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

سؤال 1: قارن بين المفاهيم الآتية: السرعة، السرعة المتجهة، التسارع.

الإجابة: السرعة: قيمة (مقدار) السرعة المتجهة: قيمة (مقدار) واتجاه التسارع: قيمة (مقدار) واتجاه

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد المطلوب** | المفهوم | المطلوب | |--------|-------| | السرعة | تعريفها ومميزاتها | | السرعة المتجهة | تعريفها ومميزاتها | | التسارع | تعريفه ومميزاته |
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** مقارنة المفاهيم الفيزيائية بناءً على تعريف كل منها والكميات التي تصفها (المقدار والاتجاه).
3. **الخطوة 3: تحليل المفاهيم** يمكن توضيح الفروق في جدول مقارنة: | المفهوم | التعريف | هل له اتجاه؟ | الكمية الفيزيائية | |--------|--------|----------------|------------------| | **السرعة** | **معدل التغير في المسافة بالنسبة للزمن** | لا (كمية قياسية) | مقدار فقط (مثل 10 م/ث) | | **السرعة المتجهة** | **معدل التغير في الإزاحة بالنسبة للزمن** | نعم (كمية متجهة) | مقدار واتجاه (مثل 10 م/ث شمالاً) | | **التسارع** | **معدل التغير في السرعة المتجهة بالنسبة للزمن** | نعم (كمية متجهة) | مقدار واتجاه (مثل 2 م/ث² نحو الشرق) |
4. > **ملاحظة مهمة:** السرعة هي مقدار (قياس) السرعة المتجهة. لذا، عندما نذكر "سرعة" فقط، فإننا نقصد المقدار دون الاهتمام بالاتجاه.
5. **الخطوة 4: الاستنتاج النهائي** السرعة كمية قياسية تعبر عن **المقدار فقط**، بينما السرعة المتجهة والتسارع كمتجهات تعبر عن **مقدار واتجاه**.

سؤال 2: تتوقع حركة سيارة إذا تم تمثيل حركتها بمنحنى السرعة - الزمن فكان الخط البياني أفقياً، يليه خط مستقيم يميل نزولاً إلى نهاية المنحنى.

الإجابة: السرعة ثابتة ثم تتناقص

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحليل المنحنى (السرعة-الزمن)** | الجزء من المنحنى | شكل الخط | تفسير الحركة | |------------------|-----------|----------------| | الجزء الأول | خط أفقي | السرعة ثابتة مع الزمن | | الجزء الثاني | خط مستقيم مائل نزولاً | السرعة تتناقص مع الزمن |
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** يُستدل على طبيعة الحركة من شكل منحنى **(السرعة-الزمن)**: - **الخط الأفقي**: سرعة ثابتة → تسارع = صفر. - **الخط المائل للأعلى**: سرعة تزداد → تسارع موجب. - **الخط المائل للأسفل**: سرعة تتناقص → تسارع سالب.
3. **الخطوة 3: تفسير حركة السيارة خطوة بخطوة** 1. **في الفترة الأولى (الخط الأفقي):** تتحرك السيارة **بسرعة ثابتة**، أي أن تسارعها يساوي صفراً. 2. **في الفترة الثانية (الخط المائل نزولاً):** تبدأ سرعة السيارة في **التناقص بانتظام** مع مرور الزمن، مما يعني أنها تتحرك **بتسارع سالب** (يُسمى أحياناً "تباطؤ").
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** حركة السيارة تكون على مرحلتين: أولاً تتحرك **بسرعة منتظمة**، ثم بعد ذلك تبدأ في **التباطؤ (تتناقص سرعتها) بشكل منتظم** حتى تتوقف أو تصل لسرعة أقل.

سؤال 3: التفكير الناقد: إذا كانت دراجتك تتحرك في اتجاه أسفل منحدر واستخدمت مكابح الدراجة لإيقافها، ففي أي اتجاه يكون تسارعك؟

الإجابة: في اتجاه معاكس لحركة الدراجة

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | الوضع | التفصيل | |--------|--------| | **اتجاه الحركة** | أسفل المنحدر (لنفرض أنه اتجاه موجب) | | **الفعل** | استخدام المكابح (الفرامل) | | **المطلوب** | تحديد اتجاه **التسارع** |
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم (قانون نيوتن الثاني)** - **التسارع ($\vec{a}$)** هو معدل تغير السرعة المتجهة. - **اتجاه التسارع** هو نفس اتجاه **القوة المحصلة ($\vec{F}$)** المؤثرة على الجسم. - عند استخدام المكابح، تنشأ **قوة احتكاك** معاكسة لاتجاه الحركة.
3. **الخطوة 3: تحليل اتجاه القوة والتسارع** 1. تتحرك الدراجة **للأسفل** (اتجاه الحركة الأصلي). 2. عند الضغط على المكابح، تؤثر المكابح بقوة **أعلى المنحدر** (عكس اتجاه الحركة) لإبطائها. 3. وفقاً لقانون نيوتن الثاني ($\vec{F} = m \vec{a}$)، يكون **اتجاه التسارع في نفس اتجاه القوة المحصلة**. 4. إذن، اتجاه التسارع سيكون **أعلى المنحدر** (عكس اتجاه الحركة).
4. > **تنبيه:** عندما يكون اتجاه التسارع معاكساً لاتجاه الحركة، فإن السرعة **تتناقص**، ويسمى التسارع في هذه الحالة **تباطؤاً** أو **تسارعاً سالباً**.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** يكون تسارعك (وتسارع الدراجة) في **الاتجاه المعاكس لحركتك**، أي لأعلى المنحدر، مما يؤدي إلى إبطاء سرعتك حتى التوقف.

سؤال 4: احسب تسارع عداء تتزايد سرعته من صفر م/ث إلى ٣ م/ث خلال زمن مقداره ١٢ ثانية.

الإجابة: التسارع = ٠,٢٥ م/ث٢

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: استخراج المعطيات والمطلوب** | الكمية | الرمز | القيمة | الوحدة | |--------|-------|--------|--------| | السرعة الابتدائية | $v_i$ | 0 | م/ث | | السرعة النهائية | $v_f$ | 3 | م/ث | | الزمن | $t$ | 12 | ث | | التسارع | $a$ | ? | م/ث² |
2. **الخطوة 2: القانون المستخدم** معادلة التسارع عندما تتغير السرعة بانتظام: $$ a = \frac{\Delta v}{t} = \frac{v_f - v_i}{t} $$
3. **الخطوة 3: تعويض القيم في القانون** $$ a = \frac{3 \; \text{م/ث} - 0 \; \text{م/ث}}{12 \; \text{ث}} $$
4. **الخطوة 4: إجراء العملية الحسابية** $$ a = \frac{3}{12} = 0.25 \; \text{م/ث}^2 $$
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** يساوي تسارع العداء **٠٫٢٥ متر لكل ثانية مربعة**، مما يعني أن سرعته تزداد بمقدار ربع متر في الثانية في كل ثانية.

سؤال 5: احسب سرعة جسم يسقط من السكون بتسارع ٩,٨ م/ث٢ بعد ثانيتين من بدء حركته.

الإجابة: السرعة = ١٩,٦ م/ث

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: استخراج المعطيات والمطلوب** | الكمية | الرمز | القيمة | الوحدة | |--------|-------|--------|--------| | السرعة الابتدائية (السكون) | $v_i$ | 0 | م/ث | | التسارع (تسارع الجاذبية) | $g$ أو $a$ | 9.8 | م/ث² | | الزمن | $t$ | 2 | ث | | السرعة النهائية | $v_f$ | ? | م/ث |
2. **الخطوة 2: القانون المستخدم** معادلة الحركة بتسارع ثابت (بدون إزاحة): $$ v_f = v_i + a \, t $$
3. **الخطوة 3: تعويض القيم في القانون** $$ v_f = 0 \; \text{م/ث} + (9.8 \; \text{م/ث}^2) \times (2 \; \text{ث}) $$
4. **الخطوة 4: إجراء العملية الحسابية** $$ v_f = 9.8 \times 2 = 19.6 \; \text{م/ث} $$
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** تبلغ سرعة الجسم بعد ثانيتين من سقوطه من السكون **١٩٫٦ متراً في الثانية**، وتكون سرعته متجهة نحو الأسفل (اتجاه تسارع الجاذبية).

سؤال 6: استخدم الرسم البياني لتعبير سرعة عداء في أثناء السباق على النحو الآتي: صفر م/ث عند الزمن صفر ث؛ ٤ م/ث عند الزمن ٢ ث؛ ٧ م/ث عند الزمن ٤ ث؛ ١٠ م/ث عند الزمن ٦ ث؛ ١٢ م/ث عند الزمن ٨ ث؛ ١٠ م/ث عند الزمن ١٠ ث. ارسم منحنى السرعة - الزمن لحركة هذا العداء، في أي الفترات الزمنية كان تسارعه موجباً؟ وفي أي منها كان تسارعه سالباً؟ وهل هناك فترة يكون تسارعه فيها صفراً؟

الإجابة: الرسم: نقاط (0,0) ... (10,10) تسارع موجب: ٨-٠ ث (السرعة تزداد) تسارع سالب: ١٠-٨ ث (السرعة تتناقص) تسارع صفر: لا يوجد

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تنظيم المعطيات (نقاط المنحنى)** | الزمن (ث) | السرعة (م/ث) | |-----------|--------------| | 0 | 0 | | 2 | 4 | | 4 | 7 | | 6 | 10 | | 8 | 12 | | 10 | 10 |
2. **الخطوة 2: وصف المنحنى المطلوب رسمه** 1. يُرسم محور أفقي للزمن (ث) ومحور رأسي للسرعة (م/ث). 2. تُحدد النقاط السابقة في المستوى. 3. **من 0 إلى 8 ثوانٍ:** يتم توصيل النقاط بخطوط مستقيمة، وسيكون المنحنى **خطاً مائلاً تصاعدياً** (لكن ليس خطاً واحداً مستقيماً بالضرورة). 4. **من 8 إلى 10 ثوانٍ:** يتم توصيل النقطة (8،12) بالنقطة (10،10) بخط مستقيم **مائل تنازلياً**. > **ملاحظة:** يُطلب من الطالب رسم هذا المنحنى فعلياً على الورق.
3. **الخطوة 3: المبدأ المستخدم (تحديد التسارع من المنحنى)** - **ميل الخط** في منحنى **(السرعة-الزمن)** يمثل **التسارع**. - **ميل موجب** → تسارع موجب (سرعة تزداد). - **ميل سالب** → تسارع سالب (سرعة تتناقص). - **ميل = صفر** (خط أفقي) → تسارع = صفر (سرعة ثابتة).
4. **الخطوة 4: تحليل فترات الحركة لتحديد التسارع** | الفترة الزمنية (ث) | تغير السرعة | ميل الخط (التسارع) | نوع التسارع | |--------------------|--------------|---------------------|--------------| | **من 0 إلى 8** | تزداد من 0 إلى 12 م/ث | موجب | **تسارع موجب** | | **من 8 إلى 10** | تتناقص من 12 إلى 10 م/ث | سالب | **تسارع سالب** (تباطؤ) |
5. **الخطوة 5: التحقق من وجود تسارع صفري** بفحص المنحنى، لا توجد أي **فترة زمنية** يرسم خلالها الخط **أفقياً تماماً** (سرعة ثابتة). لذلك: - **لا توجد فترة** يكون فيها التسارع صفراً.
6. **الخطوة 6: الإجابة النهائية** - **التسارع موجب** خلال الفترة من **بداية السباق (0 ث) حتى الثانية الثامنة**. - **التسارع سالب** خلال الفترة من **الثانية الثامنة حتى نهاية السباق (10 ث)**. - **لا يوجد تسارع صفري** في أي فترة من فترات حركة العداء الموضحة.

ما هي المعادلة المستخدمة لحساب التسارع في خط مستقيم؟

• أ) $a = v_f \times t$
• ب) $a = \frac{v_f - v_i}{t}$
• ج) $a = \frac{t}{v_f - v_i}$
• د) $a = v_i + v_f \times t$

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: $a = \frac{v_f - v_i}{t}$

الشرح: التسارع ($a$) يُحسب بقسمة التغير في السرعة ($\Delta v = v_f - v_i$) على الزمن المستغرق ($t$) لحدوث هذا التغير، حيث $v_f$ هي السرعة النهائية و $v_i$ هي السرعة الابتدائية.

تلميح: فكر في التغير في السرعة والزمن اللازم لهذا التغير.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما تعريف التسارع في الفيزياء؟

• أ) المسافة المقطوعة في وحدة الزمن، وليس له اتجاه.
• ب) التغير في السرعة مقسوماً على الزمن، وله اتجاه.
• ج) الإزاحة المقطوعة في وحدة الزمن، وله اتجاه.
• د) القوة المؤثرة على الجسم مقسومة على كتلته.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: التغير في السرعة مقسوماً على الزمن، وله اتجاه.

الشرح: التسارع يقيس مدى سرعة تغير السرعة المتجهة لجسم ما مع مرور الزمن، ويشمل ذلك المقدار والاتجاه.

تلميح: فكر في العلاقة بين السرعة والزمن والتغير فيها.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

متى يحدث التسارع لجسم متحرك؟

• أ) عندما تزداد سرعة الجسم فقط.
• ب) عندما تتناقص سرعة الجسم فقط.
• ج) عندما تزداد سرعة الجسم أو تتناقص، أو يتغير اتجاه حركته.
• د) عندما يتحرك الجسم بسرعة ثابتة في خط مستقيم.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: عندما تزداد سرعة الجسم أو تتناقص، أو يتغير اتجاه حركته.

الشرح: التسارع لا يعني بالضرورة زيادة السرعة، بل يشمل أي تغير في السرعة المتجهة، سواء كان بزيادة المقدار، أو نقصانه، أو بتغير الاتجاه فقط حتى لو ظل المقدار ثابتاً (مثل الحركة الدائرية المنتظمة).

تلميح: لا يقتصر التسارع على زيادة السرعة فقط.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف تُفسر طبيعة التسارع من خلال منحنى السرعة-الزمن؟

• أ) الخط الأفقي يشير إلى تسارع موجب.
• ب) الخط الذي يميل صعوداً يشير إلى تسارع سالب.
• ج) الخط الذي يميل نزولاً يشير إلى سرعة ثابتة.
• د) خط يميل صعوداً: تسارع موجب، خط يميل نزولاً: تسارع سالب، خط أفقي: تسارع صفري.

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: خط يميل صعوداً: تسارع موجب، خط يميل نزولاً: تسارع سالب، خط أفقي: تسارع صفري.

الشرح: 1. الميل الموجب (صعوداً): زيادة السرعة مع الزمن (تسارع موجب). 2. الميل السالب (نزولاً): تناقص السرعة مع الزمن (تسارع سالب أو تباطؤ). 3. الميل الصفري (أفقي): السرعة ثابتة مع الزمن (تسارع صفري).

تلميح: تذكر ميل الخط يمثل ماذا في هذا المنحنى.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

قارن بين السرعة، السرعة المتجهة، والتسارع من حيث كونهما كمية قياسية أو متجهة.

• أ) السرعة كمية متجهة، والسرعة المتجهة كمية قياسية، والتسارع كمية متجهة.
• ب) السرعة كمية قياسية، والسرعة المتجهة كمية متجهة، والتسارع كمية متجهة.
• ج) السرعة والسرعة المتجهة كميتان قياسيتان، والتسارع كمية متجهة.
• د) السرعة والتسارع كميتان متجهتان، والسرعة المتجهة كمية قياسية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: السرعة كمية قياسية، والسرعة المتجهة كمية متجهة، والتسارع كمية متجهة.

الشرح: 1. السرعة: معدل تغير المسافة، كمية قياسية (مقدار فقط). 2. السرعة المتجهة: معدل تغير الإزاحة، كمية متجهة (مقدار واتجاه). 3. التسارع: معدل تغير السرعة المتجهة، كمية متجهة (مقدار واتجاه).

تلميح: تذكر الفرق بين الكميات التي تحتاج اتجاه والتي لا تحتاجه.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط