الشكل ٦ - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: كيف استجاب كل من الملح والفلفل مع المسطرة؟

الإجابة: ينجذب الملح والفلفل للمسطرة، وينجذب الفلفل بقوة أكبر من الملح.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد المعطيات والملاحظة المطلوبة** | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **الأدوات** | حبات ملح طعام، حبات فلفل أسود مطحون، مسطرة بلاستيكية، قطعة قماش صوفية. | | **الفعل** | فرك المسطرة بالقطعة الصوفية ثم تقريبها من الملح والفلفل. | | **المطلوب** | وصف وتفسير استجابة كل من الملح والفلفل للمسطرة المشحونة. |
2. **الخطوة 2: المبدأ العلمي المستخدم** - **التكهرب بالدلك**: فرك المسطرة البلاستيكية بالصوف يسبب انتقال الإلكترونات، فتصبح المسطرة **مشحونة بشحنة كهربائية**. - **الشحنة المستحثة**: عندما تقترب المسطرة المشحونة من الجسم المتعادل (كحبات الملح أو الفلفل)، تتحرك الشحنات داخل هذا الجسم، فينجذب الطرف المقابل للمسطرة نحوها. |
3. **الخطوة 3: تحليل الاستجابة** 1. عند تقريب المسطرة المشحونة: - **كل من حبات الملح وحبات الفلفل تنجذب** نحو المسطرة. - هذا يدل على أن **القوة الكهربائية** الناتجة عن الشحنة المستحثة تؤثر على كلا المادتين. 2. **مقارنة قوة الجذب**: - تنجذب حبات **الفلفل** بقوة ملحوظة أكبر وتتحرك لمسافة أطول نحو المسطرة. - تنجذب حبات **الملح** ولكن بقوة أقل وقد تلاحظ التصاق عدد أقل منها بالمسطرة.
4. **الخطوة 4: الاستنتاج النهائي** > تؤدي المسطرة المشحونة إلى **استحثة شحنات في كل من الملح والفلفل**، مما يتسبب في انجذابهما نحوها. ومع ذلك، فإن **قوة الجذب الظاهرة على حبات الفلفل أكبر وأوضح** من تلك الظاهرة على حبات الملح.

سؤال 2: فسر سبب استجابة الفلفل بصورة مختلفة عن استجابة الملح مع المسطرة.

الإجابة: الفلفل أخف فينجذبه القوة الكهربائية، بينما الملح أثقل فيتغلب عليه الجاذبية.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد الفرق في المشاهدة والسبب المحتمل** | الظاهرة الملاحظة | السؤال التفسيري | |------------------|-----------------| | الفلفل ينجذب بقوة وبوضوح أكبر من الملح. | لماذا يختلف مقدار الانجذاب؟ | | **العامل الرئيسي المقترح للتفريق** | **الكتلة** (حجم/وزن الحبة). |
2. **الخطوة 2: المبدأ الفيزيائي المُطبق** - **قانون نيوتن الثاني**: $F = m \times a$، أي أن التسارع $a$ الناتج عن قوة ما $F$ يتناسب عكسيًا مع كتلة الجسم $m$. - **تساوي القوة الكهربائية تقريبًا**: قوة الجذب الكهربائي المستحثة $F_{elec}$ المؤثرة على حبة ملح أو حبة فلفل فردية **متماثلة تقريبًا** لأن آلية الاستحثة واحدة. > **ملاحظة مهمة**: القوة الكهربائية هنا هي نفسها تقريبًا لأنها تعتمد على شحنة المسطرة وقرب الحبة منها، وليس على نوع المادة مباشرة.
3. **الخطوة 3: تحليل تأثير الكتلة (الوزن)** 1. **حبة الفلفل**: - **كتلتها صغيرة جدًا**. - القوة الكهربائية $F_{elec}$ المؤثرة عليها **أكبر بكثير من قوة جذب الأرض لها (وزنها)** $W_{pepper}$. - **نتيجة**: تتحرك الحبة بتسارع كبير وبسهولة نحو المسطرة. 2. **حبة الملح**: - **كتلتها أكبر** من كتلة حبة الفلفل. - **وزنها** $W_{salt}$ **يقارب أو قد يكون أكبر** من قوة الجذب الكهربائي $F_{elec}$ المؤثرة عليها. - **نتيجة**: التسارع الناتج أصغر، وقد لا تتغلب القوة الكهربائية على قوة الاحتكاك مع السطح، فتبدو استجابتها أضعف.
4. **الخطوة 4: التفسير النهائي والصياغة التعليمية** السبب في الاستجابة المختلفة هو **الكتلة**. بما أن القوة الكهربائية الجاذبة متقارنة لكلا الجسمين، فإن الجسم الأخف (الفلفل) يتسارع أكثر ويظهر انجذاباً أقوى، بينما يعاني الجسم الأثقل (الملح) من مقاومة وزن له أكبر، مما يضعف الحركة الظاهرة له نحو المسطرة.

ما المقصود بالدائرة الكهربائية؟

• أ) مسار مفتوح تتحرك فيه الإلكترونات بشكل عشوائي.
• ب) حلقة موصلة مغلقة تتحرك عبرها الشحنات الكهربائية باستمرار.
• ج) جهاز لتخزين الطاقة الكهربائية لفترة طويلة.
• د) مجموعة من الأسلاك المتصلة بمفتاح لإضاءة مصباح.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: حلقة موصلة مغلقة تتحرك عبرها الشحنات الكهربائية باستمرار.

الشرح: الدائرة الكهربائية هي مسار مغلق يتيح للشحنات الكهربائية التدفق باستمرار، وهو شرط أساسي لاستمرار التيار الكهربائي.

تلميح: فكر في المسار الذي يجب أن تسلكه الشحنات لكي تتدفق دون توقف.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو الجهد الكهربائي للبطارية؟

• أ) قياس لسرعة تدفق الإلكترونات في السلك.
• ب) مقياس لمقدار المقاومة الكهربائية في الدائرة.
• ج) مقياس لمقدار ما يكتسبه كل إلكترون من طاقة وضع كهربائية.
• د) كمية الشحنة الكلية التي تمر عبر نقطة معينة في الدائرة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: مقياس لمقدار ما يكتسبه كل إلكترون من طاقة وضع كهربائية.

الشرح: الجهد الكهربائي هو القوة الدافعة التي توفرها البطارية للإلكترونات، مما يزيد من طاقة وضعها الكهربائية ويُجهزها للتحول إلى أشكال أخرى من الطاقة.

تلميح: تذكر وظيفة البطارية الأساسية في الدائرة وعلاقتها بالإلكترونات.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما هي وحدة قياس الجهد الكهربائي؟

• أ) الأمبير (A).
• ب) الأوم (Ω).
• ج) الفولت (V).
• د) الواط (W).

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الفولت (V).

الشرح: الفولت هو الوحدة المعيارية لقياس الجهد الكهربائي، ويشير إلى مقدار الطاقة لكل وحدة شحنة.

تلميح: فكر في الرمز الشائع لوحدة الجهد الكهربائي.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو التشبيه المناسب لعمل البطارية في الدائرة الكهربائية؟

• أ) صنبور الماء الذي يتحكم في تدفق الماء.
• ب) خزان الماء الذي يخزن الماء لاستخدامه لاحقاً.
• ج) مضخة الماء التي ترفع الماء لزيادة طاقة وضعه.
• د) أنبوب الماء الذي يسمح للماء بالتدفق بحرية.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: مضخة الماء التي ترفع الماء لزيادة طاقة وضعه.

الشرح: تشبه البطارية مضخة الماء لأن كلاهما يوفر الطاقة اللازمة لرفع شيء (الماء أو الإلكترونات) إلى مستوى طاقة أعلى، ثم تتحول هذه الطاقة إلى أشكال أخرى.

تلميح: تذكر المثال الذي يربط زيادة طاقة الوضع الجاذبية بالماء مع زيادة طاقة الوضع الكهربائية للإلكترونات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

في تجربة المشط المشحون، لماذا ينجذب الفلفل بقوة أكبر من الملح؟

• أ) لأن الفلفل مادة عازلة جيدة بينما الملح موصل كهربائي.
• ب) لأن كتلة الفلفل أقل بكثير، مما يسمح للقوة الكهربائية نفسها بإحداث تسارع وحركة أوضح.
• ج) لأن المشط اكتسب شحنة مختلفة عند دلكه بالفلفل.
• د) لأن جزيئات الفلفل أكبر حجماً فتتأثر بالمجال الكهربائي بشكل أقوى.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن كتلة الفلفل أقل بكثير، مما يسمح للقوة الكهربائية نفسها بإحداث تسارع وحركة أوضح.

الشرح: 1. تنشأ قوة كهربائية جاذبة متقاربة لكلا المادتين من المشط. 2. الأجسام الأخف تتسارع أكثر لنفس القوة (F=ma). 3. الفلفل أخف من الملح، لذا تظهر استجابته (انجذابه) أقوى وأوضح.

تلميح: ركز على خصائص حبات الفلفل والملح التي قد تؤثر على استجابتهما للقوة الكهربائية.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: صعب