تجربة - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: صف ما يحدث لسرعتك وأنت تتحرك عبر المسار. ماذا تتوقع أن تكون سرعتك لو كان المسار أطول.

الإجابة: تزداد سرعتك تدريجيًا كلما تقدمت على المسار؛ لأنك تقطع مسافات أكبر في فترات زمنية متساوية. وإذا كان المسار أطول فستتوقع أن تستمر سرعتك بالازدياد وتصل إلى سرعة أكبر.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المفهوم | الوصف | |--------|-------| | **المعطيات** | 1. الحركة عبر مسار (مثل منحدر). <br> 2. المسافات المقطوعة في فترات زمنية متساوية تزداد. | | **المطلوب** | 1. وصف ما يحدث للسرعة أثناء الحركة. <br> 2. توقع السرعة لو كان المسار أطول. |
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** - **السرعة**: هي معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن ($v = \frac{\Delta d}{\Delta t}$). - **التسارع**: هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن ($a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$). - عندما تكون **المسافة المقطوعة في فترات زمنية متساوية تزداد**، فهذا يعني أن **السرعة تزداد** مع مرور الزمن، أي يوجد **تسارع موجب** في اتجاه الحركة.
3. **الخطوة 3: تحليل الحركة عبر المسار** 1. تخيل أنك تتحرك على منحدر أو مسار متسارع. 2. إذا قمت بقياس موقعك كل ثانية (فترات زمنية متساوية: $\Delta t$ ثابت)، ستجد: | الفترة الزمنية | المسافة المقطوعة خلالها | السرعة المتوسطة خلالها | |----------------|--------------------------|--------------------------| | من 0 إلى 1 ثانية | مسافة صغيرة ($d_1$) | سرعة صغيرة ($v_1$)| | من 1 إلى 2 ثانية | مسافة أكبر ($d_2$) | سرعة أكبر ($v_2$) | | من 2 إلى 3 ثانية | مسافة أكبر ($d_3$) | سرعة أكبر ($v_3$) | 3. بما أن $v = \frac{\Delta d}{\Delta t}$ و $\Delta t$ ثابت، فإن زيادة $\Delta d$ تعني **زيادة السرعة $v$**. 4. زيادة السرعة مع الزمن تعني أن الجسم **يتسارع**.
4. **الخطوة 4: توقع السرعة لو كان المسار أطول** > **ملاحظة**: هذا يعتمد على افتراض استمرار وجود نفس سبب التسارع (كاستمرار انحدار المسار). 1. إذا استمر المسار لمسافة أكبر، فهذا يعني أن الجسم سيواصل تسارعه لفترة زمنية أطول. 2. وفق قانون الحركة بتسارع ثابت: $v_f = v_i + a t$. 3. إذا زاد الزمن ($t$) بسبب زيادة طول المسار، وكان التسارع ($a$) موجباً ومستمراً، فإن **السرعة النهائية ($v_f$)** ستكون **أكبر** مما لو كان المسار قصيراً.
5. **الإجابة النهائية:** أثناء حركتك عبر المسار، **تزداد سرعتك بشكل تدريجي** لأنك تقطع مسافات متزايدة في فترات زمنية ثابتة، مما يدل على وجود تسارع. وإذا امتد المسار لطول أكبر (مع استمرار ظروف التسارع نفسها)، فسيكون لديك وقت أطول لاكتساب السرعة، مما يؤدي إلى **وصولك إلى سرعة نهائية أعلى**.

سؤال 2: أعد الخطوة ٢ أعلاه مبتدئًا من نقطة نهاية المسار. هل ما زلت تتسارع؟ فسر إجابتك.

الإجابة: نعم، ما زال هناك تسارع لكن تسارع سالب (تباطؤ)؛ لأنك ستحتاج أن تقلل سرعتك لتصل إلى العلامات التي تصبح المسافات بينها أصغر في نفس الزمن، فيكون التسارع عكس اتجاه الحركة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المفهوم | الوصف | |--------|-------| | **المعطيات** | 1. البدء من نقطة **نهاية المسار**. <br> 2. التحرك في الاتجاه المعاكس (نحو البداية). <br> 3. المسافات بين العلامات (أو النقاط) **تقل** كلما تقدمت. | | **المطلوب** | 1. تحديد إذا ما كان هناك تسارع أثناء الحركة من النهاية. <br> 2. تفسير السبب. |
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** - **التسارع**: هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن ($a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$). - **التسارع الموجب**: عندما تزداد السرعة مع الزن (اتجاه السرعة والتسارع واحد). - **التسارع السالب (التباطؤ)**: عندما تنقص السرعة مع الزمن (اتجاه السرعة معاكس لاتجاه التسارع). - العلاقة بين المسافة والسرعة: إذا كانت المسافات المقطوعة في فترات زمنية متساوية **تقل**، فإن **السرعة تنقص**.
3. **الخطوة 3: تحليل الحركة من نهاية المسار** 1. عند البدء من **نقطة النهاية** والتحرك نحو البداية، تخيل أنك تقيس موقعك كل ثانية. 2. في هذا الاتجاه المعاكس، سنجد أن **المسافة بين النقاط المرجعية (العلامات) تصغر** كلما تحركت (لأنك تتحرك من منطقة كانت فيها المسافات بين العلامات كبيرة إلى منطقة كانت فيها أصغر أصلاً). | الفترة الزمنية | المسافة المقطوعة خلالها | السرعة المتوسطة خلالها | |----------------|--------------------------|--------------------------| | من 0 إلى 1 ثانية | مسافة كبيرة نسبياً ($d_1$) | سرعة عالية ($v_1$)| | من 1 إلى 2 ثانية | مسافة أصغر ($d_2$) | سرعة أصغر ($v_2$) | | من 2 إلى 3 ثانية | مسافة أصغر ($d_3$) | سرعة أصغر ($v_3$) | 3. بما أن $v = \frac{\Delta d}{\Delta t}$ و $\Delta t$ ثابت، فإن نقصان $\Delta d$ يعني **نقصان السرعة $v$** مع مرور الزمن.
4. **الخطوة 4: تحديد نوع التسارع** 1. **التسارع** هو التغير في السرعة. 2. هنا، السرعة **تقل** مع الزمن. هذا يعني أن **التغير في السرعة ($\Delta v$)** يكون **سالباً**. 3. بالتالي، **التسارع ($a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$) يكون سالباً**. 4. **التسارع السالب** يُسمى أيضاً **تباطؤاً**. 5. > **تفسير الاتجاه**: إذا اعتبرنا اتجاه الحركة من النهاية إلى البداية هو الاتجاه الموجب للسرعة، فإن التسارع السالب يعني أن **قوة التأثير (مثل الاحتكاك أو الميل المعاكس) تؤثر في اتجاه معاكس لاتجاه حركتك**، مما يجعلها تباطؤاً.
5. **الإجابة النهائية:** نعم، **لا يزال هناك تسارع** عند الحركة من نهاية المسار، ولكن هذا التسارع هو **تسارع سالب (تباطؤ)**. وذلك لأن المسافات التي تقطعها في فترات زمنية متساوية تتناقص، مما يعني أن سرعتك تتناقص مع مرور الزمن. ويكون اتجاه هذا التسارع معاكساً لاتجاه حركتك، مما يؤدي إلى إبطائك حتى تتوقف.

ما هو التسارع الموجب؟

• أ) التسارع الذي يحدث عندما تتناقص سرعة الجسم، وتكون سرعته النهائية أقل من سرعته الابتدائية.
• ب) هو التسارع الذي يحدث عندما تظل سرعة الجسم ثابتة، ولا يحدث أي تغيير.
• ج) هو التسارع الذي يحدث عندما تزداد سرعة الجسم، وتكون سرعته النهائية أكبر من سرعته الابتدائية.
• د) هو التسارع الذي يكون فيه اتجاه الحركة معاكسًا لاتجاه القوة المؤثرة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: هو التسارع الذي يحدث عندما تزداد سرعة الجسم، وتكون سرعته النهائية أكبر من سرعته الابتدائية.

الشرح: 1. التسارع هو معدل تغير السرعة. 2. التسارع الموجب يعني أن السرعة تزداد بمرور الزمن. 3. عندما تزداد السرعة، تكون السرعة النهائية أكبر من السرعة الابتدائية. 4. هذا ينتج قيمة موجبة عند طرح السرعة الابتدائية من السرعة النهائية.

تلميح: فكر في العلاقة بين السرعة النهائية والابتدائية عندما يكون التسارع إيجابياً.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو التسارع السالب (التباطؤ)؟

• أ) هو التسارع الذي يحدث عندما تتزايد سرعة الجسم، وتكون سرعته النهائية أكبر من سرعته الابتدائية.
• ب) هو التسارع الذي يحدث عندما تظل سرعة الجسم ثابتة، ولا يحدث أي تغيير.
• ج) هو التسارع الذي يحدث عندما تتناقص سرعة الجسم، وتكون سرعته النهائية أقل من سرعته الابتدائية.
• د) هو التسارع الذي يكون فيه اتجاه القوة المؤثرة في نفس اتجاه الحركة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: هو التسارع الذي يحدث عندما تتناقص سرعة الجسم، وتكون سرعته النهائية أقل من سرعته الابتدائية.

الشرح: 1. التسارع هو معدل تغير السرعة. 2. التسارع السالب (التباطؤ) يعني أن السرعة تتناقص بمرور الزمن. 3. عندما تتناقص السرعة، تكون السرعة النهائية أقل من السرعة الابتدائية. 4. هذا ينتج قيمة سالبة عند طرح السرعة الابتدائية من السرعة النهائية.

تلميح: تذكر ماذا يحدث للسرعة عند التباطؤ، وكيف يؤثر ذلك على قيمة التسارع.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هي المعادلة المستخدمة لحساب التسارع؟

• أ) ت = (ع_نهائية + ع_ابتدائية) × ز
• ب) ت = (ع_نهائية - ع_ابتدائية) ÷ ز
• ج) ت = ز ÷ (ع_نهائية - ع_ابتدائية)
• د) ت = (ع_نهائية × ع_ابتدائية) ÷ ز

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ت = (ع_نهائية - ع_ابتدائية) ÷ ز

الشرح: 1. التسارع (ت) هو التغير في السرعة مقسومًا على الزمن المستغرق لهذا التغير. 2. التغير في السرعة يُحسب بطرح السرعة الابتدائية (ع_ابتدائية) من السرعة النهائية (ع_نهائية). 3. الزمن المستغرق هو (ز). 4. لذا المعادلة هي: ت = (ع_نهائية - ع_ابتدائية) ÷ ز.

تلميح: تذكر أن التسارع هو معدل تغير السرعة مع الزمن.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

إذا تحرك جسم في مسار بحيث تقل المسافات التي يقطعها في فترات زمنية متساوية، فما نوع التسارع الذي يحدث له؟

• أ) تسارع موجب (تزايد السرعة).
• ب) تسارع صفري (سرعة ثابتة).
• ج) تسارع سالب (تباطؤ).
• د) لا يمكن تحديد نوع التسارع بدون معرفة القوة المؤثرة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تسارع سالب (تباطؤ).

الشرح: 1. إذا كانت المسافات المقطوعة في فترات زمنية متساوية تقل، فهذا يعني أن سرعة الجسم تتناقص. 2. نقصان السرعة يعني أن هناك تغيراً سالباً في السرعة. 3. التسارع هو معدل تغير السرعة. 4. التسارع الناتج عن نقصان السرعة يسمى تسارعاً سالباً أو تباطؤاً.

تلميح: فكر في العلاقة بين المسافة المقطوعة والسرعة. عندما تقل المسافة في نفس الفترة الزمنية، ماذا يحدث للسرعة؟

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب