقوي عضلات القدم**. ولكن من المهم جداً ملاحظة أن الانتقال إلى الجري حافي القدمين، خاصة للمسافات الطويلة، يجب أن يكون تدريجياً وببطء شديد. لأن القدم والعضلات المعتادة على الحذاء تحتاج وقتاً للتكيف، وإلا فقد تتعرض لإصابات مثل التهاب اللفافة الأخمصية أو إجهاد عضلي. لذلك، كما ورد في الإجابة، **يجب التدرج فيه**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 3 بطاقة لهذه الصفحة

كيف تعمل وسادة الامتصاص في حذاء الجري على تقليل الضرر الذي يلحق بجسم اللاعب؟

أ) تزيد من قوة رد الفعل الأرضي لتحسين الدفع.
ب) تحول كل الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية ضائعة.
ج) تزيد من زمن تأثير القوة (Δt) مما يقلل من القوة المتوسطة (F) المؤثرة على الجسم.
د) تقلل من كتلة الحذاء لتوفير الطاقة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تزيد من زمن تأثير القوة (Δt) مما يقلل من القوة المتوسطة (F) المؤثرة على الجسم.

الشرح: 1. عند اصطدام القدم بالأرض، يكون التغير في الزخم (Δp) ثابتاً تقريباً. 2. القانون Δp = FΔt يوضح أن القوة (F) تتناسب عكسياً مع الزمن (Δt). 3. الوسادة المرنة تزيد زمن التلامس (Δt) بين القدم والأرض. 4. زيادة Δt تؤدي إلى انخفاض القوة المتوسطة (F) التي تمتصها القدم والمفاصل، مما يقلل من خطر الإصابات.

تلميح: فكر في العلاقة بين القوة والزمن عندما يكون التغير في الزخم ثابتاً.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل إحدى وظائف الحذاء الرياضي الجيد كما ورد في النص؟

أ) يزيد من استهلاك الطاقة الطبيعية للجسم.
ب) يحول كل الطاقة الحركية إلى طاقة وضع مرونية فقط.
ج) يدعم القدمين ويثبتهما في مكانهما ويمنع الانزلاق.
د) يقلل من زمن تلامس القدم مع الأرض لزيادة السرعة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يدعم القدمين ويثبتهما في مكانهما ويمنع الانزلاق.

الشرح: 1. وفقاً للنص، يجب أن يكون الحذاء الرياضي الجيد مزوداً لدعم القدم. 2. من الوظائف المذكورة: يدعم قدميك ويثبتهما في مكانهما. 3. وظيفة أخرى: يمنع القدمين من الانزلاق. 4. هذه الخصائص تساهم في كفاءة الجري وتقليل خطر الإصابات.

تلميح: ابحث عن الخصائص المتعلقة بالثبات والدعم.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

كيف تساهم وسادة الامتصاص في أحذية الجري في حماية أرجل العداء من الإصابات وفق مفاهيم الزخم والدفع؟

أ) تقليل زمن التلامس (Δt) لزيادة القوة الدافعة للأمام.
ب) زيادة زمن التلامس (Δt) لتقليل القوة المتوسطة (F) المؤثرة على القدم.
ج) زيادة التغير في زخم القدم (Δp) لرفع كفاءة الجري وسرعته.
د) تثبيت زمن التلامس (Δt) لضمان استقرار وزن اللاعب فوق الوسادة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: زيادة زمن التلامس (Δt) لتقليل القوة المتوسطة (F) المؤثرة على القدم.

الشرح: 1. يعتمد مبدأ الحماية على قانون الدفع والزخم: Δp = FΔt. 2. عند اصطدام القدم بالأرض، يكون التغير في الزخم (Δp) ثابتاً تقريباً. 3. تعمل وسادة الامتصاص المرنة على زيادة زمن تأثير قوة الاصطدام (Δt) من خلال الانضغاط. 4. بما أن العلاقة عكسية بين القوة والزمن عند ثبات الزخم، فإن زيادة Δt تؤدي آلياً إلى تقليل القوة المتوسطة (F). 5. تقليل القوة (F) يؤدي إلى تخفيف الصدمة على المفاصل والعضلات، مما يقلل خطر الإصابة.

تلميح: تذكر العلاقة بين القوة والزمن في قانون التغير في الزخم (Δp = FΔt) عندما يكون الزخم ثابتاً.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط