PHY-G7

الجمهورية العربية السورية
وزارة التربية
المركز الوطني لتطوير المناهج التربوية
الفيزياء والكيمياء
الصّ‏ ف السّ‏ ابع األساسي
- 2019 2020 م
1441 - 1440 ه

∞«dCÉJ
Ú°üàîŸG øe áÄa
طُبع ألول مرة في العام الدراسي:‏ ‎2018-2017‎م

المقدمة
نقدّم للمتعلّمين األعزّاء كتاب الفيزياء والكيمياء المبنيّ‏ وفق اإلطار العام للمنهاج الوطني
ووثيقة المعايير الوطنيّة المطوّرة،‏ والّتي تهدف إلى مواكبة التطوّرات الحاليّة،‏ وتقديم
منهاج قائم على البحث العلمي والتجريب يلبّي آمال المتعلّمين من جهةٍ‏ ، ومتطلباّت
سوق العمل والمجتمع المحلّي من جهةٍ‏ أخرى.‏
يشهد العالم ثورةً‏ معرفيّةً‏ يرافقها تسارعٌ‏ في إنتاج المعرفة وانتشارها وتطوّر التّقانات
المستخدمة إضافةً‏ إلى سرعة التغيّرات في مجاالت الحياة كلّها.‏
لذلك وجب ربط المنهاج بالحياة اليوميّة للمتعلّم وبيئته،‏ ومواكبة المستجدّات العلميّة
والتّقنيّة الّتي سيكون لها األثر الفعّال في تنمية شخصية المتعلّم من النّاحيتين الفكريّة
والجسديّة،‏ وهذا ما يسمح له بالتكامل مع متطلّبات الحياة المعاصرة،‏ والمساهمة في
التّنمية الوطنيّة المستدامة.‏
يخاطب المحتوى العلمي المتعلّم بوصفه محور العمليّة التّربويّة،‏ ويشجّعه على التّعلم
الذّاتي،‏ حيث صيغت موضوعات الكتاب بأسلوب علمي مبسّط وواضح لتناسب النّمو
العقلي والعمري للمتعلّم وتثير دافعيته.‏ كما يرتكز المحتوى على المعارف والمهارات
بعيداً‏ عن الحشو والتّكرار،‏ ويمكّن المتعلّم من مواجهة المشكالت الّتي يتعرّض لها في
حياته اليوميّة،‏ وإيجاد األساليب المناسبة لحلّها،‏ وكذلك يحفز المتعلّم على اكتساب
مهارات التَواصل والتّفكير والبحث واالستنتاج بدالً‏ من تلقّي المعلومات وحفظها
واستظهارها،‏ كما يؤكّد المحتوى على دور المعلّم بوصفه موجّهاً‏ للمناقشة،‏ وميسّراً‏
للعلم والعمل.‏
وكلُّنا أملٌ‏ وثقة أن يحقّق زمالؤنا المعلّمون ما نصبو إليه.‏
فريق التّأليف

الفهرس
الوحدة األولى:‏ الحركة والتحريك
8
الحركة والسكون 22
القوة والحركة 34
القوى على حامل واحد 46
العمل واالستطاعة 58
اآلالت البسيطة الوحدة الثانية:‏ الضغط ودافعة أرخميدس
الضغط 72
78
الضغط في السوائل 88
دافعة أرخميدس 99
مشروع وسائل النقل

الوحدة الثالثة:‏ المادّ‏ ة والحرارة
الحرارة 102
110
انتشار الحرارة 120
تمدّد األجسام بالحرارة الوحدة الرابعة:‏ المادة والطاقة
134
الذرّ‏ ة 142
العناصر والمركبات 152
األمواج الصوتية 165
مشروع الحافظة الحرارية للسائل

الوحدة األولى
نيوتن والبالون الهوائي في السيارة
عندما يسافر شخص في سيارته فإنّه يتحرك
بالسرعة ذاتها التي تتحرك بها السيارة مهما
بلغت سرعتها ويكون هذا الشخص في
حالة حركة مستمرة ما لم تؤثر فيه قوة
مثل حادث تتعرض له السيارة.‏
إنّ‏ الحادث يوقف حركة السيارة لكنه ال
يوقف الراكب بشكل فوري إذ يتحرك
الراكب نحو األمام ويرتطم بأجزاء السيارة
في حال عدم استخدام حزام األمان أو
عدم وجود بالون هوائي الذي يعمل على
تخفيف سرعة الراكب ويقلّل من القوة المؤثرة
فيه وهذا ما يحميه من التعرض للخطر.‏

الحركة والتحريك
1
- ‎1‎الحركة والسكون
- ‎2‎القوّة والحركة
- ‎3‎القوى على حامل واحد
- ‎4‎العمل واالستطاعة
- ‎5‎اآلالت البسيطة

1
الحركة والسكون‏
اهداف:‏
‏-يُميّز الجسم الساكن والمتحرك.‏
‏-يحدّد عالقة السرعة بمفهوم المسافة والزمن.‏
‏-يستنتج قانون السرعة.‏
‏-يحسب السرعة الوسطية لجسم سرعته متغيّرة.‏
الكلمات المفتاحية:‏
الحركة - الجسم المرجع - الجسم الساكن - الجسم المتحرك - المسار -
-
المسافة - السرعة الوسطية.‏
8

مفهوم الحركة
تعتبر الحركة بمفهومها الواسع السمة العامة لألجسام
ومكوناتها،‏ فما يخيّل لنا أنّه ساكنٌ‏ إنّما هو في
حركة دائمة ومستمرة،‏ سواء على اعتبار أنّها جزء من
مكوّنات األرض المتحركة أو مكونات تلك األجسام من
ذرّات أو جزيئات.‏ وهناك أشكال مختلفة فمنها الحركة
الدائرية،‏ والحركة المستقيمة التي تعتبر أبسط أنواع
الحركة.‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
سيارة لعب أطفال مزودة بجهاز تحكم،‏ أشكال هندسية مختلفة ‏)كرة،‏ أسطوانة،‏ مكعب(.‏
‏أُضعُ‏ 1 السيارة والكرة والمكعب واألسطوانة بجانب بعضها،‏
في مكان مناسب على أرضية غرفة الصف.‏
2 أحرّكُ‏ السيارة،‏ وأتحكّم بحركتها عن بُعد،‏ ماذا أالحظ؟
3 أدفعُ‏ الكرة،‏ ماذا أالحظ؟
أستنتج:‏
9
‏•الجسم الذي يتغيّر بُعده عن جسم آخر ساكن يسمى جسماً‏ متحركاً،‏ مثل السيارة والكرة.‏
‏•الجسم الذي ال يتغيّر بُعده عن جسم آخر ساكن يسمى جسماً‏ ساكناً،‏ مثل األسطوانة.‏
‏•الجسم الساكن الذي يُقارن تغيّر بُعد األجسام األخرى عنه يسمى جسماً‏ مرجعياً‏ ‏)جملة
مرجعية(،‏ مثل المكعب.‏

أالحظُ‏ وأستنتج:‏
A
C
B
1.
الشكل اآلتي يمثّل حافلة ركاب تتحرك على طريق أفقي مستقيم،‏ وشخص c واقف على الرصيف.‏
أكمل الجدول بكلمة ساكن أو متحرك:‏
الحافلة
الشخص C الشخص B الشخص A متحرك
بالنسبة للشاخصة المرورية
بالنسبة لسائق الحافلة متحرك
بالنسبة لرائد فضاء على سطح القمر
3.
4.
5.
.2 ماذا تمثّل الشاخصة المرورية؟
أصف حركة الشخص B بالنسبة للشخص A، وبالنسبة للشاخصة المرورية.‏
أصف حركة الشخص C بالنسبة للحافلة،‏ وبالنسبة للشاخصة المرورية.‏
أصف حركة الشاخصة المرورية بالنسبة لرائد الفضاء.‏
أستنتج:‏
‏•يمكن تحديد الحالة الحركية ‏)متحرك أو ساكن(‏ لجسم أول بالنسبة لجسم ثانٍ‏ يُسمى الجسم
المرجع،‏ بمقارنة موضع الجسم األول بموضع الجسم الثاني الذي نفترضه ثابتاً.‏
‏•الحركة والسكون مفهومان نسبيان،‏ فقد يكون الجسم متحرك بالنسبة لجسم ما،‏ وساكن بالنسبة
لجسم آخر.‏
10

مفهوم المسار
أالحظُ‏ وأجيبُ‏ :
‏•ما الشكل الذي يرسمه الدخان المنفوث من الطائرات؟
‏•ماذا تسمي النقاط ‏)المواضع(‏ التي يمرّ‏ بها جسم متحرك؟
أستنتج:‏
‏•مسار الجسم المتحرك:‏ مجموعة النقاط التي يمرّ‏ بها الجسم المتحرك خالل حركته.‏
أالحظُ‏ وأجيبُ‏ :
‏•حدّد شكل المسار في كلّ‏ من الصور السابقة.‏
‏•هل المسارات متماثلة في الصور السابقة؟ ماذا أستنتج؟
أستنتج:‏
11
‏•لكلّ‏ جسم متحرك مسار خاص به،‏ قد يكون منحني أو مستقيم أو دائري.‏
‏•طول المسار الذي يسلكه جسم معين خالل حركته،‏ وانتقاله من مكان آلخر،‏ يسمى المسافة
التي يقطعها المتحرك.‏

‏•أصف الحركة في كلّ‏ من الصور اآلتية وفق مسارها:‏
حركة
حركة
حركة
‏•أعطِ‏ أمثلة عن الحركات السابقة من حياتك اليومية،‏ وناقشها مع زمالئك ومدرسك.‏
العالقة بين المسافة التي يقطعها المتحرك والزمن:‏
أالحظ وأجيب
جسم يتحرك على طريق أفقي مستقيم.‏ مثّلت المواضع التي يقطعها خالل فواصل زمنية متساوية على
المحور وسُجلت النتائج في الجدول،‏ ثمّ‏ رُ‏ سم خط بياني يمثّل تغيّر المسافة بداللة الزمن.‏
المسافة ) ( dm الزمن () ts الخط البياني يمثّل تغيّر المسافة بداللة الزمن.‏
0.0 0
2.0 36
4.0 72
6.0 108
8.0 144
12

‏•ما مقدار المسافة بين كلّ‏ موضعين متتاليين؟
‏•ما مقدار الفواصل الزمنية بين كلّ‏ لحظتين متتاليتين؟
‏•ما مقدار المسافة المقطوعة خالل كلّ‏ ثانيتين؟ ماذا أستنتج؟
أستنتج:‏
‏•في الحركة المنتظمة:‏
‏-يقطع الجسم المتحرك مسافات متساوية خالل فواصل زمنية متساوية.‏
‏-يكون الخط البياني لتغيّر المسافة المقطوعة بداللة الزمن خطاً‏ مستقيماً.‏
أختبر نفسي:‏
أقرأ الخط البياني وأستنتج:‏
t = 4s
t = 0
d(m) 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
الموضع في اللحظة
الموضع في اللحظة
0 1 2 3 4 5 6
t(s)
13
‏•ماذا يمثّل الخط البياني؟ وما شكله؟
‏•ما مقدار المسافة التي يقطعها الجسم المتحرك في كلّ‏ ثانية؟
‏•ما مقدار الفاصل الزمني بين كلّ‏ لحظتين متتاليتين؟
‏•ماذا أستنتج؟

أالحظ وأستنتج
d(m)
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1 2 3 4 t(s)
‏•ماذا يمثّل الخط البياني؟ وما شكله؟
‏•ما مقدار المسافة التي يقطعها الجسم المتحرك في كلّ‏ ثانية؟
‏•ما مقدار الفاصل الزمني بين كلّ‏ لحظتين متتاليتين؟
‏•قارن بين مقدار المسافات التي يقطعها الجسم المتحرك في كلّ‏ ثانية؟
‏•ماذا أستنتج؟
أستنتج:‏
‏•الخط البياني يمثّل تغيّر المسافة المقطوعة d بداللة الزمن t وهو خط منحني.‏
‏•يقطع الجسم المتحرك مسافات غير متساوية خالل فواصل زمنية متساوية،‏ وتكون حركته
متسارعة أو متباطئة ‏)غير منتظمة(.‏
14

أالحظ وأستنتج
d(m)
5 m
0 1 2 3 4 5 6 7 t(s)
•
•
‏•ماذا يمثّل الخط البياني؟ وما شكله؟
ما مقدار المسافة بين الجسم والجسم المرجع في اللحظة = t
ما مقدار المسافة بين الجسم والجسم المرجع في اللحظة = t ؟
‏•هل يتغيّر مقدار المسافة بين الجسم والجسم المرجع؟
0 ؟
7s
* الخط البياني يمثّل تغيّر المسافة المقطوعة d بداللة الزمن ، t وهو مستقيم يوازي محور الزمن.‏
* بُعد الجسم عن الجسم المرجع يبقى ذاته بمرور الزمن،‏ ويكون الجسم ساكناً‏ بالنسبة للجسم
المرجع.‏
أستنتج:‏
‏•إذا لم تتغيّر المسافات المقطوعة بمرور الزمن فإن الجسم يكون ساكناً‏ بالنسبة للجسم المرجع،‏
ويكون الخط البياني مستقيم يوازي محور الزمن.‏
مفهوم السرعة
ما العالقة بين المسافة والزمن؟ وكيف تقاس سرعة جسم متحرك؟
تختلف المسافات التي تقطعها عدة أجسام متحركة خالل فترة زمنية محدّدة من جسم آلخر،‏
وللمقارنة بين هذه المسافات نلجأ إلى مفهوم السرعة.‏
تعريف:‏
السرعة الوسطية:‏ تعرّف السرعة الوسطية v avg بأنها قسمة المسافة المقطوعة على الزمن المستغرق
في قطع هذه المسافة.‏ ويُعبّر عنها رياضياً‏ بالعالقة:‏ = avg ، وتقدر بالجملة الدولية SI ب:‏
15
v
dm ( )
ts ()
. m.s -1

أألحظ وأستنتج
t = 4s
t = 0
d(m) 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
الموضع في اللحظة
الموضع في اللحظة
0 1 2 3 4 5 6
t(s)
يوضّح الرسم البياني مواضع جسم متحرك على مسار مستقيم في لحظات زمنية مختلفة.‏
‏•أكمل الجدول اآلتي من بيانات الرسم البياني:‏
الموضع x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1
الموضع ) ( xm 80 70 50 40 30
اللحظة () ts 6 5 3 1 0
‏•أكمل الجدول اآلتي مستعيناً‏ بالبيانات الواردة في الجدول السابق:‏
x 7 - x 1 x6- x2
x5- x2
x 4 - x 1 x x 1
المسافة المقطوعة - d 2
المسافة المقطوعة ) ( dm 60 40 30 10
الزمن الالزم لقطعها () ts 4 3 3 1
السرعة الوسطية = vavg 10 10
d
t
16

أستنتج:‏
‏•تكون حركة جسم منتظمة،‏ عندما يقطع مسافات متساوية خالل أزمنة متساوية،‏ أي عندما
تكون سرعته ثابتة.‏
‏•تكون حركة جسم مستقيمة منتظمة،‏ إذا كانت سرعته ثابتة،‏ ومسار حركته مستقيم.‏
‏•الخط البياني الممثّل للمسافة المقطوعة بداللة الزمن،‏ في الحركة المستقيمة المنتظمة يكون
خطاً‏ مستقيماً.‏
السرعة اللحظية:‏
تُعدّ‏ السرعة المتوسطة مفهوماً‏ مفيداً‏ إذا لم تكن مهتماً‏ بتفاصيل الحركة.‏
مثالً‏ عندما تسافر في رحلة من دمشق إلى حلب تقطع
مسافة 400 km خالل خمس ساعات،‏ فتكون سرعتك
المتوسطة - 1 ، 80 km.h حتى لو توقفت الحافلة لبعض
الوقت لسبب ما.‏
وإذا كانت حركة الحافلة تتسارع أو تتباطأ أحياناً،‏ فقد يكون
مفيداً‏ معرفة سرعتها عند لحظة معينة،‏ وليتجنّب السائق
تجاوز حدود السرعة القصوى المسموح بها في الطريق،‏
فإنّه يحتاج إلى معرفة مقدار السرعة عند لحظة معينة،-‏
أي سرعته اللحظية التي يبيّنها عدّاد سرعة الحافلة.‏
ملاحظة:‏
في الحركات المنتظمة السرعة اللحظية تساوي السرعة المتوسطة.‏
هل تعلم؟
17
20c C عند الدرجة 340 m.s - 1
سرعة انتشار الصوت في الهواء الجاف تبلغ
سرعة انتشار الضوء في الخالء تبلغ
3#
10 m.s
8 - 1

- 1 km.h 36 على طريق أفقية مستقيمة.‏ وتترك عجالت السيارة أثراً‏
يقود سائق سيارته بسرعة ثابتة
على الطريق.‏
المطلوب:‏
.1 ماذا تسمّى حركة السيارة ‏)طبيعة الحركة(؟
.2 ماذا يُسمّى أثر العجالت على الطريق؟
-
احسب سرعة السيارة مقدرة ب
احسب المسافة التي تقطعها السيارة خالل نصف ساعة.‏
. m.s 1
تطبيق محلول:‏
3.
4.
الحل:‏
.1 حركة مستقيمة منتظمة.‏
.2 مسار الحركة.‏
d
vavg =
t
36 km 36 1000 m
avg =
1h
=
1 # #
3600 s
= 10m.s
-
d = vavg # t
v
1
1
d = 10 #
2
# 3600 = 18000 m
3.
4.
طريقة ثانية:‏
d = vavg # t
d = 36 # 0.5 = 18km
أتفكّر
كيف يتم تحدّيد مراتب الفائزين في السباقات الرياضية؟
18

‏•يمكن تحديد الحالة الحركية ‏)متحرك أو ساكن(‏ لجسم أول بالنسبة لجسم ثانٍ‏ يُسمى الجسم
المرجع،‏ بمقارنة موضع الجسم األول بموضع الجسم الثاني الذي نفترضه ثابتاً.‏
‏•الحركة والسكون مفهومان نسبيان،‏ فقد يكون الجسم متحرك بالنسبة لجسم ما،‏ وساكن
بالنسبة لجسم آخر.‏
‏•عند تغيّر المرجع يمكن أن تتغيّر حالة حركة الجسم أو سكونه.‏
‏•مسار الجسم المتحرك هو مجموعة النقاط التي يمرّ‏ بها الجسم المتحرك في أثناء حركته.‏
‏•لكلّ‏ جسم متحرك مسار خاص فيه،‏ قد يكون منحني أو مستقيم أو دائري.‏
‏•طول المسار الذي يسلكه جسم معين خالل حركته،‏ وانتقاله من مكان آلخر،‏ يسمى المسافة
التي يقطعها المتحرك.‏
‏•تعرّف السرعة الوسطية v avg بأنها قسمة المسافة المقطوعة على الزمن المستغرق في قطع هذه
-
المسافة.‏ ويُعبّر عنها رياضياً‏ بالعالقة:‏ = avg ، وتقدر بالجملة الدولية SI ب:‏
‏•تكون حركة جسم منتظمة،‏ عندما يقطع مسافات متساوية خالل أزمنة متساوية،‏ أي أنّ‏ سرعته ثابتة.‏
‏•تكون حركة جسم مستقيمة منتظمة،‏ إذا كانت سرعته ثابتة،‏ ومسار حركته مستقيم.‏
‏•الخط البياني الممثّل للمسافة المقطوعة بداللة الزمن،‏ في الحركة المستقيمة المنتظمة،‏ يكون
خطاً‏ مستقيماً.‏
‏•السرعة اللحظية تساوي السرعة المتوسطة في الحركات المنتظمة.‏
. m.s 1
v
dm ( )
ts ()
تعلمتُ‏ :
أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
صل بخط بين العبارة في العمودِ‏ A والمصطلح العلمي المناسب في العمود B:
العمود B
السرعة الوسطية
المسافة
الزمن
العمود A
مجموعة النقاط التي يمرّ‏ بها الجسم المتحرك في أثناء حركته.‏
قسمة المسافة المقطوعة على الزمن المستغرق في قطع هذه المسافة.‏
طول المسار الذي يسلكه جسم معين خالل حركته،‏ وانتقاله من مكان آلخر.‏
19
المسار

1.
2.
3.
4.
5.
6.
السؤال الثاني:‏
ضع إشارة صح )✓( أمام العبارة الصحيحة،‏ وإشارة غلط )✗( أمام العبارة غير الصحيحة،‏ ثمّ‏ صحّحها:‏
الحركة والسكون مفهومان نسبيان يتعلّقان بالجسم المتحرك.‏
تكون حركة جسم غير منتظمة،‏ عندما يقطع مسافات متساوية خالل أزمنة متساوية.‏
يعدّ‏ الجسم ساكناً،‏ إذا تغيّر موضعه بالنسبة للجسم المرجع.‏
الخط البياني الممثّل للمسافة المقطوعة بداللة الزمن،‏ في الحركة المستقيمة المنتظمة خطاً‏
منحنياً.‏
تكون حركة جسم مستقيمة منتظمة،‏ إذا كانت سرعته متغيّرة،‏ ومسار حركته مستقيم.‏
تكون السرعة اللحظية مساوية للسرعة المتوسطة في الحركات المتسارعة.‏
السؤال الثالث:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 حركة المتزلج الممثّلة بالصورة اآلتية:‏
(d
(c
(b
متغيّرة a)
متباطئة
منتظمة
متسارعة
2.
يمكن اعتبار الجسم المرجع في الصورة اآلتية:‏
(c
(b
السيارة a)
الشجرة
الغيوم
d) سائق السيارة
20

(b
3.
(a
- 1 km.h 108، تكون سرعتها في الجملة الدولية مساوية:‏
سيارة سرعتها الوسطية
20 m.s - 1
(d
30 m.s - 1
(c
300 m.s - 1
(b
10 m.s - 1
4.
(a
- 1 m.s ، 20 فيقطع مسافة 500 m خالل زمن قدره:‏
يتحرك جسم بسرعة ثابتة
20 s
(d
10000 s
(c
25 s
520 s
السؤال الرابع:‏
حل المسائل اآلتية:‏
المسألة األولى:‏
1.
2.
يتحرك قارب بسرعة ثابتة،‏ فيقطع مسافة 18 km خالل نصف ساعة.‏
المطلوب حساب:‏
-
السرعة الوسطية للقارب مقدّرة ب
المسافة التي يقطعها القارب خالل . 20 s
المسألة الثانية:‏
. m.s - 1
، km.h 1 ثمّ‏ ب
1.
2.
. 9km.h - 1
يقود رجل دراجته الهوائية على طريق مستقيمة بسرعة وسطية
المطلوب حساب:‏
الزمن الالزم لقطع مسافة مقدارها 2700 m
المسافة التي يقطعها خالل زمن قدره . 25 min
المسألة الثالثة:‏
1.
ينطلق طفل بدراجته الهوائية من بداية طريق أفقي مستقيم طوله 900 m ليصل إلى نهاية الطريق.‏ ثمّ‏
يعود إلى نقطة انطالقه،‏ مستغرقاً‏ زمن قدره ربع ساعة.‏ المطلوب حساب:‏
المسافة التي قطعها الطفل في أثناء حركته السابقة.‏
.2 سرعته الوسطية.‏
21
نشاط:‏
أبحث في أهمية معرفة سرعة األجسام المتحركة في علم الميكانيك،‏
مستعيناً‏ بالشابكة وبمصادرك الخاصة.‏

2
القوة والحركة‏
اهداف:‏
‏-يشرح مفهوم القوة.‏
‏-يوضّ‏ ح العالقة بين القوة والحركة.‏
‏-يحدّد عناصر القوة ووحدة قياس شدتها.‏
‏-يحدّد بعض القوى واستخداماتها.‏
‏-يحدّد العالقة بين الكتلة والثقل.‏
الكلمات المفتاحية:‏
الحركة - عناصر القوة - النيوتن - الكتلة - الثقل
توصلنا سابقاً‏ إلى أنّ‏ األجسام تُصنف من حيث حالتها الحركية إلى أجسام متحركة أو أجسام
ساكنة.‏
ما سبب تغيّر الحالة الحركية للجسم من السكون إلى الحركة أو من الحركة إلى السكون؟
ما سبب تغيّر سرعة األجسام المتحركة أو اتجاه حركتها؟
مفهوم القوة:‏
أالحظ الصور،‏ ثمّ‏ أحاول اإلجابة عما يأتي:‏
22

‏•كيف يمكن تحريك الكرة؟
‏•كيف جذب المغناطيس المسامير؟
‏•كيف يمكن زيادة سرعة الدراجة؟
‏•كيف يمكن إيقاف الدراجة؟
‏•ما المفهوم الذي يربط بين الحاالت السابقة؟
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
نابض من الحديد،‏ مغناطيس
‏أُضعُ‏ 1 النابض على سطح طاولة أفقية.‏
‏•هل يتحرك النابض إذا لم تؤثر عليه بقوة؟
‏•أقرّب المغناطيس من النابض.‏
• هل يتحرك النابض؟
(٢)
(١)
2 أعلّق الربيعة إلى نقطة ثابتة،‏ ثمّ‏ أشدّ‏ خطّافها.‏
‏•هل تغيّر شكل نابض الربيعة؟
أستنتج:‏
‏•القوة:‏ هي كلّ‏ مؤثر قادر على تغييّر الحالة الحركية للجسم،‏ أو تغييّر شكله.‏
23

عناصر القوة:‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
A
أدوات التجربة:‏
سيارات ألعاب أطفال،‏ مجموعة خيوط،‏ سطح أفقي.‏
1 أعلّق الخيط بمقدمة السيارة في نقطة A، ثمّ‏ أشدّ‏ الخيط.‏
• ماذا يحدث؟
B
2 أعلّق خيطاً‏ آخر في النقطة B، ثمّ‏ أشدّ‏ الخيط.‏
• ماذا يحدث؟
أستنتج:‏
‏•ندعو النقطة التي أثّرت بها القوة في السيارة بنقطة تأثير القوة.‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
A
A
‏أربط 1 مقدمة السيارة في نقطة A بخيط،‏
ثمّ‏ أشدّ‏ الخيط بقوة كما في الشكل )1(.
‏أربط 2 مقدمة السيارة في نقطة A بخيط،‏
ثمّ‏ أشدّ‏ الخيط بقوة مماثلة للقوة األولى
كما في الشكل )2(.
‏•هل اختلف تأثير القوة على حركة السيارة
في كلّ‏ من الحالتين؟ ولماذا؟
أستنتج:‏
‏•إنّ‏ تأُثير القوة المطبقة على السيارة يتعلّق باستقامة الخيط المشدود الذي ‏ُطبقت وفقه القوة.‏
ويُسمى هذا المستقيم بحامل القوة.‏
24

A
B
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
1 أشدّ‏ الخيط من النقطة A فقط.‏
2 أشدّ‏ الخيط من النقطة B فقط.‏
‏•هل يتغيّر اتجاه الحركة؟
أستنتج:‏
‏•إن جهة حركة السيارة تتعلّق بجهة القوة.‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
A
A
‏أربط 1 مقدمة السيارة في نقطة A بخيط،‏
ثمّ‏ أشدّ‏ الخيط بقوة كما في الشكل )1(.
‏أربط 2 مقدمة السيارة في نقطة A بخيط
ثمّ‏ أشدّ‏ الخيط بقوة أكبر من القوة األولى
كما في الشكل )2(.
‏•هل اختلف تأثير القوة على الحركة في
كلّ‏ من الحالتين؟ ولماذا؟
أستنتج:‏
‏•إنّ‏ تأثير القوة يتعلّق بشدّتها.‏
25

تعلمتُ‏ :
1.
2.
3.
4.
‏•القوة مقدار متجه ‏)شعاعي(‏ لها أربعة عناصر:‏
نقطة التأثير:‏ هي النقطة التي تُطبق فيها القوة.‏
الحامل:‏ هو المستقيم الذي تؤثر وفقه القوة.‏
الجهة:‏ هي الجهة التي تؤثر وفقها القوة.‏
الشدّ‏ ة:‏ مقدار قابل للقياس يعبّر عن القيمة العددية للقوة.‏
‏•يُرمز لشدة القوة ب:‏ F وتقدّر في الجملة الدولية SI بوحدة N ‏)نيوتن(.‏
إسحاق نيوتن
)1642-1727(
تعريف:‏
1
النيوتن : N ‏قوة جذب األرض لجسم كتلته 9.8 kg يقع على خط عرض 45c وبمستوى سطح
البحر.‏ سمّيت وحدة نيوتن نسبة للعالم اإلنكليزي إسحاق نيوتن.‏
تمثيل القوة:‏
B عناصره:‏
1.
2.
3.
4.
تُمثّل القوة هندسياَ‏ بشعاع o
المبدأ:‏ نقطة تأثير القوة o
الحامل:‏ المستقيم xxl حامل القوة.‏
الجهة:‏ من o إلى B جهة القوة.‏
الطويلة:‏ تتناسب طرداً‏ مع شدّة القوة.‏
.( )
`x
o
B
x
26

تطبيق:‏
B
1.
2.
3.
مثّل بمقياس رسم مناسب ‏)اعتبر كلّ‏ 1cm يقابل 1N( القوى اآلتية المؤثرة في النقطة B:
قو ة أفقية متجهة نحو اليمين شدّتها . 4N
قوة شاقوليه متجهة نحو األعلى شدّتها . 3N
قوة شدّتها 5N تميل عن األفق نحو األعلى بزاوية . 30c
قوة الثقل w:
أجرّب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
ربائع،‏ أثقال مختلفة.‏
‏أعلّق 1 حلقة الربيعة بحامل أفقي.‏
0
1
2
3
4
‏أعلّق 2 جسماً‏ بخطاف الربيعة،‏ وأسجّل داللة مؤشّر الربيعة.‏
‏أكرّر 3 التجربة بتعلّيق أجسام مختلفة بكتلها،‏
وأسجّل داللة مؤشّر الربيعة في كلّ‏ مرة.‏
‏•ماذا أستنتج؟
أستنتج:‏
27
‏•يدلّ‏ مؤشّر الربيعة على شدّة ثقل الجسم،‏ والتي تختلف من جسم آلخر.‏

1.
2.
3.
4.
تعريف:‏
ثقل الجسم:هو القوة التي تجذب بها األرض األجسام إليها،‏ وتختلف من مكان آلخر.‏
‏)بإهمال قوة جذب الكواكب األخرى ودوران األرض(‏
تعلمتُ‏ :
‏•عناصر قوة الثقل w:
نقطة التأثير:‏ مركز ثقل الجسم . o
الحامل:‏ الشاقول المارّ‏ من نقطة التأثير.‏
الجهة:‏ نحو األسفل.‏ ‏)باتجاه سطح األرض(‏
الشدّ‏ ة:‏ تتناسب طرداً‏ مع كتلة الجسم،‏ وتُقدّر في الجملة الدولية SI بوحدة N.
‏•يُرمز للقوة ب F: وتقدّر في الجملة الدولية SI بوحدة ‏)نيوتن(‏ N.
مفهوم كتلة الجسم m
أجرّب وأستنتج:‏
‏جسمان 1 لهما الحجم ذاته.‏
األول من الحديد والثاني من البالستيك.‏
‏•أيّهما أسهل تحريكاً؟ ولماذا؟
‏•أيّهما أسهل تغيّراً‏ لجهة حركته؟ ولماذا؟
‏جسمان 2 من الخشب مختلفين بالحجم.‏
‏•أيّهما أسهل تحريكاً؟ ولماذا؟
‏•أيّهما أسهل تغيّراً‏ لجهة حركته؟ ولماذا؟
أستنتج:‏
• إنّ‏ مقدار ممانعة الجسم لتغيّر حالته الحركية،‏ يتوقف على كتلته،‏ فكلما كانت كتلة الجسم
أكبر كانت الممانعة أكبر.‏
28

تعريف:‏
تُعرّف الكتلة بأنّها عدد حقيقي موجب يعبّر عمّا يحويه الجسم من مادة.‏ يرمز لها m وتقدّر في
الجملة الدولية SI بوحدة الكيلو غرام ويرمز لها ب . kg
العالقة بين الكتلة والثقل
أجرّب وأستنتج:‏
1 أكمل الجدول اآلتي:‏
- 1 w
(N.kg ) m
الجسم الكتلة (kg)m الثقل (N) w 1
األول
الثاني
الثالث
w 1
= 2.5 m 1 = 0.25
w 2
= 5 m 2 = 0.5
w 3
= 10 m 3 = 1
2 أرسم الخط البياني الذي يمثّل تغيّر شدة الثقل مع تغيّر الكتلة
‏•ما شكل الخط البياني؟
‏•ماذا أستنتج؟
3 أمأل الفراغات اآلتية مستعيناً‏ بالجدول السابق:‏
w1
.....
..... w3
=
m
=
m
= const
3 3
أستنتج:‏
‏•إن النسبة في المكان ذاته هي مقدار ثابت يُسمى تسارع الجاذبية األرضية g ويقدّر في
الجملة الدولية SI بوحدة ( -1 .)N.kg
29

ملاحظة:‏
قيمة تسارع الجاذبية األرضية على سطح األرض تختلف من مكان إلى آخر،‏ ممّا يؤدي إلى
اختالف شدّة قوة الثقل،‏ مع بقاء الكتلة مقداراً‏ ثابتاً.‏
تطبيق:‏
1.
أحسب قيمة ثقل جسم كتلته 10 kg بإكمال الجدول اآلتي:‏
المنطقة تسارع الجاذبية ) -1 g(N.kg الثقل (N) w = mg
9.78
خط االستواء 9.83
القطب الشمالي 9.796
سوريا 2.
أقارن النتائج التي حصلت عليها،‏ ماذا أستنتج؟
30

1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
•
‏•القوة:‏ هي كلّ‏ مؤثّر قادر على تغيير الحالة الحركية للجسم أو تغيير شكله.‏
‏•للقوة أربعة عناصر:‏
نقطة التأثير:‏ هي النقطة التي تُطبق فيها القوة.‏
الحامل:‏ هو المستقيم الذي تؤثر وفقه القوة.‏
الجهة:‏ هي الجهة التي تؤثر وفقها القوة.‏
الشدّ‏ ة:‏ مقدار قابل للقياس يعبّر عن القيمة العددية للقوة،‏ رمزها ، F وحدتها في الجملة
الدولية N ‏)نيوتن(.‏
‏•ثقل الجسم ‏)وزنه(‏ : w هو القوة التي تجذب بها األرض األجسام إليها وتختلف من مكان آلخر.‏
‏•عناصر قوة الثقل
نقطة التأثير:‏ مركز ثقل الجسم.‏
الحامل:‏ الشاقول المار من نقطة التأثير.‏
الجهة:‏ نحو األسفل.‏
الشدّ‏ ة:‏ تتناسب طرداً‏ مع كتلة الجسم،‏ وتُقدّر في الجملة الدولية بوحدة N ‏)نيوتن(.‏
‏•كتلة الجسم:‏ تمثّل كميّة المادة التي تؤلف الجسم وهي مقدار ثابت ال يتغيّر من مكان إلى آخر
على سطح األرض ويرمز لها ب ، m وتقدّر في الجملة الدولية SI بوحدة الكيلو غرام . kg
‏•يُسمى المقدار الثابت بتسارع الجاذبية األرضية،‏ ونرمز له ب ، g ويقدّر في الجملة الدولية
. m.s - 2
بوحدة
تعطى شدّة ثقل الجسم بالعالقة:‏ =
w mg
تعلمتُ‏ :
أتفكّر
أفسّر تغيّر شدّة ثقل رائد فضاء يهبط على سطح القمر وبقاء كتلته ثابتة.‏
نشاط:‏
أبحثُ‏ في الشابكة كيف تغلّ‏ ب اإلنسان على قوة الجاذبية األرضية
واستطاع أن يغزو الفضاء الخارجي.‏ وأكتب موضوعاً‏ عن ذلك.‏
31

السؤال األول:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 لتمثيل القوة هندسياً‏ ‏)شعاعياً(‏ يجب تحديد:‏
a) حامل القوة فقط
c) جهة القوة فقط
(b
(a
نقطة تأثير القوة فقط
d) جميع عناصر القوة
.2 عند قذف جسم لألعلى فإنّه يصل إلى ارتفاع معين،‏ ثمّ‏ يعود إلى سطح األرض،‏ بسبب:‏
كتلة الجسم
(b
3.
ثقل الجسم
c) حجم الجسم
جسم كتلته ، 4kg وبفرض تسارع الجاذبية األرضية
تساوي:‏
d) طول الجسم
-
w فإنّ‏ شدّة قوة ثقله ، g = 10 m.s 2
4N
(d
0.4N
(c
40 N
(b
400 N
(a
أختبر نفسي:‏
(b
(d
.4 شدة قوة ثقل جسم تتناسب طرداً‏ مع:‏
a) طول الجسم
كتلة الجسم
لون الجسم
ارتفاع الجسم عن سطح البحر
(c
(d
(c
5.
(a
لقياس شدّة قوة الثقل،‏ نستخدم:‏
ميزان ذي كفتين b) شريط متري
ربيعة
ميزان حرارة
2.
3.
السؤال الثاني:‏
أعطِ‏ تفسيراً‏ علمياً‏ لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 عندما نُعلّق جسماً‏ ثقيالً‏ نسبياً‏ بحبل،‏ يصبح الحبل مشدوداً‏ شاقولياً.‏
تتساقط األمطار وثمار األشجار نحو سطح األرض.‏
تختلف شدّة ثقل الجسم من مكان إلى آخر على سطح األرض.‏
1.
2.
3.
السؤال الثالث:‏
مثّل بالرسم القوى اآلتية المؤثرة في نقطة B باستخدام مقياس رسم مناسب ‏)كل 1cm يقابل 10( N
قوة أفقية متجهة نحو اليمين وشدّتها . 40 N
قوة شاقوليه متجهة نحو األسفل شدّتها . 30 N
قوة شدّتها 50 N تميل عن األفق نحو األعلى بزاوية . 45c
32

t
w
-
. g = 10 m.s 2
1.
السؤال الرابع:‏
يمثّل الشكل المجاور كرة كتلتها 100 g معلّقة بحبل،‏
وتؤثّر فيها قوتين.‏ وباعتبار
المطلوب:‏
اكتب اسم كلّ‏ من القوتين المؤثرتين في الكرة.‏
.2 حدّد القوة التي تحاول تحريك الكرة نحو األرض،‏ ثمّ‏ اكتب
عناصرها.‏
.3 حدّد القوة التي تمنع سقوط الكرة نحو األرض،‏ ثمّ‏ اكتب
عناصرها.‏
السؤال الخامس:‏
حل المسألتين اآلتيتين:‏
المسألة األولى:‏
-
. w المطلوب حساب شدّة ثقله ، g = 10 N.kg 1
جسم كتلته ، m = 10 kg باعتبار أنّ‏
المسألة الثانية:‏
، 3000 باعتبار أنّ‏ تسارع الجاذبية األرضية
المطلوب حساب كتلة الجسم.‏
-
g = 10 N.kg 1
w = 3000 N جسم شدّة ثقله
33

اهداف:‏ القوى على حامل واحد‏ 3
‏-يوضّ‏ ح بالرسم القوى على حامل واحد.‏
‏-يحدّد عناصر محصّ‏ لة قوتين على حامل واحد وبجهة واحدة.‏
‏-يحدّد عناصر محصّ‏ لة قوتين على حامل واحد وبجهتين متعاكستين.‏
‏-يتعرّف تجريبياً‏ القوتين المتعاكستين مباشرة.‏
‏-يشرح بأسلوبه الخاص مبدأ الفعل وردّ‏ الفعل.‏
‏-يذكر بعض تطبيقات مبدأ الفعل وردّ‏ الفعل في الحياة.‏
الكلمات المفتاحية:‏
محصّ‏ لة القوى - قوة الفعل - قوة رد الفعل.‏
حينما أشاهد أجساماً‏ تتحرك،‏ هل يشترط وجود قوة معينة تؤثر فيها؟
فإذا أثّرت بقوةٍ‏ ما في كتابك الساكن على منضدة أفقية باتجاه اليمين،‏ فإنّه يتحرك إلى اليمين،‏
وإذا أثّرت فيه بقوة باتجاه اليسار،‏ فإنّه يتحرك إلى اليسار.‏ لكن إذا أثّرت فيه بكلتا القوتين،‏
فهل يتحرك؟ وإذا تحرك فبأي اتجاه؟
34

أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
إلجراء التجربة أحتاجُ‏ إلى:‏ حبل
ألعبُ‏ مع زميلي لعبة شد الحبل.‏
نؤثّر على الحبل بقوتين مختلفتين بالشدّة وعلى استقامة واحدة وبجهتين متعاكستين.‏
‏•ما حامل القوة التي أؤثّر بها على الحبل وما جهتها؟
‏•ما حامل القوة التي يؤثّر بها زميلي على الحبل وما جهتها؟
‏•ماذا يمثّل الحبل بالنسبة للقوتين السابقتين؟
أستنتج:‏
‏•القوى التي تؤثّر وفق مستقيم واحد تُسمى بالقوى على حامل واحد.‏
‏•الحبل في التجربة السابقة هو المستقيم الذي يمثّل حامل كلّ‏ من القوتين.‏
35
أألحظ وأستنتج‏
2.
وقفت سيارة بسبب عطل على طريق أفقية مستقيمة،‏ أخذ
السائق حبالً‏ وربطها من األمام،‏ وبدأ بشدّها،‏ فإذا علمت أنّ‏
سحب السيارة يحتاج إلى قوة شدّتها 1000 N
.1 هل يمكن لشخصين شدّة قوة كلّ‏ منهما 400 N أنّ‏
يسحبا السيارة؟ ولماذا برأيك؟
إذا أراد شخص ثالث المساعدة في سحب السيارة.‏
فكم يجب أن تكون شدّة قوته ليتحقّق ذلك؟
.3 هل يمكن االستعاضة عن قوى األشخاص الثالثة بقوة
سيارة واحدة؟ وكم يجب أن تكون أقل شدّة قوة لها ليتمّ‏ سحب السيارة األولى؟

محصّ‏ لة قوتين على حامل واحد وبجهة واحدة:‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
من حقيبة الميكانيك وربيعة،‏ علبة صنجات.‏
‏أعلّق 1 الربيعة بمحور أفقي على اللوح المعدني.‏
‏أعلّق 2 بالربيعة ثقالً‏ . w 1 وأسجّل داللة المؤشّر.‏
‏أعلّق 3 بالربيعة ثقالً‏ إضافياً‏ . w 2 وأسجّل داللة المؤشّر.‏
4 أعلّق بالربيعة ثقالً‏ . w = +w1 w2 وأسجّل داللة المؤشّر
‏•ماذا أستنتج؟
•
1.
‏•يمكن لقوة وحيدة أن تترك األثر ذاته الذي تتركه قوتين أو أكثر في الربيعة وتُسمى محصّ‏ لة القوى
,2 على حامل واحد وبجهة واحدة هي قوة وحيدة عناصرها:‏
إنّ‏ محصّ‏ لة قوتين 1
نقطة التأثير:‏ نقطة التأثير المشتركة للقوتين o
الحامل:‏ حامل القوتين.‏
الجهة:‏ بجهة القوتين.‏
الشدّ‏ ة:‏ مجموع شدّتي القوتين + =
.( )
. F F1 F2
( F F)
2.
3.
4.
أستنتج:‏
36

تطبيق محلول:‏
F 2 = 30 N ، 20 N تؤثّران في
قوتان F 2 ، F 1 على حامل واحد وبجهة واحدة،‏ شدّتاهما = 1 F
النقطة ) o .(
المطلوب:‏
أحدّد بالكتابة والرسم ‏)بمقياس مناسب(‏ عناصر محصّ‏ لة هاتين القوتين،‏ وأحسب شدّتها.‏
o
F 1
F 2
F
الحلّ:‏
مقياس الرسم:‏ كلّ‏ 1cm يمثّل 10 N
‏•نمثّل القوة F 1 بشعاع طويلته . 2cm
‏•نمثّل القوة F 2 بشعاع طويلته . 3cm
‏•نمثّل محصّ‏ لة القوتين F بشعاع طويلته .5cm
عناصر المحصّ‏ لة:‏
نقطة التأثير:‏ نقطة التأثير المشتركة للقوتين o
الحامل:‏ حامل القوتين.‏
الجهة:‏ بجهة القوتين.‏
.( )
F F1 F2
1.
2.
3.
4.
الشدّ‏ ة:‏ مجموع شدّتي القوتين + =
F = 20 + 30 = 50 N
37

محصّ‏ لة قوتين على حامل واحد وبجهتين متعاكستين:‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
من حقيبة الميكانيك ربائع،‏ خيوط من علبة الملحقات.‏
1 نأخذ أنا وزميلي ربيعتين مدرجتين بالنيوتن،‏ ونعلّق خطافيهما بحلقة كما في الشكل.‏
,،2 وأشدّ‏ الربيعة الثانية بقوة , وفق الحامل ذاته باتجاهين
‏أدع 2 زميلي يشدّ‏ الربيعة األولى بقوة 1
متعاكسين.‏
( F2 F1)
( F F)
F 1 F 2
•
•
‏إلى 3 أي جهة تتحرك الحلقة في كلّ‏ من الحالتين اآلتيتين:‏
إذا كانت 2
إذا كانت 1
. F1 F2
. F1 F2
•
1.
,2 على حامل واحد وبجهتين متعاكستين هي قوة وحيدة عناصرها:‏
محصّ‏ لة قوتين 1
o
F 1
( F F)
2.
3.
4.
أستنتج:‏
F 1
نقطة التأثير:‏ نقطة التأثير المشتركة للقوتين.‏ F
الحامل:‏ حامل القوتين.‏
الجهة:‏ بجهة القوة األكبر.‏
=
- الشدّ‏ ة:‏ حاصل طرح شدّتي القوتين . F1 F2
F F F إذا كانت 2
1 2
38

تطبيق محلول:‏
, على حامل واحد وبجهتين متعاكستين،‏ شدّتاهما = 1 F
F 2 = 30 N ، 20 N تؤثّران
( F F)
قوتان 2 1
.( )
في نقطة O
1.
2.
المطلوب:‏
أحدّد بالكتابة عناصر محصّ‏ لة هاتين القوتين وأحسب شدّتها.‏
أمثّل القوتين ومحصّ‏ لتهما بمقياس رسم مناسب.‏
الحل:‏
نقطة التأثير:‏ نقطة التأثير المشتركة للقوتين.‏
الحامل:‏ حامل القوتين.‏
الجهة:‏ بجهة القوة األكبر . F 2
الشدّ‏ ة:‏ حاصل طرح شدّتي القوتين.‏
F = F2-F1
F = 30 - 20
F = 10 N
•
القوتان المتعاكستان مباشرة:‏
. F1 F2
أكرّر التجربة السابقة ولتكن =
‏•هل تتحرّك الحلقة؟
‏•أفسّر ذلك.‏
‏•القوتان المتعاكستان مباشرة:‏ ‏قوتان منطبقتان حامالً،‏ متعاكستان جهةً،‏ متساويتان شدةً،‏ لهما نقطة
تأثير مشتركة.‏
o
F 2
أستنتج:‏
F 1
39

مبدأ الفعل وردّ‏ الفعل:‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
حقيبة مغناطيسية،‏ بالون.‏
‏أضع 1 مغناطيسين متماثلين على سطح خشبي أفقي أملس.‏
‏أقرّب 2 القطب الشمالي للمغناطيس األول من القطب
الجنوبي للمغناطيس الثاني.‏
‏•ماذا يحدث؟
‏أقرّب 3 القطب الشمالي للمغناطيس األول من القطب
الشمالي للمغناطيس الثاني.‏
‏•ماذا يحدث؟
4 أنفخ بالوناً‏ وأتركه مباشرةً‏ في الهواء
‏•ماذا أالحظ؟
أستنتج:‏
‏•مبدأ الفعل وردّ‏ الفعل:‏ لكلّ‏ فعل ردّ‏ فعل ينطبق عليه حامالً‏ ويعاكسه جهة ويساويه شدّةً.‏
40

في لعبة شدّ‏ الحبل بين فريقين كانت شدّة قوة كلّ‏ العب من الفريقين،‏ كما هو مبيّن في الجدول
اآلتي:‏
الفريق الثاني
الفريق األول
حسام 360 N
يوسف 230 N هاني 340 N
خالد 350 N عزّ‏ ام 220 N
1.
المطلوب:‏
حساب شدّة محصّ‏ لة قوى كلّ‏ فريق.‏
.2 حساب شدّة محصّ‏ لة قوتي الفريقين.‏ مبيّناً‏ من هو الفريق الفائز؟
الحل:‏
‏•شدّة محصّ‏ لة قوى الفريق األول:‏
Fl
= F + F + F
1 2 3
F l = 230 + 350 + 220
F l = 800 N
‏•شدّة محصّ‏ لة قوى الفريق الثاني:‏
Fm
= F + F
4 5
F m = 360 + 340
F m = 700 N
•
تطبيق محلول:‏
Fl
F
بما أنّ‏ القوتين ) m , ( على حامل واحد وبجهتين متعاكستين فشدّة محصّ‏ لتهما:‏
F = Fl
-Fm
F = 800 - 700
F = 100 N
يتحرك الحبل بجهة الفريق األول،‏ لذلك هو الفريق الفائز.‏
41
أتفكّر
إذا كانت قوى الفعل وردّ‏ الفعل على شكل أزواج،‏ فلماذا ال يلغي تأثير أحدهما اآلخر؟

. F1 F2
، F F F إذا كانت 2
. F F1 F2
1 2
( F F)
( F F)
تعلمتُ‏ :
•
1.
2.
3.
4.
•
1.
2.
3.
4.
‏•القوى على حامل واحد:‏ هي القوى التي تؤثّر وفق مستقيم واحد.‏
‏•محصّ‏ لة القوى:‏ هي قوة وحيدة تُحدث في الجسم األثر نفسه الذي تحدثه القوى مجتمعة.‏
,2 على حامل واحد وبجهة واحدة هي قوة وحيدة F عناصرها:‏
محصّ‏ لة قوتين 1
نقطة التأثير:‏ نقطة التأثير المشتركة للقوتين.‏
الحامل:‏ حامل القوتين.‏
الجهة:‏ بجهة القوتين.‏
الشدّ‏ ة:‏ مجموع شدّتي القوتين + =
,2 على حامل واحد وبجهتين متعاكستين هي قوة وحيدة F عناصرها:‏
محصّ‏ لة قوتين 1
نقطة التأثير:‏ نقطة التأثير المشتركة للقوتين
الحامل:‏ حامل القوتين.‏
الجهة:‏ بجهة القوة األكبر.‏
الشدّ‏ ة:‏ حاصل طرح شدّتي القوتين.‏ - =
‏•القوتان المتعاكستان مباشرة:‏ هما قوتان منطبقتان حامالً،‏ متساويتان شدّةً،‏ متعاكستان جهةً،‏ لهما
نقطة تأثير مشتركة.‏
‏•مبدأ الفعل وردّ‏ الفعل:‏ لكلّ‏ فعل ردّ‏ فعل ينطبق عليه حامالً‏ ويعاكسه جهة ويساويه شدّةً‏
. F =-Fl
1.
السؤال األول:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
تؤثّر في النقطة O
تُعطى بالعالقة:‏
(c
, على حامل واحد وبجهة واحدة،‏ فإنّ‏ شدّة محصّ‏ لتهما
F = F + F
2 2
1 2
(d
F =
F F 1
2
( F F)
) ( قوتان 2 1
F = F1+
F2
2 F حيث ( F , F)
1 2
(b
) ( قوتان 2 1
F = F1-F2
2.
(a
(a
أختبر نفسي:‏
تؤثّر في النقطة O
فإنّ‏ شدّة محصّ‏ لتهما تُعطى بالعالقة:‏
(c
F = F2-F1
(b
F = F1-F2
F على حامل واحد وبجهتين متعاكستين،‏
F =
F F 1
2
(d
F = F1+
F2
42

3.
الثاني F 2 = 750 N
في لعبة شدّ‏ الحبل بين فريقين كانت شدّة قوة الفريق األول = 1 ، F وشدّة قوة الفريق
، فإنّ‏ شدّة محصّ‏ لة قوتي الفريقين تساوي:‏
850 N
F = 100 N
(a
(c
وبجهة الفريق األول.‏
وبجهة الفريق الثاني
F = 50 N
F = 50 N
(b
(d
F = 100 N
4.
وبجهة الفريق األول.‏
وبجهة الفريق الثاني.‏
، وشدّة
920 N
(b
في لعبة شدّ‏ الحبل بين فريقين،‏ إذا كانت شدّة قوة الفريق األول = 1 F
، فإنّ‏ شدّة قوة الفريق الثاني F 2 تساوي:‏
36800 N
(d
23 N
(c
960 N
المحصّ‏ لة F = 40 N
880 N
5.
(a
تؤثّر في النقطة O
, ، على حامل واحد وبجهة واحدة،‏ إذا كانت شدّة القوة
، فتكون شدّة القوة الثانية مساوية:‏
2N
(d
3200 N
( F F)
) ( قوتان 2 1
F = 80 N و شدّة المحصّ‏ لة ، F 40 N
(c
120 N
F1 = F2
= 30 N شدّة كلّ‏ منهما ،( F , F)
(b
األولى = 1
40 N
6.
(a
(a
قوتان متعاكستان مباشرة 2 1
تساوي:‏
30 N
(c
0N
(b
60 N
، فإن شدّة محصّ‏ لتهما
15 N
(d
(b
(d
(b
7.
(a
القوتان المتعاكستان مباشرة هما قوتان:‏
متوازيتان حامالً‏ ومتعاكستان جهةً‏ ومختلفتان
شدّةً‏
منطبقتان حامالً‏ و متفقتان جهةً‏ ومختلفتان
شدّةً‏
منطبقتان حامالً‏ و متفقتان جهةً‏ ومتساويتان
شدّةً.‏
منطبقتان حامالً‏ و متعاكستان جهةً‏
ومتساويتان شدّةً.‏
8.
(c
(a
(c
لكلّ‏ فعل ردّ‏ فعل:‏
يساويه بالقيمة ويماثله باالتجاه.‏
يوازيه بالحامل ويماثله باالتجاه
يساويه بالقيمة و يعاكسه باالتجاه.‏
d) ال يساويه بالقيمة ويعاكسه باالتجاه.‏
43

السؤال الثاني:‏
حدّ‏ د كالً‏ من قوة الفعل وقوة رد الفعل في كلّ‏ من الصور اآلتية:‏
السؤال الثالث:‏
الحظ الرسم أدناه،‏ ثمّ‏ أجب عن السؤال اآلتي:‏
في الرسم،‏ توجد قوة مفقودة،‏ وضّح هذه القوة على الرسم.‏
السؤال الرابع:‏
حل المسألتين اآلتيتين:‏
المسألة األولى:‏
تؤثّر في النقطة ) O ( قوتان شدّتاهما F 2 = 30 N ، F 1 = 15 N
المطلوب:‏
2.
3.
.1 حدّد عناصر محصّ‏ لة القوتين . F
ما قيمة شدّة القوة Fl التي إذا أثّرت في O
مثّل بالرسم كالً‏ من القوى l
) ( بقيت متوازنة؟
بمقياس رسم مناسب.‏
, , , ( F F F2 F1)
على حامل واحد وبجهة واحدة.‏
44

المسألة الثانية:‏
تؤثّر في النقطة ) O ( قوتان شدّتاهما F 2 = 75 N ، F 1 = 25 N
متعاكستين.‏
1.
2.
3.
4.
، على حامل واحد وبجهتين
المطلوب:‏
حدّد عناصر محصلة القوتين . F
ما قيمة شدّة القوة Fl التي إذا أثّرت في O
مثّل بالرسم كالً‏ من القوى l
إذا كانت شدّة القوة الثانية = 2 ، F فما شدّة محصّ‏ لة القوتين عندئذٍ؟
) ( بقيت متوازنة؟
بمقياس رسم مناسب.‏
, , , ( F F F2 F1)
25 N
نشاط:‏
تؤثّ‏ ر على المظلي قوة ثقله لألسفل وقوة مقاومة الهواء على المظلة
لألعلى.‏ أكتب موضوعاً‏ مستعيناً‏ بالشابكة تصف فيه كيف يتحكّم
المظلي في حركته؟ وماذا يحدث لو زادت مقاومة الهواء؟
45

4
العمل واالستطاعة‏
اهداف:‏
‏-يشرح مفهوم العمل.‏
‏-يربط بين العمل والقوة واالنتقال.‏
‏-يستنتج وحدة العمل.‏
‏-يميّز بين العمل الموجب،‏ والعمل السالب.‏
‏-يتعرّف االستطاعة.‏
الكلمات المفتاحية:‏
العمل الموجب - الجول - العمل السالب - الواط - اآللة البسيطة - الرافعة --
المستوي المائل - الفائدة اآللية
ال قيمة للحياة بدون العمل،‏ عبارة نسمعها كثيراً.‏ فما معناها الفيزيائي؟
مفهوم العمل:‏
انظر إلى الصورة اآلتية،‏ ثمّ‏ أجب:‏
‏•ماذا يفعل الرجل بسيارته التي تعطلّت فجأة؟
‏•هل تحركت السيارة بالرغم من شدّة القوة التي بذلها الرجل؟
‏•هل بذل الرجل مجهوداً؟
‏•هل يمكنك القول بأنّ‏ الرجل أنجز عمالً؟
النتيجة:‏ بذل الجهد ال يعني بالضرورة إنجاز عمل.‏
46

أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
d
F
d
F
أدوات التجربة:‏
صندوق،‏ مجموعة كتب،‏ دفاتر‏
‏أضع 1 مجموعة من الكتب والدفاتر في الصندوق.‏
‏أرفع 2 الصندوق عن سطح األرض شاقولياً‏ نحو األعلى.‏
‏•ما جهة القوة المؤثرة في الصندوق؟
‏•ما جهة حركة الصندوق؟
‏•هل جهة حركة الصندوق بجهة القوة ؟
‏•هل انتقلت نقطة تأثير القوة على حاملها؟
‏•بالرغم من المجهود العضلي الذي بذلته،‏
هل أنجزت القوة عمالً؟
‏أنقل 3 الصندوق أفقياّ‏ نحو األمام:‏
‏•ما جهة القوة المؤثرة في الصندوق؟
‏•ما جهة حركة الصندوق؟
‏•هل جهة حركة الصندوق بجهة القوة ؟
‏•هل انتقلت نقطة تأثير القوة على حاملها؟
‏•بالرغم من المجهود العضلي الذي بذلته،‏
هل أنجزت القوة عمالً؟
أستنتج:‏
‏•تنجز القوة عمالً‏ عندما تنتقل نقطة تأثيرها على حاملها وبجهتها لمسافة ما.‏
47

العوامل التي يتوقّ‏ ف عليها عمل القوة:‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
‏أرفع 1 كتاباً‏ واحداً‏ من األرض إلى مستوى خصرك.‏
‏أرفع 2 خمسة كتب من األرض إلى مستوى خصرك.‏
‏•أيّ‏ األعمال المنجزة أكبر؟ في الحالة األولى أم في الحالة الثانية؟
‏أرفع 3 كتاباً‏ واحداً‏ من األرض إلى مستوى خصرك.‏
‏أرفع 4 كتاباً‏ واحداً‏ من األرض إلى مستوى رأسك.‏
‏•أيّ‏ األعمال المنجزة أكبر؟ في الحالة األولى أم في الحالة الثانية ؟
2.
•
أستنتج:‏
‏•العمل يتناسب طرداً‏ مع:‏
.1 شدّة القوة F وتقدّر بالنيوتن N
االنتقال d وتُقدّر بالمتر m
إذا كان للقوة واالنتقال الحامل ذاته فإنّ‏ قانون العمل يُعطى بالعالقة:‏ =
‏•وحدة قياس العمل في الجملة الدولية SI هي الجول ويُرمز له ب ، J ويكافئ:‏ نيوتن × متر
W
Fd
.1J = 1N#
1m
تعريف:‏
الجول:هو عمل قوة مقدارها نيوتن واحد عندما تنتقل نقطة تأثيرها على حاملها وبجهتها مسافة
متر واحد.‏
48

إثراء:‏
جميس بريسكوت جول‏
الفيزيائي اإلنكليزي جيمس بريسكوت )1889-1818(
جول اشتهر بتجاربه في الحرارة.‏ لقد اكتشف بأنّ‏ أشكال
الطاقة المختلفة من ميكانيكية وكهربائية وحرارية جميعها
في األساس واحدة ويمكن تبديل شكل ما من هذه الطاقة
إلى شكل آخر.‏ إنّ‏ ما اكتشفه جول كان مهماً‏ جداً‏ لذا فقد
نسبت إليه وحدة العمل أو الطاقة ‏)الجول(.‏ لم يكن لجول
أيّ‏ تدريبات أكاديمية أو وظيفة أكاديمية.‏ ومهما يكن فلقد
عمل جول مع بعض العلماء الرواد في ذلك الوقت منهم
الكيميائي اإلنكليزي جون دالتون )1844-1766( والفيزيائي
االسكتلندي لورد كلفن )1907-1824(
1.
العمل مقدار جبري،‏ ما معنى ذلك؟
يكون العمل موجباً‏ إذا كان اتجاه القوة يوافق اتجاه االنتقال.‏
x
اتجاه الانتقال
اتجاه القوة
نقطة تأثري القوة
2.
يكون العمل سالباً‏ إذا كان اتجاه القوة يعاكس اتجاه االنتقال.‏
x
اتجاه الانتقال
نقطة تأثري القوة
اتجاه القوة
3.
يكون العمل معدوماً‏ إذا كان حامل القوة عمودياً‏ على االنتقال.‏
اتجاه القوة
49
x
اتجاه الانتقال
نقطة تأثري القوة

مثال توضيحي:‏
اتجاه االنتقال
W F1 = F( 1 Fd
2,
عمل القوة ) F1 :
(: F2,
F1)
عمل القوة:‏ = 0 W W
عمل القوة:‏ = 0 R W
عمل القوة
تطبيق محلول:)‏‎1‎‏(‏ :
نؤثّر بقوة شدّتها F = 5N على جسم فتنقله على حاملها وبجهتها مسافة . d = 6m
المطلوب:‏
حساب العمل الذي تبذله القوة على الجسم.‏
المجاهيل
W = ?
المعطيات
F = 5N
d = 6m
الحل:‏
W = Fd
W = 5# 6 = 30 J
50

تطبيق محلول:‏ )2( :
ينقل عامل كيساً‏ من الرمل مسافة أفقية d = 20 m فيبذل عمالً‏ W = 1400 J
المطلوب:‏
حساب شدة القوة التي يؤثر بها هذا العامل.‏
المجاهيل
F = ?
المعطيات
W = 1400 J
d = 20 m
W
F =
d
=
الحل:‏
d = 20 m
W = Fd
1400
20
= 70 N
أختبر نفسي:‏
تزن هرّة ، 30 N فإذا قفزت هذه الهرّة إلى أعلى سور ارتفاعه 1.5m.
أحسب العمل الذي بذلته.‏
51

االستطاعة
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
‏إذا 1 أردنا أنا وصديقي أن ننقل العدد نفسه من الصناديق باستخدام القوة نفسها وآلة الجرّ‏ ذاتها.‏
‏•فهل ننجز مقدار العمل نفسه؟
2 إذا أنهيت العمل قبل صديقي بخمس دقائق
‏•فمن استطاعته على القيام بهذا العمل أكبر؟
3 ماذا أسمي معدّل إنجاز العمل خالل وحدة الزمن؟
•
أستنتج:‏
‏•االستطاعة هي مقدار العمل المنجز خالل وحدة الزمن،‏ ونرمز لها بالرمز ، P وتقدّر في الجملة
الدولية SI بوحدة الواط W.
نعبّر عن االستطاعة بالعالقة الرياضية:‏ =
P(Watt)
W(J)
t(s)
تعريف:‏
الواط:‏ هو استطاعة عامل أو آلة تستطيع أن تنجز عمالً‏ مقداره جوالً‏ واحداً‏ خالل ثانية واحدة.‏
‏•هناك وحدة أخرى تقاس االستطاعة بها وتسمى:‏ الحصان البخاري.‏ (HP)
‏•العالقة بين الحصان البخاري والواط 1 HP = 750 W
52

إثراء:‏
جميس واط
طوّر المخترع األسكوتلندي جيمس واط )1736-1819(
تصميم المحرك البخاري القديم مؤكداً‏ إمكانية استعماله في
المجال الصناعي،‏ ولقد أدخل تحسينات على المحرك البخاري
المصمم من قبل المهندس اإلنكليزي توماس بيركن
)1739-1663( وجعله أكثر فعالية.‏
إنّ‏ عمل واط هذا ساعد على حدوث الثورة الصناعية في
بريطانيا.‏
إنّ‏ محركات واط البخارية الجديدة أمنت تقريباً‏ القوة
الالزمة للمصانع البريطانية خالل القرن التاسع عشر.‏ إنّ‏
وحدة االستطاعة ‏)الواط(‏ سميت كذلك نسبة له،‏ وهي تستخدم لتقدير استطاعة أغلب األجهزة
والمصابيح الكهربائية والمحركات.‏
الحصان البخاري:‏HP (Horse Power)
ما زالت الكثير من شركات السيارات تستخدم وحدة الحصان في قياس استطاعة سياراتها،‏
وكذلك تستخدم وحدة الحصان في قياس استطاعة مضخّات الماء ومحركات الكهرباء وغيرها،‏
أي أنّ‏ وحدة الحصان هي الوحدة التجارية
53

يؤثّر عامل في منضدة بقوة F = 40 N فينقلها مسافة d = 30 m
المطلوب حساب:‏
العمل المبذول.‏
استطاعة هذا العامل إذا استغرق عمله زمناً‏ قدره دقيقتين
1.
2.
الحل:‏
المجاهيل
W = ?
P = ?
t = 2min = 2 # 60s = 120s
المعطيات
d = 30 m
F = 40 N
.1 بتطبيق قانون العمل
W = Fd
W = 40 # 30 = 1200 J
بتطبيق قانون االستطاعة
P
2.
W 1200
t =
120 = 10 W
=
تطبيق:‏
54

•
‏•تًنجز القوة عمالً‏ عندما تنتقل نقطة تأثيرها على حاملها وبجهتها ولمسافة ما.‏
‏•يتناسب العمل طرداً‏ مع شدة القوة،‏ واالنتقال.‏
قانون العمل:‏ =
‏•وحدة العمل في الجملة الدولية SI هي الجول . J
‏•يكون العمل موجباً‏ إذا كان اتجاه القوة يوافق اتجاه االنتقال.‏
‏•يكون العمل سالباً‏ إذا كان اتجاه القوة يعاكس اتجاه االنتقال.‏
‏•يكون العمل معدوماً‏ إذا كان حامل القوة عمودياً‏ على االنتقال.‏
‏•االستطاعة هي مقدار العمل المُنجز خالل وحدة الزمن.‏
تُحسب االستطاعة بالعالقة الرياضية:‏ =
‏•وحدة االستطاعة في الجملة الدولية SI هي الواط .Watt
. P
W
t
.W Fd
تعلمتُ‏ :
•
أتفكّر
السائق الذي يقود سيارته على طريق صاعدة يزيد الضغط على دواسة الوقود.‏ فسّر ذلك.‏
أختبر نفسي:‏
W = Fd
(d
W = F+
d
(c
السؤال األول:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 يعطى قانون العمل بالعالقة الرياضية:‏
W = F-
d
(b
W = d-
F
(a
kg
(d
N
(c
2.
(a
تقدّر االستطاعة في الجملة الدولية بوحدة:‏
J
(b
W
3.
(a
تنجز آلة عمالً‏ قدره 54000 J بزمن مقداره 6s فتكون استطاعة اآللة تساوي:‏
9006 W
(d
53994 W
(c
9000 W
(b
54006 W
55

(b
4.
(a
ينجز عامل عمالً‏ قدره 1500 J عندما يؤثر بقوة 50 N في جسم فينقل الجسم مسافة:‏
10 m
(d
30 m
(c
50 m
40 m
2.
3.
السؤال الثاني:‏
أجب عن األسئلة اآلتية:‏
.1 عندما يقوم شخص بدفع الجدار فال يتحرك.‏ هل ينجز عمالً؟ فسّر ذلك.‏
تحتاج إلى عمل معيّن لرفع ثقل لمسافة ما.‏ كم مرة يتضاعف العمل الالزم لرفع الثقل ذاته
ثالثة أمثال ما كان عليه؟
أنظر إلى الصورتين وأناقش نوع عمل:‏
a( قوة ثقل العربة في حالة الصعود.‏
b( قوة ثقل المتزلج في حالة الهبوط.‏
4.
إذا كانت استطاعة عامل 5، W ما مقدار العمل المنجز خالل وحدة الزمن؟
السؤال الثالث:‏
حل المسائل اآلتية:‏
المسألة األولى:‏
تقف سيارة على طريق مستقيمة أفقية،‏ كما في الشكل:‏
.1 ما هي القوى الخارجية المؤثرة في مركز
ثقل السيارة.‏
.2 ما قيمة الزاوية بين الطريق األفقية وحامل
قوة الثقل؟
.3 هل يمكن لقوة ثقلها أن تحرّكها؟ عللّ‏
إجابتك
.4 ما قيمة عمل كلّ‏ من القوتين؟
56

المسألة الثانية:‏
نقل عامل كيساً‏ كتلته ، 80 kg إلى ارتفاع 36 m خالل زمن مقداره 10، min
باعتبار تسارع الجاذبية األرضية
العمل الذي ينجزه العامل مقدراً‏ بالجول
استطاعة العامل مقدرة بالحصان البخاري.‏
-
، g = 10 m.s 2 المطلوب حساب:‏
1.
2.
المسألة الثالثة:‏
يصعد رجل شدة ثقله 750 N إلى سطح الطابق الرابع من بناء خالل دقيقتين،‏ إذا كان متوسط
ارتفاع الطابق في البناء ، 3m فاحسب االستطاعة الوسطى للرجل.‏
57

5
اآلالت البسيطة‏
اهداف:‏
‏-يتعرّف أهمية اآللة البسيطة.‏
‏-يقدّم أمثلة على بعض اآلالت البسيطة.‏
‏-يتعرّف فوائد اآلالت البسيطة في تقليل الجهد المنجز في تأدية العمل.‏
‏-يتعرّف بعض تطبيقات اآلالت البسيطة في حياتنا.‏
الكلمات المفتاحية:‏
-
الفائدة اآللية - المستوى المائل - اإلسفين - البكرات - القالووظ - الروافع العجلة والمحور
‏•عندما أحاول فتح غطاء علبة الطالء فإنّني قد استخدم مفكّ‏ .
‏•ماذا يمثّل المفك؟
‏•ما اسم القوة التي أطبّقها عند استخدام المفك؟
‏•أيّ‏ قوة يمثّلها غطاء علبة الطالء؟
‏•هل يمكنني بالجهد ذاته وبالزمن ذاته إنجاز العمل ذاته
من دون استخدام المفك؟
ما الفائدة التي تتحقق باستخدام اآللة البسيطة؟
أستنتج:‏
•
‏•القوتان المطبّقتان عند استخدام اآللة هما قوة الجهد التي تمثّل القوة المستخدمة في اآللة،‏ وقوة
المقاومة التي يبديها الجسم.‏
‏•اآللة أداة توفّر الجهد والوقت في إنجاز العمل،‏ فتغيّر شدة أو اتجاه القوة الالزمة إلنجاز العمل.‏
‏•تضاعف معظم اآلالت شدة القوة المؤثرة ونعرّف النسبة التي تضاعف بها اآللة أثر القوة المؤثّرة
بالفائدة اآللية.‏
شدّة قوة المقاومة ‏)القوة الناتجة(‏
الفائدة اآللية تعطى بالعالقة:‏ الفائدة اآللية =
شدّة القوة المؤثرة ‏)الجهد(‏
58

تطبيق محلول:‏
لتحريك ثقل شدّته نستخدم آلة بسيطة ونطبّق قوة شدّتها . F = 100 N
المطلوب:‏ احسب الفائدة اآللية.‏
الحل:‏
الفائدة اآللية =
شدّة قوة المقاومة
شدّة القوة المؤثرة
=
500
100
= 5
يدلّ‏ الرقم = 5 على أنّ‏ اآللة المستخدمة قد ضاعفت القوة خمس مرات.‏
أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
فتّاحة العلب مثال آخر على اآلالت البسيطة.‏
حدّد كلّ‏ من قوة الجهد،‏ وقوة المقاومة؟
السؤال الثاني:‏
نستخدم قوة شدّتها 100 N لرفع برميل باستخدام مستوي مائل،‏ فإذا علمت أنّ‏ البرميل يتأثّر بقوى
مقاومة شدّتها . 400 N
احسب الفائدة اآللية للمستوي المائل.‏
59

اآلالت البسيطة:‏
تبيّن الصورة أدناه أنواعاً‏ مختلفة لآلالت البسيطة،‏ فما هي اآللة البسيطة؟ وما أنواعها؟ وما الهدف من
استخدامها؟
اآللة البسيطة:‏ هي أداة صلبة تستعمل للقيام بأعمال مختلفة،‏ توفّر الجهد والوقت وتسهّل العمل.‏
العجلة و المحور
الرافعة
السطح المائل
الفأس الإسفين
البكرات القلاووظ ‏(البرغي)‏
‎1‎ المستوي المائل:‏
أيّهما أسهل لرفع البرميل من مستو أفقي إلى مستوى أفقي أعلى
منه؟
‏•أن ترفعه شاقولياً‏ نحو األعلى لتصل إلى السطح األفقي.‏
‏•أم أن تدفعه على المستوي المائل مسافة أطول لتصل إلى
السطح األفقي نفسه.‏
المستوي المائل:‏ هو سطح يميل عن األفق بزاوية ، i ويستخدم
لتقليل الجهد الالزم لرفع األجسام.‏
60
‎2‎ اإلسفين:‏
اإلسفين:‏ هو مستوٍ‏ مائل متحرّك.‏
كاإلزميل،‏ والفأس الذي يستخدم لشق جذع شجرة وتكون
شدّة قوة المقاومة كبيرة،‏ فيعمل على تخفيف قوة الجهد
وبالتالي يقطع مسافة أطول في الجذع.‏

1.
2.
3- البكرات:‏
هل شاهدت حركة ستائر النوافذ في منزلك؟ كيف تفتح؟
وكيف تغلق؟
إنّها تتكوّن من بكرة وحبل أو خيط ملفوف حول مجرى
البكرة.‏
فالبكرة تتألف من قرص يدور حول محور وعلى محيطه
مجرى يمرّ‏ فيه حبل.‏
والبكرات نوعان:‏
البكرات الثابتة:‏ حيث يمكنها رفع جسم بسهولة فتعمل على تغيير اتجاه القوة وليس على مضاعفة
شدّتها.‏ لذلك فإنّ‏ الفائدة اآللية فيها تساوي الواحد.‏
البكرات المتحرّ‏ كة:‏ تتألف من بكرة ثابتة ومن بكرة أخرى ‏)أو عدة بكرات(‏ متحرّكة بالحبل الذي
يحمل في نهايته الثانية الثقل المطلوب رفعه ‏)المقاومة(،‏ حيث تعمل على تغيير اتجاه القوة،‏ وعلى
مضاعفة القوة بمقدار يتعلّق بعدد المجاري في البكرة.‏
لنتأمل الشكل المجاور،‏ نجد أنّه عندما نعلّق ثقالً‏ 100 N بالبكرة الثابتة فإنّ‏ قوة الجهد تكون 100 N
وعندما نستخدم مجريين فإنّ‏ قوة الجهد تصبح 50، N وهكذا فإنّه كلما ازداد عدد المجاري يزداد
التوفير في قوة الجهد.‏
61
4- القالووظ ‏)البرغي(:‏
كيف يمكننا رفع السيارة لنتمكّن من تغيير العجلة المثقوبة؟
للقالووظ أشكال متعدّدة،‏ وكلما كانت المسافة بين أسنان القالووظ
أقل تحرّك لمسافات أطول داخل الجسم بقوة أقل.‏
رافعة السيارات ذات البرغي تُنتج قوة شدّتها أكبر من شدّة قوة
الجهد حيث أنّها تضاعف القوة بزيادة المسافة التي تؤثّر خاللها
هذه القوة.‏
رافعة السيارات ذات البرغي

5- الروافع:‏
الرافعة:‏ هي جسم صلب ينجز عمالً‏ من خالل الحركة حول نقطة االرتكاز،‏ وتتألف من عناصر أساسية:‏
القوة،‏ المقاومة،‏ ونقطة االرتكاز
وتصنّف في أنواع ثالثة حسب موضع كلّ‏ من نقطة االرتكاز،‏ ونقطتي تأثير قوتي الجهد والمقاومة وفق
الجدول اآلتي:‏
روافع النوع األول
روافع النوع الثاني
روافع النوع الثالث
القوة
المقاومة
القوة
المقاومة
المقاومة
القوة
يكون لها فائدة آلية أكبر من الواحد وتوفّ‏ ر
الجهد عندما يكون ذراع القوة أكبر من ذراع
المقاومة،‏ وتكون عندها القوة أصغر من
المقاومة.‏
يكون لها فائدة آلية أكبر من الواحد،‏ وتوفّ‏ ر
الجهد دائماً‏ ألنّ‏ ذراع القوة أكبر من ذراع
المقاومة،‏ أي القوة أصغر من المقاومة
دائماً‏ .
يكون لها فائدة آلية أقل من الواحد،‏ وال
توفّ‏ ر الجهد ألنّ‏ ذراع القوة دائماً‏ أصغر من
ذراع المقاومة،‏ أي القوة أكبر من المقاومة
دائماً‏ .
62

A
d1 - 6 cm
C d2=
3 cm
B
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
في الشكل المجاور لتتوازن الرافعة التي تستند على نقطة
ارتكاز ، C أُجري التجربة اآلتية:‏
f1- 10 N
التي تبعد ? 2= f
التي تبعد
، فتوازنت الرافعة.‏
‏أعلّق 1 في الطرف A القوة F 1 = 10 N
عن النقطة C مسافة . d 1 = 6cm
‏أعلّق 2 في الطرف B القوة F 2 = 20 N
عن النقطة C مسافة d 2 = 3cm
المطلوب حساب:‏
‏•الجداء #
‏•الجداء #
. F1 d1
. F2 d2
‏•ماذا أستنتج؟
أستنتج:‏
: F1# d1 F2
# d2
•
‏•ندعو d 1 ذراع القوة ، F 1 و d 2 ذراع القوة . F 2
أي:‏ القوة × ذراعها = المقاومة × ذراعها
قانون الرافعة يُعطى بالعالقة:‏ =
القوة ذراع القوة ذراع المقاومة
المقاومة
تطبيق محلول:‏
63
في لعبة التوازن،‏ جلس باسل في الطرف األول
ثقله ، 300 N وجلست دانية في الطرف الثاني.‏
فإذا كان باسل يبعد عن نقطة االرتكاز 0.5m
بينما تبعد دانية 1m عن نقطة االرتكاز.‏ أحسب ثقل
دانية حتى يتحقّق التوازن؟
الحل:‏
نكتب القانون:‏ =
F # d F2
# d
1 1 2
F 1 # 1 300 # 0.5
F 1 = 150 N
نعوّض عن المعطيات:‏ =

6- العجلة والمحور:‏
ترى في الشكل المجاور مثاالً‏ للعجلة والمحور كما في مقود
السيارة،‏ ويتألف من جسمين دائريين هما المحور والعجلة،‏
نصف قطر العجلة أكبر من نصف قطر المحور.‏
تستخدم القوة عند العجلة فتتضاعف عند المحور للتغلّب على
المقاومة،‏ والفائدة اآللية في هذه اآللة هي حاصل قسمة نصف
قطر العجلة على نصف قطر المحور وهي دوماً‏ من مضاعفات
الواحد.‏
‏•اآللة البسيطة هي أداة صلبة توفّر الجهد والوقت وتستخدم للقيام بأعمال مختلفة.‏
‏•الفائدة اآللية هي نسبة مضاعفة اآللة للقوة المؤثّرة وتحسب بالعالقة:‏
الفائدة اآللية =
•
شدة قوة المقاومة ‏)القوة الناتجة(‏
شدة القوة المؤثرة ‏)الجهد(‏
لآللة البسيطة أهمية في حياتنا اليومية:‏
- بعضها يوفّر الوقت،‏ أو الجهد،‏ أو كليهما.‏
- بعضها يحسّن اإلنتاج.‏
- بعضها يساعد على أداء العمل بسهولة ويسر.‏
‏•من أنواعها:‏ المستوي المائل،‏ اإلسفين،‏ البكرات،‏ البرغي،‏ الرافعة،‏ العجلة والمحور،‏ وغيرها.‏
قانون الرافعة:‏ =
F # d F2
# d
1 1 2
تعلمتُ‏ :
أتفكّر
حدّد جزأين من جسمك يعمالن عمل رافعتين،‏ مبيّناً‏ إلى أيّ‏ أنواع الروافع ينتمي كلّ‏ منهما؟
64

نشاط:‏
أكتبُ‏ موضوعاً‏ أصف فيه كيف تمكّن المصريون
القدماء من رفع األحجار الضخمة لبناء
األهرامات،‏ مستعيناً‏ بالشابكة ومكتبة المدرسة.‏
أختبر نفسي:‏
(d
(c
السؤال األول:‏
اختر اإلجابة الصحيحة في كلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 من أمثلة روافع النوع الثالث:‏
(a
صنّارة السمك
المقص b)
الميزان ذو الكفتين
عربة الحدائق
(d
(a
.2 كلّ‏ ممّا يأتي يمكن أن يكون من وظائف الروافع ما عدا:‏
تكبير القوة
تقليل السرعة b)
توفير الجهد c)
توفير الوقت
15
(b
30 2
3.
(a
نرفع ثقالً‏ شدته 300 N باستخدام رافعة بتطبيق قوة مقدارها 20 N فتكون الفائدة اآللية
للرافعة:‏
6000
(d
3
2
(c
4.
(a
اإلسفين هو آلة بسيطة من نوع:‏
المستوي المائل
البراغي b)
(c
العجلة والمحور
البكرات d)
65
2.
3.
4.
السؤال الثاني:‏
أكمل العبارات اآلتية:‏
.
، و ، و .1 من أمثلة روافع النوع األول .
الفائدة اآللية هي .
توفّر روافع النوع األول الجهد إذا كان .
تتساوى القوة مع المقاومة في الروافع إذا كان

السؤال الثالث:‏
حدّ‏ د نقطة االرتكاز كلّ‏ من الروافع اآلتية:‏
السؤال الرابع:‏
أكتب عناصر كلّ‏ من الروافع اآلتية:‏
السؤال الخامس:‏
أقارن بين أنواع الروافع وفق الجدول اآلتي:‏
المقارنة
روافع النوع األول
روافع النوع الثاني
روافع النوع الثالث
موقع نقطة االرتكاز
توفير الجهد
الفائدة اآللية
66

السؤال السادس:‏
يعتبر الميزان ذو الكفتين رافعة من النوع األول:‏
b
c d1
a
d 2
w 2
.1 ما العالقة بين d 1 و d 2 ؟
.2 ما العالقة بين w 1 و w 2 ؟
.3 هل الميزان يوفر الجهد؟ ولماذا؟
w
1
1.
2.
السؤال السابع:‏
ترفع رافعة ثقالً‏ شدّ‏ ته 500 N إلى ارتفاع 1.5m المطلوب:‏
احسب استطاعة الرافعة إذا كان العمل قد أنجز خالل 10s.
إذا أردنا أن ننجز العمل نفسه خالل 5s. فاحسب استطاعة الرافعة.‏
67

1.
2.
3.
4.
5.
1
أسئلة الوحدة‏
السؤال األول:‏
أضع إشارة صح )✓( إلى جانب العبارة الصحيحة،‏ وإشارة غلط )✗( إلى جانب العبارة غير الصحيحة،‏ ثمّ‏ أصحّحها:‏
تكون حركة جسم مستقيمة منتظمة،‏ إذا كانت سرعته متغيّرة،‏ ومسار حركته مستقيم.‏
تكون السرعة اللحظية مساوية للسرعة المتوسطة في الحركات المتسارعة.‏
لتمثيل قوة هندسياً‏ يجب تحديد حامل القوة فقط.‏
القوتان المتعاكستان مباشرة هما قوتان منطبقتان حامالً،‏ متساويتان شدةً،‏ متساويتان جهةً‏ ولهما
نقطة تأثير مشتركة.‏
تعمل البكرات الثابتة على تغيير اتجاه القوة،‏ وعلى مضاعفة شدة القوة.‏
السؤال الثاني:‏
يوضّح الجدول اآلتي بعض المعلومات عن أجسام تتواجد ‏)فرضاً‏ ) على عدّ‏ ة كواكب:‏
الجسم
الثقل N
80
200
200
40
الكتلة kg
40
20
10
20
A
B
C
D
1.
2.
3.
-
g = 10 N.kg 1 ‏)على سطح األرض(؟
أيّ‏ من هذه األجسام يتواجد على سطح األرض مع العلم أنّ‏
أيّ‏ جسمان يتواجدان على الكوكب ذاته؟
إذا كانت هذه األجسام جميعها على سطح األرض،‏ أي منها سيكون األقل وزناً؟
السؤال الثالث:‏
ما خاصيّات الحركة التي يمكن استنتاجها من الخط البياني في كلّ‏ من األشكال الثالثة اآلتية؟
d(m)
90
80
d(m)
40
35
d(m)
9
8
70
60
50
40
30
20
30
25
20
15
10
7
6
5
4
3
2
10
0
1 2 3 4 5 6 7
t(s)
5
0
0 1 2 3 4
t(s)
1
0
1 2 3 4 5 6 7
t(s)
68

السؤال الرابع:‏
حلّ‏ المسائل اآلتية:‏
المسألة األولى:‏
قطعت الخنفساء مسافات على طريق مستقيم خالل أزمنة كما هو ممثل في الشكل أدناه.‏
0 s
10 30 50 70
0
cm
10
20 30 40 50 60 70
80
المطلوب:‏
.1 أكمل الجدول اآلتي:‏
5
0
0
المسافة المقطوعة ) ( dcm
المدة الزمنية () ts
69
2.
3.
ارسم الخط البياني الذي يمثّل تغيّر المسافة المقطوعة بداللة الزمن على ورق بياني محدّداً‏ محور
الفواصل األفقي للزمن،‏ ومحور التراتيب الشاقولي للمسافة،‏ ما شكل الخط البياني الناتج؟
احسب السرعة الوسطية للخنفساء.‏
المسألة الثانية:‏
انظر إلى الربائع المدرّ‏ جة بالنيوتن في الشكل المجاور.‏
المطلوب:‏
اكتب داللة المؤشّر في كلّ‏ من الربائع الثالث.‏
, ، على حامل واحد وبجهة واحدة.‏
.3 عن ماذا تعبّر قيمة مؤشّر الربيعة c؟
1.
2. هل القوتين 2 F1
المسألة الثالثة:‏
a b c
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
F 1
F 1
F 2 F 2
( F )
1.
2.
3.
يؤثّر عامل بقوة أفقية شدّتها 150 N على صندوق ليحرّكه مسافة 10 m على أرض أفقية،‏ بفرض وجود
قوة احتكاك مقدارها . 20 N المطلوب:‏
ارسم شكالً‏ يمثّل القوى الخارجية المؤثرة في الصندوق وجهة االنتقال.‏
احسب عمل قوة االحتكاك.‏
احسب العمل الكلي المنجز.‏

الوحدة الثانية
يعتمد كرسي طبيب األسنان في رفعه على انتقال
الضغط في السوائل المتوازنة.‏

الضغط ودافعة أرخميدس
2
- ‎1‎الضغط
- 2 الضغط في السوائل
- 3 دافعة أرخميدس

1
الضغط‏
اهداف:‏
‏-يشرح مفهوم الضغط.‏
‏-يستنتج قانون الضغط.‏
‏-يستنتج وحدة قياس الضغط في الجملة الدولية.‏
‏-يثمّن تطبيقات الضغط في الحياة.‏
الكلمات المفتاحية:‏
الضغط - القوة الضاغطة - الباسكال.‏
للضغط تطبيقات عديدة أالحظها في حياتي اليومية،‏ فالنجّ‏ ار يستطيع أن يُدخل الطرف الحاد
للمسمار بسهولة في الخشب بدالً‏ من الطرف العريض،‏ واألمر نفسه يحصل عندما تغوص
حوافر الحصان في الرمل بينما ال يغوص خفّ‏ الجمل في الرمل ذاته،‏ مع العلم أنّ‏ ثقل الجمل
أكبر من ثقل الحصان.‏
أالحظُ‏ وأجيبُ‏ :
‏•لماذا يستند المتزلج على زالجات عريضة؟
‏•لماذا ال يغوص خفّ‏ الجمل في رمال الصحراء مع أن ثقله كبير؟
ما الضغط؟ وما العوامل التي يتوقّ‏ ف عليها؟
72

أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
جسم معدني بشكل متوازي مستطيالت،‏ قطعة من اإلسفنج.‏
‏أضع 1 السطح الكبير لمتوازي المستطيالت المعدني
فوق قطعة من اإلسفنج.‏
‏•ماذا يحدث لقطعة اإلسفنج؟
‏أضع 2 السطح الصغير لمتوازي المستطيالت السابق
فوق قطعة اإلسفنج.‏
‏•ماذا يحدث لقطعة اإلسفنج؟
‏•في أيّ‏ الحالتين كان األثر أكبر؟
‏أضع 3 فوق متوازي المستطيالت السابق جسماً‏ آخر
وأكرّر الخطوتين 2. 1،
‏•هل تغيّر األثر؟
يؤثر ثقل متوازي المستطيالت المعدني على قطعة اإلسفنج بقوة ضاغطة عمودية على السطح.‏
أستنتج:‏
73
2.
‏•الضغط:‏ هو شدّة القوة المؤثّرة عمودياً‏ على وحدة المساحة من السطح الخاضع للضغط.‏
‏•يتوقّف الضغط على عاملين:‏
.1 شدّ‏ ة القوة الضاغطة:‏ يتناسب الضغط طرداً‏ مع شدّة القوة الضاغطة،‏ فيزداد بازديادها،‏ وينقص
بنقصانها.‏
مساحة السطح:‏ يتناسب الضغط عكساً‏ مع مساحة السطح الذي تتوزّع عليه القوة الضاغطة،‏
فينقص بازدياده ويزداد بنقصانه.‏
P =
F
s

P
F
s
•
ممّا سبق يمكننا أن نكتب قانون الضغط بالشكل اآلتي:‏ =
حيث F شدّة القوة الضاغطة تقدّر في الجملة الدولية بالنيوتن . N
. السطح يقدّر في الجملة الدولية بوحدة المتر المربع m 2 s
. Pa الضغط يقدّر في الجملة الدولية بوحدة الباسكال P
تعريف:‏
الباسكال:‏ هو الضغط الناتج عن قوة شدّتها نيوتن واحد تؤثّر ناظمياً‏ على سطح مساحته تساوي
-
متراً‏ مربعاً‏ واحداً‏
2
(1Pa
= 1N.m )
أعطِ‏ تفسيراً‏ علميّاً:‏
يُدخل النجّار المسمار من طرفه الحادّ‏ في اللوح الخشبي.‏
تطبيق:‏
تبلغ شدة ثقل النصب التذكاري ألبي فراس الحمداني 10000 N ويستند
على أرض الحديقة األفقية بواسطة قاعدة شدّة ثقلها 5000، N
ومساحة سطحها 1.5m، 2 المطلوب:‏
احسب قيمة الضغط الذي يؤثّر به التمثال وقاعدته على أرض
الحديقة.‏
المعطيات:‏
القوة الضاغطة ‏)ثقل النصب التذكاري وقاعدته(:‏
القانون:‏
النصب التذكاري للشاعر أبو فراس
الحمداني في الحديقة العامة بحلب
P =
s
=
F = 10000 + 5000 = 15000 N
15000
1.5
s = 1.5m
F 4
2
= 10000 Pa = 10 Pa
74

أختبر نفسي:‏
. s 0.01 m
جسم كتلته ، m = 5kg يستند إلى سطح أفقي مساحته =
المطلوب:‏
حساب الضغط الذي يؤثّر به الجسم على السطح األفقي.‏
علماً‏ أنّ:‏
2
-
. g = 10 m.s 2
‏•الضغط:‏ هو شدّة القوة المؤثّرة عمودياً‏ على وحدة المساحة من السطح الخاضع للضغط.‏
‏•العامالن اللذان يتوقّف عليهما الضغط:‏
.1 شدّ‏ ة القوة الضاغطة.‏
.2 مساحة السطح الذي تتوزّع عليه القوة.‏
P
تعلمتُ‏ :
F
s
•
قانون الضغط:‏ =
المقدار الضغط القوة السطح
s F P
رمز المقدار متر مربع
نيوتن باسكال الوحدة m 2 N Pa
رمز الوحدة ‏•الباسكال:‏ هو الضغط الناتج عن قوة شدّتها نيوتن واحد تؤثّر ناظمياً‏ على سطح مساحته تساوي
متراً‏ مربعاً‏ واحداً.‏
75
أتفكّر
تستطيع السيارة أن تقف على عدّة بالونات مملوءة بالهواء.‏ فسّر ذلك.‏

1.
2.
1.
2.
3.
4.
أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
أمأل الفراغات بالكلمات المناسبة في كلّ‏ من العبارات اآلتية:‏
الضغط هو القوة المؤثّرة على وحدة المساحة من الذي تؤثّر فيه.‏
يزداد الضغط شدّة القوة الضاغطة وينقص بازدياد .
السؤال الثاني:‏
أعطِ‏ تفسيراً‏ علمياً‏ لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
تسير الجمال في الصحراء وال يغوص خفّها في الرمال رغم ثقلها.‏
تكون إطارات سيارات النقل الثقيلة عريضة،‏ وعددها كبير.‏
تُربط الجروح بأربطة عريضة.‏
تجد صعوبة في حمل حقيبتك المدرسية التي لها حزام مصنوع من سلك رفيع وقوي.‏
السؤال الثالث:‏
حل المسائل اآلتية:‏
المسألة األولى:‏
يستند حجر إلى أرض أفقية بقاعدة مساحتها =
المطلوب حساب:‏
.1 شدّة القوة الضاغطة على األرض األفقية.‏
كتلة الحجر،‏ باعتبار تسارع الجاذبية األرضية
، P = 3000 Pa فيكون ضغطه عليها ، s 1.6m
-
. g = 10 m.s 2
2
2.
76

المسألة الثانية:‏
1.
جسم شدّة ثقله يستند إلى سطح أفقي مساحته ، s فيؤثّر عليه بضغط قدره 50، Pa
المطلوب حساب:‏
-
كتلة الجسم،‏ باعتبار تسارع الجاذبية األرضية
.2 مساحة السطح األفقي . s
المسألة الثالثة:‏
. g = 10 m.s 2
يستند حجر على أرض أفقية مساحة سطح الحجر المالمس لألرض 1.2m 2 فتكون قيمة الضغط
المؤثّر على األرض =P . المطلوب حساب شدّة ثقل الحجر.‏
4000 Pa
السؤال الرابع:‏
أتمم خريطة المفاهيم اآلتية:‏
الضغط
يتعلق ب
وحدة قياسه الدولية
نشاط:‏
‎1.1‎آخذ وعاء بالستيكيا وأضع فيه كمية من الرمل الناعم.‏
‎2.2‎أضع قطعة خشب على شكل متوازي مستطيالت فوق الرمل بحيث تالمس
سطح الرمل األفقي.‏ ماذا أالحظ؟
‎3.3‎أضع فوق قطعة الخشب السابقة ثقالً‏ ما.ماذا أالحظ؟
‎4.4‎أقلب قطعة الخشب على وجه مختلف عن السابق.ماذا أالحظ؟
‎5.5‎أفسَ‏ ر ما حدث.‏
77

اهداف:‏ الضغط في السوائل‏ 2
-
‏-يشرح مفهوم الضغط في السوائل.‏
‏-يستدلّ‏ تغيّر الضغط مع العمق في السوائل.‏
‏يقوم بتجارب قياس الضغط داخل سائل بوساطة مقياس ضغط السوائل
‏)المانومتر(.‏
‏-يستنتج مفهوم األواني المستطرقة.‏
‏-يثمّن تطبيقات الضغط في الحياة.‏
الكلمات المفتاحية:‏
ضغط السائل - الكتلة الحجمية - األواني المستطرقة - المانومتر.‏
السوائل تسبّب ضغطاً‏ على قاعدة الوعاء الذي يحتوي السائل وعلى جدرانه.‏
لماذا تبنى السدود بحيث تكون قاعدة السد عريضة؟
78

القوة الضاغطة لسائلٍ‏ متوازن
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
حقيبة ميكانيك السوائل،‏ ماء
‏آخذ 1 أنبوب زجاجي مدرّ‏ ج ومثقّب بثالثة ثقوب،‏
لكلّ‏ منها سدادة بالستيكية.‏
‏أغلق 2 الثقوب بواسطة سدادات مطاطية.‏
‏أمأل 3 الوعاء بالماء.‏ ثمّ‏ أضعه على حافة حوض تصريف ماء.‏
4 أنزع السدادات بآن واحد،‏
‏•ماذا أالحظ؟
يندفع الماء من الثقوب الثالثة بشكل مختلف،‏ ويكون اندفاعه من الثقب األعمق أكثر من اندفاعه من الثقب األقرب
لسطح السائل.‏
أستنتج:‏
‏•يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحويه،‏ وتزداد هذه القوة بازدياد عمق
السائل.‏
79

الضغط في نقطةٍ‏ من سائلٍ‏ متوازن:‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
مقياس ضغط السوائل ‏)المانومتر(،‏ أوعية شفافة،‏ ماء،‏ ماء ملون،‏ محلول ملحي.‏
‏أركّب 1 مقياس ضغط السوائل،‏ ثمّ‏ أضع كمية من الماء الملون في أنبوب مقياس الضغط
بحيث يكون على سوية أفقية واحدة في شعبتي المقياس المثبتتان على اللوح المدرج.‏
‏أدخل 2 الحقّة الضغطية داخل الماء حتى عمق محدّد،‏
‏•ماذا أالحظ؟
‏أسجّل 3 الفرق بين سويتي السائل الملون في شعبتي
المقياس.‏
4 أثبّت مركز الغشاء المرن للحقّة الضغطية،‏ ثمّ‏ أغيّر اتجاهه،‏
‏•ماذا أالحظ؟
5 أنقل الحقّة الضغطية في السوية األفقية ذاتها،‏
‏•ماذا أالحظ؟
اختالف مستوى الماء الملون في شعبتي المقياس يدلّ‏ على وجود ضغط يسبّبه عمود الماء على الغشاء المرن الذي
يُغطي علبة الحقة الضغطية.‏ كما يتساوى ضغط الماء المؤثّر في نقطة بداخله من جميع االتجاهات وجميع النقاط التي
تقع في المستوى األفقي ذاته.‏
أستنتج:‏
‏•ضغط السائل المتوازن متساوٍ‏ في جميع النقاط التي تقع في مستوٍ‏ أفقي واحد داخل السائل.‏
80

أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أنقل الحقّة الضغطية في الماء بحيث يتغيّر عمقها في الماء.‏
‏•ماذا أالحظ؟
أستنتج:‏
• يزداد ضغط السائل المتوازن في نقطة منه بازدياد عمق النقطة h عن سطح السائل
وينقص بنقصان عمقها.‏
إضاءة:‏
الكتلة الحجمية t هي كتلة وحدة الحجوم.‏
m
V
وتُعطى بالعالقة:‏ = t
حيث m كتلة الجسم مقدرة ب kg
حجم الجسم مقدرا ب m 3 V
kg.m - 3
t الكتلة الحجمية للجسم وتقدر ب
إثراء:‏
D
t
t
الكثافة النسبية لألجسام الصلبة والسائلة D: =
Ho 2
81

أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
كأسين زجاجيتين متماثلتين،‏ الماء،‏ ملح الطعام.‏
‏آخذ 1 كأسين زجاجيتين متماثلتين،‏
‏•أضع في األولى كمية من الماء،‏
‏•وفي الثانية كمية من محلول ملح الطعام.‏
‏أغمر 2 الحقّة الضغطية لعمق محدّد في األولى،‏
ثمّ‏ أغمره إلى العمق ذاته في الثانية.‏
‏•ماذا أالحظ؟
إنّ‏ الضغط الذي يسبّبه محلول ملح الطعام أكبر من الضغط الذي يسبّبه الماء عند العمق ذاته.‏
أستنتج:‏
‏•يزداد ضغط السائل المتوازن في نقطة منه بازدياد الكتلة الحجمية للسائل . t
تعريف:‏
قانون الضغط في السوائل المتوازنة يُعطى بالعالقة:-‏
P = t gh
حيث:‏ P ضغط السائل المتوازن في نقطة منه ويقدّر ب ( Pa باسكال(.‏
-
t الكتلة الحجمية للسائل وتقدّر ب
-
g تسارع الجاذبية األرضية يقدّر ب
. m عمق السائل ويقدّر ب h
. kg.m 3
. m.s 2
82

ملاحظة:‏
سطح السائل المعرّض للهواء يخضع لضغط جوي ، P 0 ولحساب الضغط الكلي P t في نقطة
منه،‏ يجب إضافة الضغط الجوي المؤثّر ونعبّر عن ذلك رياضياً‏ بالعالقة:‏ + =
. Pt P0 t g h
إثراء:‏
ما الضغط الجوي؟
الغالف الجوي هو طبقة من األكسجين والنتروجين وغازات أخرى تحيط باألرض،‏ وتؤثّر
الجاذبية األرضية على جزيئات الغازات فتشدّها نحو األسفل باتجاه األرض،‏ ممّا يؤدي إلى
جعل الغالف الجوي يمتلك وزناً‏ والضغط الذي يسبّبه وزن الغالف الجوي على األرض يُسمى
الضغط الجوي.‏ والضغط الجوي يسلّط ضغطاً‏ على أي شيء موجود على سطح األرض.‏
ال نشعر بتأثير الضغط الجوي على أجسامنا بسبب وجود ضغط داخلي يكافئه في أجسامنا،‏
ولكن نشعر بنقصانه إذا ما ارتفعنا إلى علوٍ‏ شاهق كقمم الجبال،‏ فقد يؤدي إلى نزف دموي
أو شعورنا بازدياد الضغط إذا نزلنا إلى أعماق المناجم العميقة إذ نشعر بضيق في التنفس.‏
عند مستوى سطح البحر يكون مقدار الضغط الجوي atm) 1) ويعادل:‏
N
1atm = 10135 = 760 mmHg
m
2
تطبيق محلول:‏
-
t = 1000 kg.m 3 في نقطة على عمق
احسب قيمة الضغط الذي يُسبّبه ماء كتلته الحجمية
= h ، 1.3m باعتبار أنّ‏ تسارع الجاذبية األرضية
الحل:‏
القانون:‏
-
g = 10 m.s 2
P = t g h
P = 1000 # 10 # 1.3
P = 13000 Pa
83

تطبيقات ضغط السوائل:‏
1- السدود
السدّ‏ عبارة عن جدار عال يسدّ‏ مجرى النهر،‏ ويختزن خلفه كمية كبيرة من الماء،‏ بحيث يرتفع
مستواها إلى األعلى خلف السدّ‏ من مجرى النهر ويصمّم جسم السدّ‏ بحيث يكون عريضاً‏ من
األسفل،‏ وضيقاً‏ من األعلى وذلك ليقاوم ضغط السائل الكبير عند أسفل الجدار،‏ بينما في األعلى
يكون الضغط أقل لذلك يُقلّل عرض الجدار.‏
2- األواني المستطرقة:‏
مجموعة أوعية مختلفة األشكال مفتوحة من األعلى وتتصل مع بعضها من األسفل وعند ملئها بسائلٍ‏
ما يرتفع فيها السطح الحرّ‏ للسائل إلى المستوى األفقي ذاته في األوعية كافة.‏
A B C D E
84
ونبرهن ذلك كاآلتي:‏ أنظر الشكل
بما أنّ‏ النقاط , , , , ABCDE على سوية أفقية واحدة فإنّ‏ الضغط سيكون متساوٍ‏ في هذه النقاط:‏
PA = PB = PC = PD = PE
tgh = tgh = tgh = tgh = tgh
A B C D E
h h h h
a b c e
= = =
إذاً‏ تكون سوية الماء األفقية ذاتها في كافة الفروع.‏

‏•يضغط السائل على جدران الوعاء الذي يحتويه.‏
‏•ضغط السائل متساوٍ‏ في جميع النقاط التي تقع في مستوٍ‏ أفقي واحد.‏
‏•العوامل المؤثرة في ضغط السائل هي:‏
يزداد ضغط السائل المتوازن في نقطة منه بازدياد عمق تلك النقطة عن سطح السائل.‏
يزداد ضغط السائل المتوازن في نقطة منه بازدياد الكتلة الحجمية للسائل.‏
=
+ العالقة األساسية في ضغط السوائل المتوازنة = t
الكتلة الحجمية لجسم:‏ هي كتلة وحدة الحجوم Pt Po t g h
m
V
تعلمتُ‏ :
1.
2.
•
•
أتفكّر
لماذا يُوصل أنبوب شفاف رفيع من أسفل مستودع لسائل ما ‏)ماء-مازوت(‏ ويثبّت شاقولياً‏
على جدار المستودع؟
نشاط:‏
يعتمد كرسي طبيب
األسنان في رفعه على
انتقال الضغط في السوائل
المتوازنة.‏
أبحث مع زمالئك عن آلية رفع
الكرسي مستعيناً‏ بالشابكة.‏
85

1.
2.
أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
أمأل الفراغات اآلتية بالكلمات المناسبة:‏
.
وبازدياد يزداد ضغط السائل المتوازن في نقطة منه بازدياد وتكون
متصلة مع بعضها من األواني المستطرقة هي مجموعة من األعلى.‏
(b
(d
(b
(d
السؤال الثاني:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 يقلّ‏ ضغط السائل المتوازن في نقطة منه:‏
(a
(c
بازدياد عمق النقطة عن سطح السائل.‏
بنقصان عمق النقطة عن سطح السائل.‏
.2 كلما ازداد عمق السائل:‏
بازدياد كتلة السائل.‏
بازدياد الكتلة الحجمية للسائل.‏
(a
(c
ازداد ضغط السائل
نقص ضغط السائل
ازدادت كتلته الحجمية
نقصت الكتلة الحجمية للسائل
J الجول (d
rad الراديان (c
.3 وحدة قياس الضغط:‏
N النيوتن (b Pa الباسكال (a
1.
4.
السؤال الثالث:‏
أعطِ‏ تفسيراً‏ علمياً‏ لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
يرتدي الغواص بدلة خاصة للغوص تحت
الماء.‏
.2 ال يستطيع الغواص الغوص إلى أعماق كبيرة
في الماء.‏
.3 ضغط الماء أكبر من ضغط الزيت عند تساوي
االرتفاعات.‏
اندفاع الماء من الثقب األعلى أقل منه في
الثقب األسفل.‏
86

السؤال الرابع:‏
حل المسائل اآلتية
المسألة األولى:‏
تبلغ قيمة الضغط 24000 P a في نقطة تقع على عمق
h من السطح الحر لماء البحر الذي تبلغ كتلته
1025، kg.m 3 فإذا علمت أنّ‏ قيمة تسارع
-
، g = 10 m.s 2 المطلوب حساب:‏
الحجمية -
الجاذبية األرضية
1. عمق النقطة . h
.2 كتلة 3m 3 من ماء البحر.‏
المسألة الثانية
يبلغ عمق نقطة من سائل متوازن 2m وقيمة الضغط عند ذلك العمق ، 20000 P a وقيمة تسارع
الجاذبية األرضية
قيمة الكتلة الحجمية للسائل.‏
ثقل 5m 3 من هذا السائل.‏
-
، g = 10 m.s 2 المطلوب حساب:‏
1.
2.
المسألة الثالثة
1100 kg.m - 3
تسبح سمكتان األولى على عمق 5m والثانية على عمق 6m في ماء كتلته الحجمية
فإذا علمت أنّ‏ قيمة تسارع الجاذبية األرضية
السمكتين.‏
-
، g = 10 m.s 2 احسب فرق الضغط المطبق على
2.
السؤال الخامس
ادرس الخط البياني ثمّ‏ أجيب عن األسئلة اآلتية:‏
.1 ما العالقة بين الضغط في السائل وعمقه؟
اكتب العالقة الرياضية المعبّرة عن قانون
الضغط.‏
.3 علّل عدم مرور الخط البياني من المبدأ.‏
.4 استنتج قيمة الضغط الجوي على سطح السائل.‏
87

3
دافعة أرخميدس‏
اهداف:‏
‏-يتعرّف دافعة أرخميدس.‏
‏-يقوم بتجارب لقياس شدّة دافعة أرخميدس.‏
‏-يستنتج العالقة المعبّرة عن شدّة دافعة أرخميدس.‏
‏-يتعرّف بعض تطبيقات دافعة أرخميدس.‏
‏-يفسّ‏ ر توازن األجسام الطافية على سطح سائل.‏
‏-يثمّن تطبيقات دافعة أرخميدس.‏
الكلمات المفتاحية:‏
-
دافعة أرخميدس - السائل المزاح - الثقل الحقيقي - الثقل الظاهري عكس مبدأ أرخميدس
هل سألت نفسك يوماً‏ كيف تطفو قطعة الخشب وسفينة مصنوعة من الحديد على سطح الماء،‏
بينما يغرق مسمار الحديد؟
88

دافعة أرخميدس:‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
قطعة خشب – وعاء يحوي ماء.‏
‏أضع 1 قطعة الخشب على سطح الماء،‏
‏•ماذا أالحظ؟
‏أضغط 2 عمودياً‏ على قطعة خشب،‏ وأجعلها تغرق
في الماء،‏
‏•ماذا أشعر؟
3 أرفع يدي عن قطعة الخشب،‏
‏•ماذا أالحظ؟
تؤثّر قطعة الخشب على الماء بقوة ثقلها التي حاملها الشاقول وتتجه نحو األسفل.‏
يدفع الماء قطعة الخشب المغمورة فيه بقوة دفع حاملها الشاقول أيضا وجهتها نحو األعلى ندعوها دافعة أرخميدس.‏
أستنتج:‏
دافعة أرخميدس هي قوة تدفع بها السوائل األجسام المغمورة فيها غمراً‏ كليّاً‏ أو جزئياً‏ ويكون
حاملها شاقولياً‏ وجهتها نحو األعلى ونرمز لها بالرمز B
89

أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
ربيعة،‏ وعاء ذو ميزابة،‏ ميزان،‏ أنبوب مدرّ‏ ج،‏ أسطوانة
‏أمأل 1 بالماء وعاء ذو ميزابة،‏ وأضع وعاءً‏ فارغاً‏ تحت
الميزابة
‏أعلّق 2 أسطوانة بخطّاف ربيعة كما في الشكل،‏
وأقرأ داللة الربيعة ولتكن . w
‏•على ماذا يدلّ‏ مؤشّر الربيعة؟
‏أغمر 3 األسطوانة بالماء بشكل كامل،‏ وهي معلقة
بخطّاف الربيعة،‏ واقرأ داللة الربيعة ولتكن . w app
‏•على ماذا يدلّ‏ مؤشّر الربيعة؟
‏أجمع 4 الماء المنسكب من ميزابة الوعاء،‏ أقيس شدّة ثقل الماء المنسكب من ميزابة الوعاء
، w
w app
‏أقارن 5 بين شدّة قوة السائل المُزاح والمقدار -
‏•ماذا أستنتج؟
أستنتج:‏
‏•إنّ‏ شدّة دافعة أرخميدس B تساوي الفرق بين شدّة الثقل الحقيقي للجسم في الهواء ، w وشدّة
ثقل الجسم وهو مغمور بالسائل w app وهو ما ندعوه بالثقل الظاهري،‏ ويُعبّر عنها بالعالقة:‏
B = w-w app
‏•شدّة دافعة أرخميدس تساوي شدّة ثقل السائل المزاح ‏)المنسكب في الكأس(.‏
B = wliq
= mg
• مبدأ أرخميدس:‏ إذا غُمر جسم في سائل متوازن ال يذوب وال يتفاعل معه،‏ فإنّ‏ هذا السائل يؤثّر
في الجسم بقوة شاقولية متجهة نحو األعلى شدّتها تساوي شدّة ثقل السائل الذي أزاحه الجسم
وشغل مكانه ‏)السائل المزاح(.‏
‏•عكس مبدأ أرخميدس:‏ كلّ‏ جسم مغمور في سائل متوازن يؤثّر على السائل بقوة حاملها شاقولي
جهتها لألسفل شدّتها تساوي شدّة ثقل السائل المزاح.‏
90

ما العوامل المؤثرة في شدة دافعة أرخميدس؟
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
‏أعيد 1 التجربة السابقة باستخدام أسطوانة حجمها مختلف عن األولى.‏
‏•ماذا أالحظ؟
2 أعيد التجربة السابقة باستخدام محلول ملح الطعام واألسطوانة األولى.‏
‏•ماذا أالحظ؟
2.
أستنتج:‏
‏•إنّ‏ شدّة دافعة أرخميدس B تتناسب طرداً‏ مع كلّ‏ من:‏
.1 حجم الجسم المغمور V.
الكتلة الحجمية للسائل . t
‏•ونعبّر عن ذلك رياضيّاً‏ بالعالقة:‏
B = wliq
= mg
= tVg
إضاءة:‏
1g.cm
= 1000 kg.m
-3 -3
1m
= 10 cm
3 6 3
91

تطبيق محلول:‏
w = 3N وشدّة ثقله في الهواء ، V 200 cm
-
g = 10 m.s 2
3
جسم معدني حجمه =
-3
، t = 1000 kg.m باعتبار تسارع الجاذبية األرضية
المطلوب حساب:‏
.1 شدّة دافعة أرخميدس.‏
.2 شدّة الثقل الظاهري للجسم.‏
الحل:‏
المعطيات:‏
- -
V = 200 # 10 = 2#
10 m
6 4 3
-
t = 1000 kg.m 3
w = 3N
B = tVg
1.
-4
B = 1000 # 2# 10 # 10 = 2N
B = w- w app
wapp = w-B
w app = 3- 2 = 1N
2.
، يغمر في ماء كتلته الحجمية
تطبيقات على دافعة أرخميدس:‏
‏•توازن البواخر:‏ تطفو البواخر إذا جُعل فيها تجويفاً‏ كبيراً،‏ وأُعطيت
شكالً‏ مناسباً،‏ يستطيع إزاحة حجم كبير من الماء فتكون شدّة دافعة
أرخميدس كبيرة ممّا يسمح للباخرة بالطفو حيث يصبح =
‏•الغواصة:‏ هي باخرة تطفو على سطح الماء،‏ فتعدّ‏ جسماً‏ طافياً،‏ أو
تغوص بالماء بكاملها وتُعدّ‏ جسما مغموراً.‏
تغوص عند إدخال الماء إلى مستودعات داخلية مرتبطة بمستودعات
أخرى تحتوي هواءً‏ مضغوطاً،‏ فيصبح ثقلها أكبر من شدّة دافعة
أرخميدس.‏
تعود إلى الطفو عند تحرير الهواء المضغوط فيطرد الماء من
المستودعات فتصبح دافعة أرخميدس أكبر من ثقل الغواصة فتطفو.‏
يثبّت ثقل من الرصاص بجسم الغواصة إذا تعذّر إخراج الماء من
المستودعات يُلقى بالرصاص في البحر ليقل ثقل الغواصة فتطفو.‏
B
w
92

تعلمتُ‏ :
‏•دافعة أرخميدس:‏ هي قوة تدفع بها السوائل األجسام المغمورة فيها غمراً‏ كليّاً‏ أو جزئياً‏
ويكون حاملها شاقولياً‏ وجهتها نحو األعلى ونرمز لها بالرمز B
‏•مبدأ أرخميدس:‏ إذا غمر جسم في سائل متوازن ال يذوب وال يتفاعل معه،‏ فإنّ‏ هذا السائل
يؤثّر في الجسم بقوة شاقولية متجهة نحو األعلى شدّتها تساوي شدّة ثقل السائل الذي
أزاحه الجسم وشغل مكانه ‏)السائل المزاح(.‏
‏•عكس مبدأ أرخميدس:‏ كلّ‏ جسم مغمور في سائل متوازن يؤثّر على السائل بقوة حاملها
شاقولي جهتها لألسفل شدّتها تساوي شدّة ثقل السائل المزاح.‏
‏•تُحسب شدّ‏ ة دافعة أرخميدس بالعالقات:‏
B = w-w app
B = w سائل = mg
= tVg
‏•الجسم المغمور في السائل يخضع لتأثير قوتين هما:‏ قوة ثقله وقوة دافعة أرخميدس.‏
93

أتفكّر
لماذا يستعين المبتدئ بالسباحة بإطار مطاطي منفوخ؟
نشاط:‏
أبحث في مكتبة المدرسة أو في الشابكة عن أهمية األمالح الموجودة
في البحر الميت ودافعة أرخميدس في هذا البحر.‏ وأستعرض النتائج
أمام زمالئي.‏
السؤال األول:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 عندما يطفو جسم على سطح الماء فإنّه يخضع لتأثير:‏
(a
(c
قوة ثقله فقط.‏
قوة ثقله ودافعة أرخميدس معاً.‏
(b
2.
إذا غُمر جسم غمراً‏ كامالً‏ في سائل ويغوص فيه،‏ فإنّ:‏
a) شدّة دافعة أرخميدس أكبر من شدّة ثقل الجسم.‏
b) شدّة دافعة أرخميدس تساوي شدّة ثقل السائل المزاح.‏
الكتلة الحجمية للجسم أصغر من الكتلة الحجمية للسائل.‏
شدّة دافعة أرخميدس أصغر من شدّة ثقل السائل المزاح.‏
(c
(d
أختبر نفسي:‏
دافعة أرخميدس فقط.‏
d) ال يخضع ألية قوة.‏
B = Vg
(d
B = tVg
(c
(a
.3 شدّة دافعة أرخميدس تُعطى بالعالقة:‏
B
= tV
(b
B = wapp
- w
94

- (d
- (c
4.
يطفو جسم على سطح سائل إذا تحقق:‏
- (b
- (a
(d
5.
(a
تغوص الغواصة عندما يدخل الماء إلى مستودعاتها نتيجة ل:‏
زيادة وزنها
زيادة حجمها b)
(c
بقاء وزنها ثابت
تقليل حجمها
1.
2.
3.
1.
2.
4.
5.
السؤال الثاني:‏
أعطِ‏ تفسيراً‏ علمياً‏ لكلّ‏ ممّا يلي:‏
السباحة في البحر الميت سهلة جداً‏ حتى أنك تطفو على سطح الماء دون تحريك اليدين أو
القدمين.‏
نقصان شدّة ثقل الجسم عند غمره في سائل ما.‏
تطفو الباخرة فوق سطح الماء مع أنّ‏ مسماراً‏ من مادتها ذاتها يغوص فيه.‏
.4 ال يمكن قياس شدّة دافعة أرخميدس على مكعب من السكر في كأس من الماء.‏
السؤال الثالث:‏
أضع إشارة )✓( إلى جانب العبارة الصحيحة أو إشارة )✗( إلى جانب العبارة المغلوطة،‏ ثمّ‏ أصوّ‏ ب العبارة
المغلوطة في كلّ‏ مما يأتي:‏
تتعلّق شدّة دافعة أرخميدس بحجم الجسم المغمور فقط
الجسم المغمور في سائل تصبح شدّة ثقله أكبر منها وهو في الهواء
.3 شدّة دافعة أرخميدس على الجسم تبقى ثابتة سواء أكان مغموراً‏ غمراً‏ كامالً‏ أو غمراً‏ جزيئاً.‏
تطفو البواخر إذا جعلنا فيها تجويفاً‏ صغيراً.‏
تطفو البيضة على سطح الماء عندما تكون شدّة دافعة أرخميدس أصغر من شدّة ثقل البيضة.‏
95

السؤال الرابع:‏
عندما أضع بيضة طازجة في وعاء يحوي ماء مقطر،‏ ثمّ‏ أذيب في الوعاء كمية من الملح تدريجياً،‏
أشاهد الحاالت الثالث الموضحة في الصور.‏ كيف أفسّر ذلك؟
ماء مالح
ماء مقطر
السؤال الخامس:‏
حل المسألتين اآلتيتين:‏
المسألة األولى
جسم شدّة ثقله في الهواء ، 60 N وعند غمره في الماء كلياً‏ تصبح شدّة ثقله ، 48 N احسب شدّة
دافعة أرخميدس عليه.‏
المسألة الثانية
جسم معدني كتلته ، 300 g وحجمه 150، cm 3 يُغمر غمراً‏ كامالً‏ في سائل كتلته الحجمية
-
، g = 10 m.s 2
3
- kg.m ، 800 إذا علمت أنّ‏
المطلوب حساب:‏
.1 شدّة دافعة أرخميدس على الجسم.‏
.2 شدّة ثقل الجسم.‏
.3 شدّة الثقل الظاهري للجسم.‏
96

إثراء:‏
‏•أرخميدس هو عالم يوناني ولد وعاش ومات قبل الميالد‏
بقرنين من الزمان،‏ اكتشف الكثير من االختراعات
مثل حلزون أرخميدس الذي يضخّ‏ الماء من األنهار.‏
‏•ووضع قوانين في الرياضيات ال زالت صحيحة ونعمل بها وله
مقولة شهيرة ‏»اعطوني نقطة ارتكاز واحدة خارج األرض ألرفع
لكم األرض«.‏
‏•وعندما طلب منه الملك هيرون معرفة إنّ‏ كان التاج ذهباً‏ خالصاً‏
أو يخالطه بعض الفضة اكتشف قانون الدافعة وهو يستحمّ،‏
وخرج عارياً‏ إلى الملك ليخبره بما اكتشف.‏
97

السؤال األول:‏
صل بين المصطلح العلمي في العمود )B( وما يناسبه في العمود )A(:
2
أسئلة الوحدة‏
العمود B
الباسكال
الضغط
الكتلة الحجمية
األواني المستطرقة
المانومتر
العمود A
مجموعة أوعية مختلفة األشكال مفتوحة من األعلى،‏ وتتصل مع بعضها البعض من األسفل.‏
وحدة قياس الضغط في الجملة الدولية
مقياس ضغط السوائل
القوة المؤثرة عموديا على وحدة السطح الذي تؤثر فيه القوة.‏
كتلة وحدة الحجوم من مادة ما.‏
السؤال الثاني:‏
حل المسألة اآلتية:‏
جسم صلب كتلته بشكل متوازي مستطيالت أبعاده ‏)‏‎20cmو‎30cmو‎50cm‏(‏ يستند على أرض
أفقية وباعتبار أنّ‏
.1 حجم الجسم مقدرا ب m 3
ثقل الجسم
الكتلة الحجمية للجسم
أكبر قيمة لضغط الجسم على األرض األفقية.‏
أصغر قيمة للضغط للجسم على األرض األفقية.‏
-
قيمة شدّة دافعة أرخميدس على الجسم إذا غمر في ماء كتلته الحجمية
1000 kg.m 3
-
g = 10 m.s 2 المطلوب حساب:‏
2.
3.
4.
5.
6.
السؤال الثالث:‏
أكمل خريطة المفاهيم اآلتية
دافعة أرخميدس تؤثّر في:‏
وتتعلق ب :
98

2
مشروع وسائل السفر
عند التخطيط لرحلة ما البد من دراسة زمن الرحلة ونوع وسيلة النقل والسرعة التي تسافر بها والطريق التي تسلكها.‏
الهدف العام:‏
وضع خطة لرحلتك والوصول إلى وجهتك في الوقت المحدّد.‏
أهداف المشروع:‏
1.
2.
3.
البحث في الزمن الذي تستغرقه في أثناء السفر.‏
المقارنة بين المدة الزمنية التي تستغرقها في وسائل السفر المختلفة.‏
تحديد أسرع وسيلة للسفر بين موقعين.‏
مراحل المشروع:‏
1.
2.
3.
1.
2.
3.
أوالً‏ - التخطيط:‏
اختيار نقطة البداية والوجهة النهائية.‏
تحديد مسارات واتجاهات السفر بين هذين الموقعين.‏
اختيار وسيلة النقل المناسبة بين هذين الموقعين.‏
ثانياً‏ - التنفيذ:‏
يتم توزيع الطالب إلى ثالث مجموعات:‏
المجموعة األولى:‏ تحسب المسافة بين الموقعين والزمن المستغرق باستخدام وسيلة نقل محدّدة
وتسجل البيانات ضمن جدول.‏
المجموعة الثانية:‏ تحسب المسافة بين الموقعين والزمن المستغرق باستخدام وسيلة نقل مختلفة
وتسجل البيانات ضمن جدول.‏
المجموعة الثالثة:‏ تنظم البيانات الواردة من المجموعتين باستخدام الحاسوب لتصميم رسم بياني
يقارن بين أزمان السفر والمسافات ومتوسط السرعات.‏
99
ثالثاً‏ - التقويم:‏
تستعرض المجموعات النتائج وتحللها الختيار وسيلة النقل األفضل للوصول في الوقت المحدّد.‏

الوحدة الثالثة
الحافظة الحرارية للسوائل
تُستخدم الحافظة الحرارية لعزل المادة
الموجودة بداخله عن الوسط المحيط وتتكوّن
من سطح خارج مصقول عازل للحرارة
ويمنع بذلك تأثير الوسط المحيط على
السائل الموجود بداخله كما يحتوي على
وعاء داخلي مصقول يمنع انتقال الحرارة من
داخل الحافظة إلى الخارج.‏ توجد طبقة من
الفلين أو الهواء بين الوعاء الخارجي والوعاء
الداخلي تمنع تسرّب الحرارة.‏

المادة والحرارة
3
- ‎1‎الحرارة
- 2 انتشار الحرارة
- ‎3‎تمدّد األجسام بالحرارة

1
الحرارة‏
اهداف:‏
‏-يستنتج تعريف كمية الحرارة.‏
‏-يشرح تحوّل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية.‏
‏-يعدّد بعض أنواع مقاييس الحرارة.‏
الكلمات المفتاحية:‏
كمية الحرارة - درجة الحرارة - مقاييس الحرارة - السعة الحرارية - الحرارة النوعية
‏•عندما تضع يدك في ماء بارد بماذا تشعر؟ ولماذا؟
‏•عندما تضع يدك في ماء ساخن بماذا تشعر؟ ولماذا؟
مفهوم كمية الحرارة
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
وعاء يحوي ماء ساخن،‏ وعاء يحوي ماء بارد،‏ مقياس درجة الحرارة.‏
1 أقيسُ‏ درجة حرارة الماء البارد،‏ ثمّ‏ أسجل قراءتي.‏
2 أقيسُ‏ درجة حرارة الماء الساخن،‏ ثمّ‏ أسجل قراءتي.‏
3 أضيفُ‏ الماء البارد إلى الساخن وأقيس درجة الحرارة بعد مرور دقيقة واحدة،‏ ثمّ‏ أسجل قراءتي.‏
4 أقارن بين القراءات السابقة.‏
‏•ماذا أالحظ؟
102

أستنتج:‏
‏•كمية الحرارة ‏)الحرارة(‏ هي الطاقة الحرارية التي تنتقل دائماً‏ من الجسم الساخن إلى الجسم البارد
المتماسين بسبب الفرق في درجة حرارتيهما.‏
‏•الجسم يكتسب طاقة حرارية عندما ترتفع درجة حرارته.‏
‏•الجسم يفقد طاقة حرارية عندما تنخفض درجة حرارته.‏
‏•تُسمى الحالة التي تتساوي فيها درجة حرارة الجسمين عندما يكونا في تماس مع بعضهما
بالتوازن الحراري.‏
3.
درجة الحرارة والطاقة الحركية
‏•جميع المواد مكونة من ذرّ‏ ات وجزئيات،‏ تمتلك طاقة كامنة وتتحرك حركة عشوائية وبسرع
مختلفة،‏ فهي تملك طاقة حركية،‏ وكلما كانت سرعة هذه الجسيمات أكبر كانت طاقتها الحركية
أكبر.‏
ما الذي يحصل عندما يكتسب جسمٌ‏ ما كمية من الحرارة؟
يكتسب الجسم طاقة حرارية فتزداد الطاقة الحركية للجسيمات وتتحرك بسرعة أكبر وبالتالي تزداد
درجة حرارته.‏
وعندما يبرد الجسم يفقد جزءاً‏ من طاقته الحرارية فتقلّ‏ طاقته الحركية ممّا يبطئ من حركة جسيماته
فتنخفض درجة حرارته.‏
‏•درجة الحرارة تعدّ‏ مقياساً‏ لمتوسط الطاقة الحركية لجسيمات ذلك الجسم.‏ أما الطاقة الحرارية هي
مجموع الطاقات الكامنة والحركية للجسيمات.‏
أختبر نفسي:‏
أالحظ الشكل اآلتي ثم أجيب:‏
.1 درجة حرارة الكاكاو المثلّج ‏)أقلّ‏ - أعلى(‏ من
درجة حرارة الكاكاو الساخن.‏
.2 متوسط الطاقة الحركية لجسيمات الكاكاو
المثلج ‏)أقلّ‏ - أعلى(‏ من متوسط الطاقة الحركية
لجسيمات الكاكاو الساخن.‏
يمتلك ‏)الكاكاو المثلّج - الكاكاو الساخن(‏
كمية كبيرة من الطاقة الحرارية.‏
103

ملاحظة:‏
عند وجود عينتين متماثلتين في النوع ولهما الحجم ذاته،‏ فإنّ‏ العينة األسخن تحتوي على طاقة
حرارية أكبر.‏
مقاييس درجة الحرارة
قد يجد أحدهم أنّ‏ درجة حرارة الشاي المقدم إليه مناسبة ويقوم بارتشافه مباشرة بينما يجد
شخص آخر أنّ‏ درجة حرارة الشاي ذاته مرتفعة وينتظر قليالً‏ قبل ارتشافه للشاي.‏
‏•كيف يمكن لنا معرفة درجة الحرارة بدقة؟
مقياس درجة الحرارة هو أنبوب زجاجي دقيق مملوء بسائل وغالباً‏ ما يُستخدم الزئبق والكحول
في المقياس ألنهما يبقيان سائلين ضمن مدى واسع من درجات الحرارة.‏
هناك ثالثة ساللم لقياس درجة الحرارة هي:‏
‏•السلّم المئوي ‏)السيليزي(:‏ وتُقاس فيه درجات الحرارة بالدرجات السيليزية C°.
‏•السلّم الفهرنهايتي:‏ وتُقاس فيه درجات الحرارة بالدرجات الفهرنهايتية F°.
‏•السلّم كلفن:‏ تُقاس فيه درجات الحرارة بدرجة كلفن . K
إضاءة:‏
درجة غليان الماء
درجة حرارة الجسم
100 درجة
100 درجة
180 درجة
درجة حرارة الغرفة
درجة تجمد الماء
مقياس فهرنهايت
مقياس مئوي
مقياس كلفن
104

ولمقاييس درجة الحرارة استخدامات شتى في المنازل والطب والصناعة،‏ منها:‏
.1 مقاييس رقمية تعتمد على تحويل الطاقة الحرارية مباشرة إلى إشارة كهربائية.‏
.2 مقاييس زئبقية أو كحولية يعتمد عملها على تمدّد السوائل بالتسخين.‏
) 35 C-
42C
•
تكون تدريجات المقاييس الطبية الزئبقية محصورة بين ( c c
العالقة بين كمية الحرارة وتغيّر درجة الحرارة
‏•دلت الدراسة التجريبيّة أنّه عند وضع مقاومة كهربائية لتسخين كمية من الماء في مسعر معزول
حرارياً‏ فإنّ‏ قيم كمية الحرارة المكتسبة وتغيّر درجة الحرارة تكون كما في الجدول اآلتي:‏
105
كمية الحرارة المكتسبة Q
c =
Q
3t
c
3t(C) النسبة
c تغيّر درجة الحرارة (J)
(J/ C)
36.4 2.2 80
36.4 5.5 200
36.4 11.0 400
36.4 16.5 600
36.4 22.0 800
‏•نالحظ من الجدول السابق أنّ‏ النسبة بين كمية الحرارة التي يكسبها الماء وتغيّر درجة الحرارة هو
مقدار ثابت،‏ نسمي هذا المقدار بالسعة الحرارية للماء.‏ نرمز للسعة الحرارية بالرمز c ونستنتج أنّ‏
كمية الحرارة التي يكسبها الماء:‏ = =
Q c( 3t) c( tf-
ti)

•
•
حيث:‏ t f درجة الحرارة النهائية،‏ و t i درجة الحرارة االبتدائية.‏
‏•من أجل كتلة ماء تساوي 1kg فإنّ‏ السعة الحرارية المحسوبة هي لوحدة الكتلة،‏ وندعوها حينئذٍ‏
بالحرارة النوعية للماء،‏ ونرمز لها بالرمز . C
من أجل كتلة الماء mkg فإنّ‏ سعته الحرارية:‏ =
كمية الحرارة التي يكتسبها الماء تُعطى بالعالقة:‏ =
أستنتج:‏
c
mC
. J وتقدّر بالجول Q mC( t f - t i )
‏•السعة الحرارية ( c ) لجسم ما هي كمية الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة هذا الجسم درجة
مئوية واحدة.‏
‏•الحرارة النوعية ( C ) لمادة ما هي كمية الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة وحدة الكتلة من هذه
المادة درجة مئوية واحدة.‏
‏•في حال اكتسبت مادة كتلتها m كمية من الحرارة Q فارتفعت درجة حرارتها من الدرجة
t i إلى الدرجة ، t f وكانت الحرارة النوعية للمادة تساوي C فإنّ‏ العالقة التي تربط المقادير
المذكورة هي:‏
) i Q = mC( t f - t حيث:‏
Q تقدّر بالجول،‏ m تقدّر بوحدة ، g تقدّر بوحدة ، تقدّر بوحدة
إثراء:‏
يتمتّع الماء بأعلى حرارة نوعية بين جميع المواد المكتشفة في الطبيعة.‏
المادة الحرارة النوعية c
(J.g - 1 1
.C -
)
4.18
الماء 0.45
الحديد 0.387
النحاس األلمنيوم 0.9
106

نضع وعاءً‏ فيه 2kg من الماء على موقد فترتفع درجة حرارة الماء من الدرجة 20c C إلى الدرجة
80cC
تطبيق محلول:‏
المطلوب:‏
أحسب كمية الحرارة التي اكتسبها الماء؟ علماً‏ أنّ‏ الحرارة النوعية للماء:‏ c
الحل:‏
نستخدم العالقة:‏ =
C = 4.18 J.g . C
-1 -1
Q mC( t f - t i )
Q = 2000 # 4.18 #(80 - 20)
Q = 501600 J
Q = 501.6kJ
‏•كمية الحرارة ‏)الحرارة(‏ هي الطاقة الحرارية التي تنتقل دائماً‏ من الجسم الساخن إلى الجسم البارد
المتماسين بسبب الفرق في درجة حرارتيهما.‏
‏•الجسم يكتسب طاقة حرارية عندما ترتفع درجة حرارته.‏
‏•الجسم يفقد طاقة حرارية عندما تنخفض درجة حرارته.‏
‏•تُسمى الحالة التي تتساوي فيها درجة حرارة الجسمين عندما يكونا في تماس مع بعضهما
بالتوازن الحراري.‏
‏•درجة الحرارة تعدّ‏ مقياساً‏ لمتوسط الطاقة الحركية لجسيمات ذلك الجسم.‏ أما الطاقة الحرارية
هي مجموع الطاقات الكامنة والحركية للجسيمات.‏
‏•السعة الحرارية ( c ) لجسم ما هي كمية الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة هذا الجسم درجة
مئوية واحدة.‏
‏•الحرارة النوعية ( C ) لمادة ما هي كمية الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة وحدة الكتلة من هذه
المادة درجة مئوية واحدة.‏
‏•في حال اكتسبت مادة كتلتها m كمية من الحرارة Q فارتفعت درجة حرارتها من الدرجة
t i إلى الدرجة ، t f وكانت الحرارة النوعية للمادة تساوي ، C فإنّ‏ العالقة التي تربط المقادير
المذكورة هي:‏ =
Q mC( t f - t i )
تعلمتُ‏ :
107

أتفكّر
لماذا يدفأ الجو عادةً‏ عند سقوط الثلج؟
أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
في الصور اآلتية،‏ أيّهما يفقد حرارة؟ وأيّهما يكتسب حرارة؟
1.
2.
3.
4.
السؤال الثاني:‏
ضع إشارة )✓( إلى جانب العبارة الصحيحة وإشارة )✗( إلى جانب العبارة المغلوطة:‏
.1 درجة تجمّد الماء حسب مقياس فهرنهايت هي الصفر.‏
.2 درجة غليان الماء حسب مقياس كلفن هي المئة.‏
.3 يمكن قياس درجة حرارة غليان الماء باستخدام مقياس حراري كحولي.‏
السؤال الثالث:‏
اعطِ‏ مقادير كلّ‏ من الدرجات اآلتية بالدرجة المطلقة كلفن:‏
-20cC
50cC
-12cF
132cF
108

السؤال الرابع:‏
حل المسألتين اآلتيتين:‏
المسألة األولى:‏
وعاء من النحاس كتلته 2kg يحتوي 4kg من الماء السائل بدرجة حرارة ، 20c C احسب كمية
الحرارة الالزم تقديمها إلى جملة الوعاء والماء حتى يصل الماء إلى الغليان.‏ إذا علمت أنّ‏ الحرارة
النوعية للنحاس هي c
المسألة الثانية:‏
. 4.18 J.g . C
c والحرارة النوعية للماء هي 0.587 J.g . C
-1 -1
-1 -1
كرة من الحديد كتلتها ودرجة حرارتها ، 200c C توضع الكرة في وعاء بالستيكي عازل
للحرارة يحوي 500 g من الماء السائل الذي درجة حرارته تساوي
،10cC نهمل تبخّر الماء،‏ ونهمل تبادل الحرارة مع الوعاء البالستيكي.‏ إذا علمت أنّ‏ الحرارة
النوعية للحديد هي c
4.18 J.g . C
c والحرارة النوعية للماء هي 0.45 J.g . C
-1 -1
-1 -1
المطلوب:‏
.1 صِ‏ ف ماذا يحدث؟
.2 احسب درجة حرارة الماء عند التوازن الحراري بين الكرة والماء.‏
109

2
انتشار الحرارة‏
اهداف:‏
‏-يوضّ‏ ح باألمثلة طرائق انتشار الحرارة.‏
‏-يتعرّف فكرة العزل الحراري.‏
‏-يقدّر قيمة الطاقة المستخدمة في حياتنا.‏
الكلمات المفتاحية:‏
التوصيل - الحمل - اإلشعاع - العزل الحراري
تشعر بالدفء والحرارة عند الجلوس أمام المدفأة في يومٍ‏ باردٍ‏ .
110 كيف تنتقل الحرارة من جسمٍ‏ آلخر؟ وكيف تنتقل الحرارة من مكان إلى آخر في المادة نفسها؟

انتشار الحرارة بالنقل ‏)التوصيل(‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
شريط معدني،‏ ملقط خشبي،‏ شمع،‏ مصباح بنزن.‏
1 أمسكُ‏ شريطاً‏ معدنياً‏ من أحد طرفيه بملقط خشبي.‏
2 أضعُ‏ في منتصفه قطعة صغيرة من الشمع.‏
3 أسخّن الطرف اآلخر باستخدام مصباح بنزن فترة زمنية مناسبة.‏
‏•ماذا أالحظ؟
انتقلت الحرارة من طرف الشريط المعرّ‏ ض للحرارة إلى قطعة الشمع فسبّبت انصهارها.‏
حيث أنّ‏ الذرّات المجاورة للمنطقة المعرّ‏ ضة للهب مصباح بنزن تسخن،‏ فتنقل الحرارة للذرّات القريبة
منها الواحدة تلو اآلخر.‏
أستنتج:‏
‏•انتشار الحرارة بالنقل ‏)التوصيل(‏ يتم بانتقال الحرارة في المادة من ذرّة إلى أخرى مع بقاء الذرّات في مكانها.‏
111

انتشار الحرارة بالحمل
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
وعاء يحوي ماء،‏ نشارة خشب ناعمة،‏ مصباح بنزن.‏
1 أضيف إلى كأس الماء القليل من نشارة الخشب الناعمة.‏
2 أسخن الوعاء بهدوء.‏
3 أراقب حركة نشارة الخشب.‏ ماذا أالحظ؟
4 أطفئ لهب مصباح بنزن.‏ ماذا أالحظ؟
إنّ‏ حبيبات الخشب المالمسة لقعر الوعاء بدأت تتحرك إلى األعلى من وسط الكأس وعندما تصل إلى سطح
الماء تهبط من الجوانب حيث أنّ‏ جزئيات الماء المجاورة للمنطقة المعرضة للحرارة تسخن فتقل كتلتها الحجمية
وترتفع إلى األعلى حاملة معها نشارة الخشب الناعمة وتحل محلها جزيئات الطبقة األعلى فتنتقل الحرارة إلى هذه
الجزيئات من جديد وهكذا …
عندما ينطفئ لهب مصباح بنزن تهدأ نشارة الخشب بالتدريج وتعود لتستقر مرة أخرى أسفل الوعاء.‏
أستنتج:‏
‏•انتشار الحرارة بالحمل يتم بانتقال جزيئات المادة على شكل تيارات تُدعى تيارات الحمل.‏
112

هل تعلم أنّ‏ تيارات الحمل تسبّب تشكّل الرياح!‏
ما الفرق بين انتقال الحرارة بالتوصيل وانتقال الحرارة بالحمل؟
تنتقل الطاقة الحرارية بالتوصيل في المواد الصلبة حيث تنتقل الطاقة وال تنتقل الجزيئات،‏ أمّا
في حالة انتقال الطاقة الحرارية بالحمل في المواد السائلة والغازية فتنتقل الجزيئات ذاتها
حاملة معها الطاقة الحرارية.‏
113

انتشار الحرارة باإلشعاع
•
هل سألت نفسك:‏
‏•كيف تصلك الحرارة حينما يسخن سلك المدفأة الكهربائية الموضوعة أمامك؟
كيف تصل حرارة الشمس إلى األرض التي تبعد عنها ما يقارب #
كيلومتر؟
150 أي 150 مليون
10 6
m
حين يسخن سلك المدفأة الكهربائية فإنّه يشعّ‏ كميات من الحرارة في جميع االتجاهات وهذا ما
يجعلك تشعر بالدفء.‏
ينتقل اإلشعاع الحراري في الفراغ وعبر المواد الشفافة المختلفة،‏ وهو يمرّ‏ فيها دون إحداث تغييرات
ملموسة في درجات حرارتها.‏ فهو يخترق الهواء مثالً‏ دون أن يسخّنه.‏
أختبر نفسي:‏
أتمم خريطة المفاهيم اآلتية بما يناسبها:‏
طرائق انتقال الحرارة
بالحمل
في المواد الصلبة
في الغازات والفراغ
ماء
114

العزل الحراري
‏•لماذا نرتدي المالبس السميكة في الشتاء؟ ولماذا نستخدم مزيداً‏ من األغطية الصوفية في األيام
الباردة؟
‏•لماذا تُصنع الثالجة من جدران ثخينة ومضاعفة؟
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
قطعة من الخشب،‏ ساق من الحديد،‏ مدفأة.‏
1 أمسك بيدي اليمنى قطعة من الخشب وأجعل طرفها يالمس مدفأة.‏
2 أمسك بيدي اليسرى ساق من الحديد وأجعل طرفه يالمس مدفأة.‏
3 أيّهما أفضل توصيل للحرارة الخشب أم سلك الحديد؟
أستنتج:‏
‏•الخشب رديء التوصيل للحرارة ويمكن استخدامه في العزل الحراري بينما الحديد جيد للتوصيل
للحرارة وال يصلح للعزل الحراري.‏
115

هل تتساوى المواد في قدرتها على توصيل الحرارة؟ أم أنها تتفاوت في توصيلها للحرارة؟
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
ساق من الحديد،‏ ساق من النحاس،‏ كرات صغيرة من الشمع.‏
حديد
شمع
1 آخذ سلكين من الحديد والنحاس.‏
نحاس
2 ألصق بهما كرات صغيرة من الشمع وعلى أبعاد متساوية.‏
مصدر حراري
3 أجعل طرفي الساقين المعدنيين متقاربين وأسخّنهما باستخدام
مصدر حراري بحيث تصلهما الحرارة بالتساوي.‏
4 تنصهر كرات الشمع الموضوعة على ساق النحاس قبل كرات الشمع الموضوعة على ساق
الحديد.‏
أستنتج:‏
‏•النحاس أكثر توصيالً‏ للحرارة من الحديد.‏
هل تعلم؟
تمتاز المعادن بكفاءة عالية في التوصيل الحراري الحتوائها على إلكترونات حرّة،‏ ولذلك تُعدّ‏
من الموصالت الجيدة للحرارة والكهرباء.‏
116

أختبر نفسي:‏
أيّهما أفضل لشرب الشاي الساخن أن يكون في كأس من الزجاج أم في كأس من األلمنيوم؟ ولماذا؟
تعلمتُ‏ :
‏•طرائق انتشار الحرارة:‏ بالحمل والنقل واإلشعاع.‏
‏•انتشار الحرارة بالنقل يتم انتقال الحرارة في المادة من ذرّ‏ ة ‏)أو جزيء(‏ إلى أخرى مع بقاء
الذرّ‏ ات في مكانها.‏
‏•انتشار الحرارة بالحمل يتمّ‏ بانتقال جزئيات المادة على شكل تيارات تُدعى تيارات الحمل
‏•ينتشر اإلشعاع الحراري في الفراغ وعبر المواد الشفافة المختلفة.‏
‏•يخترق اإلشعاع الحراري الهواء دون أن يسخّنه
‏•تُستخدم المواد رديئة التوصيل للحرارة في العزل الحراري،‏ بينما ال تُستخدم المواد جيدة
التوصيل للحرارة في العزل الحراري.‏
أتفكّر
لماذا توضع مكيفات الهواء في أعلى الغرفة قريبة من السقف؟
117
نشاط:‏
لماذا يُ‏ نقل السمك من مناطق الصيد إلى مناطق االستهالك
في صناديق مصنوعة من الفلين؟
اكتب موضوعاً‏ موجزاً‏ عن استخدامات الفلين مستعيناً‏ بالشابكة
ومكتبة مدرستك.‏

أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
أكمل الفراغات في كلّ‏ من العبارات اآلتية:‏
تنتقل الحرارة من الشمس إلى األرض بطريقة .
تنتقل الحرارة عند سلق الخضروات بطريقة .
إذا كان لديك قطع من الخشب والحديد والنحاس فإنّ‏ أكثرها توصيالً‏ للحرارة
حاملة معها
1.
2.
3.
هو .
4.
انتقال الحرارة بالحمل في الهواء يتطلب صعود جزيئات الهواء إلى
الطاقة الحرارية.‏
(d
(d
السؤال الثاني:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 إحدى المواد اآلتية تنتقل فيها الحرارة بالتوصيل:‏
الماء a)
النحاس b)
الهواء c)
الزيت
2.
(a
إحدى المواد اآلتية تنتقل فيها الحرارة بتيارات الحمل:‏
الماء
النحاس b)
الحديد c)
الخشب
(d
(c
3.
(a
انتشار الحرارة بالنقل يتمّ‏ في:‏
المعادن
السوائل b)
الغازات
الفراغ
.4 طريقة انتشار الحرارة التي ال تحتاج إلى وسط مادي هي:‏
(d
(c
(b
النقل a)
الحمل
اإلشعاع
التوصيل
118

السؤال الثالث:‏
درجة حرارة الشاي الساخن أعلى من درجة حرارة الكميّة ذاتها من العصير المثلّج.‏ حدّ‏ د في أيّ‏ من
السائلين تكون طاقة حركة الجزيئات أكبر،‏ ولماذا؟
السؤال الرابع:‏
يُمثّل الشكل اآلتي شخصاً‏ يقوم بتسخين سائل بواسطة فحم مشتعل وفي هذه العملية نجد الطرائق الثالث
النتشار الحرارة،‏ وقد رُمز لها باألرقام )3 - 2 - 1( حدّ‏ د طريقة انتشار الحرارة في األماكن المشار إليها بأرقام.‏
2
1
3
119

تمدّ‏ د األجسام بالحرارة‏ 3
اهداف:‏
‏-يتعرّف التمدّد الطولي لألجسام الصلبة.‏
‏-يستنتج العوامل المؤثّرة في التمدّد الطولي لألجسام الصلبة.‏
‏-يتعرّف التمدّد الحجمي لألجسام الصلبة.‏
‏-يتعرّف التمدّد الحجمي للسوائل.‏
‏-يتعرّف التمدّد الظاهري للسوائل.‏
‏-يتعرّف تمدّد الغازات.‏
‏-يثمّن تطبيقات تمدّد األجسام بالحرارة.‏
الكلمات المفتاحية:‏
الحقيقي-‏
التمدّد الطولي-‏ التمدّد الحجمي-‏ التمدّد الظاهري-‏ التمدّد
معامل التمدّد الطولي.‏
‏•عندما ننظر إلى سكة القطار عن قرب نالحظ وجود فواصل بين أجزاء السكة الحديدية.‏ ما تفسير
ذلك؟
120
تخضع معظم األجسام لتمدّد بأبعادها عندما ترتفع درجة حرارتها.‏ يختلف هذا التمدّد بحسب
طبيعة المادة،‏ فإذا نظرت إلى أسالك الهاتف والكهرباء في فصل الصيف تبدو متدلية بينما
تبدو مشدودة في فصل الشتاء،‏ وكذلك تالحظ صعود الزئبق في ميزان الحرارة الطبي عند
قياس درجة حرارة جسمك.‏

التمدّ‏ د الطولي لألجسام الصلبة
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
مقياس التمدّد الطولي،‏ موقد حراري.‏
مقياس التمدّ‏ د الطولي
حقيبة الحرارة
1 أثبّت نهاية ساق نحاسية طولها L 0 على مقياس التمدّد الطولي،‏ وأجعل نهايتها تالمس المؤشّر.‏
2 أسخّن الساق النحاسية بوضع موقد تحتها لفترة زمنية مناسبة.‏
3 أراقب حركة المؤشّر خالل فترة زمنية،‏ ثمّ‏ أقرأ داللته وأسجّلها.‏
4 أسخّن الساق لفترة زمنية أطول،‏ وأراقب حركة المؤشّر.‏ ثمّ‏ أقرأ داللته وأسجّلها.‏
5 أكرّر التجربة مع ساق نحاسية أطول من الساق األولى،‏ وأراقب حركة المؤشّر.‏ ثمّ‏ أقرأ داللته
وأسجّلها.‏
6 أكرّر التجارب السابقة مع ساق من األلمنيوم،‏ وأراقب حركة المؤشّر.‏ ثمّ‏ أقرأ داللته وأسجّلها.‏
7 أقارن النتائج التي حصلت عليها،‏ ماذا أستنتج؟
121

•
أستنتج:‏
‏•يزداد طول األجسام الصلبة عند ارتفاع درجة حرارتها.‏
‏•يتوقّف التمدّد الطولي لألجسام الصلبة على العوامل اآلتية:‏
تغيّر درجة الحرارة.‏ =
‏•الطول األصلي للجسم . L 0
‏•نوع مادة الجسم.‏
3t t2-
t1
تعريف:‏
معامل التمدّ‏ د الطولي : a مقدار التمدّد الذي يطرأ على ساق طوله 1m عند ارتفاع درجة حرارته
درجة مئوية واحدة،‏ ويقدّر بوحدة .
لنفرض أنّ:‏
ساق طولها L 0 عند درجة الحرارة ، t 1 ويصبح طولها L عند درجة ، t 2 و معامل تمدّدها الطولي
L- L0 L0a
3 t
، a فتحسب الزيادة في الطول بالعالقة:‏ =
) ( ‏)قانون التمدّد الطولي(‏
يبيّن الجدول اآلتي قيم معامل التمدّد الطولي لبعض المواد:‏
وتحسب L بالعالقة:‏ L = L0 1+ a 3 t
-
a(C 1
)
c
المادة معامل التمدّد الطولي
16.6# 10 - 6
النحاس
11.33 # 10 -6
الحديد
11.33 # 10 -6
األلمنيوم
4.0# 10 -6
الزجاج المتحمل للحرارة
122

تطبيق محلول:‏
ساق حديدية طولها عند الدرجة ، 0C c تُسخن إلى الدرجة ، 40c C إذا علمت أنّ‏ معامل
التمدّد الطولي للحديد يساوي .
المطلوب:‏
احسب الزيادة في طول هذه الساق.‏
الحل:‏
6
L- L0 = 100 # 11.3# 10 # 40
L- L0 L0a
3 t
القانون:‏ =
حساب:‏ t = t2 t1
3 -
3t
= ( 40 - 0)
= 40 Cc
-
بالتعويض بالقانون نجد:‏
إثراء:‏
أهمية التمدّد الطولي في حياتنا
منظّ‏ م الحرارة
عند استخدام والدتك المكواة لكيِّ‏ المالبس،‏ فإنّك تالحظ
عند تسخين المكواة إلى درجة حرارة معينة،‏ أنّ‏ الكهرباء
تنقطع عن المكواة،‏ ثمّ‏ تعود بعد أن تبرد المكواة.‏ ويتمّ‏
ذلك بواسطة منظّم الحرارة،‏ ويتكوّن من صفيحة مزدوجة
في دارة كهربائية فيسخن ويتقوّس،‏ لماذا؟
وتفتح الدارة الكهربائية فتنقطع الكهرباء،‏ حتى تبرد المكواة فيعود السلك إلى وضعه ويغلق الدارة،‏
فيسخن السلك والمكواة.‏
وهناك الكثير من األجهزة الكهربائية في منازلنا والتي تحوي منظّماً‏ حرارياً‏ مثل:‏
123

التمدّ‏ د الحجمي لألجسام الصلبة
وضعت سيدة كوباً‏ زجاجياً‏ ضمن كوب آخر،‏ فعلّق ولم تتمكّن من إخراجه.‏ كيف يمكن مساعدة
هذه السيدة لفكّ‏ الكوبين عن بعضهما البعض؟
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
مقياس التمدّد الحجمي،‏ منبع حراري،‏ كرة معدنية،‏ حلقة.‏
1 أدخلُ‏ الكرة ضمن حلقة معدنية على مقاسها كما في الشكل.‏
2 أسخنُ‏ الكرة المعدنية إلى درجة الحرارة مناسبة.‏ ماذا أستنتج؟
تتمدّ‏ د الكرة بالتسخين فيزداد حجمها ويصبح قطرها أكبر من قطر الحلقة فال تدخل فيها.‏
أستنتج:‏
‏•يزداد حجم األجسام الصلبة بارتفاع درجة حرارتها وينقص بنقصانها.‏
‏•يتوقّف التمدّد الحجمي لألجسام الصلبة على العوامل اآلتية:‏
‏•تغيّر درجة الحرارة.‏
‏•الحجم األصلي للجسم.‏
‏•نوع مادة الجسم.‏
124

تمدّ‏ د السوائل
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
حوجلة زجاجية،‏ أنبوب زجاجي رفيع وطويل،‏ سدّة مطاطية مثقوبة،‏ سوائل ملوّنة مختلفة،‏ وعاء
زجاجي متحمّل للحرارة،‏ منبع حراري،‏ مقياس حرارة.‏
1 أمأل الماء الملون ضمن الحوجلة واألنبوب الزجاجي حتى السوية . A
2 أسخّن الماء في الوعاء الزجاجي حتى درجة حرارة مناسبة.‏
3 أغمر الحوجلة في الوعاء الذي يحوي ماء ساخن،‏ وأالحظ ما يحدث؟
4 أكرّر التجربة ذاتها باستخدام سائل آخر حتى السوية ذاتها . A ماذا أستنتج؟
125
عند وضع الحوجلة في الماء الساخن تمدّد زجاج الحوجلة أوالً‏ فانخفض مستوى الماء الملوّن إلى
السوية B وعندما انتقال الحرارة إلى الماء الملوّن تمدّد أكثر من تمدّد الزجاج فارتفع إلى السوية . C
أقارن النتائج ثمّ‏ أختار اإلجابة الصحيحة
.1 حجم السائل المحصور بين السويتين A و B يمثّل مقدار ‏)تمدّد اإلناء - التمدّد الحقيقي
للسائل(‏
.2 حجم السائل بين السويتين B و C يمثّل مقدار ‏)تمدّد اإلناء - التمدّد الحقيقي للسائل(.‏
.3 حجم السائل المحصور بين السويتين A و C يمثّل مقدار تمدّد السائل بالنسبة إلى اإلناء
ونسميه ‏)التمدّد الحقيقي – التمدّد الظاهري(‏ للسائل.‏
.4 عند استبدال الماء الملون بسائل آخر حتى السوية ذاتها ، A ‏)يختلف – ال يختلف(‏ موضعا
السويتين B و . C

أستنتج:‏
‏•تتمدّد السوائل بالحرارة.‏
‏•يتوقّف التمدّد الحقيقي للسوائل على طبيعة السائل فقط.‏
‏•يتوقّف التمدّد الظاهري لسائل على طبيعة السائل وطبيعة اإلناء الذي يحويه.‏
‏•التمدّد الحقيقي لسائل = التمدّد الظاهري للسائل + تمدّد اإلناء
إضاءة:‏
يعتمد مبدأ عمل مقاييس درجة الحرارة الزئبقية والكحولية على التمدّد الظاهري للسوائل.‏
تمدّ‏ د الغازات
أجرّب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
بالون،‏ وعاء زجاجي يحوي ماء،‏ منبع حراري،‏
منصب معدني،‏ خيط،‏ جسم معدني صغير.‏
1 أنفخ بالوناً‏ بحيث يحوي قليالً‏ من الهواء.‏
‏أربط 2 البالون بخيط معلّق بالجسم المعدني
الموضوع في قاع الوعاء.‏
3 أسخّن الماء في الوعاء وانتظر قليالً‏ من الزمن.‏
4 أراقب حجم البالون.‏ ماذا أستنتج؟
نتيجة الرتفاع درجة حرارة الهواء داخل البالون فإنّ‏ الهواء يتمدّ‏ د ويزداد حجمه مما يؤدي إلى زيادة حجم البالون.‏
أستنتج:‏
‏•يزداد حجم الغازات بالتسخين.‏
126

أالحظ الصور اآلتية وأرقب البالون المنفوخ،‏ ماذا أستنتج؟
زجاجة فارغة
بالون
أستنتج:‏
‏•ينقص حجم الغازات بالتبريد.‏
حوض به ماء بارد
1 2 3
‏•يزداد طول األجسام الصلبة عند ارتفاع درجة حرارتها وينقص بنقصانها.‏
‏•يتوقّف التمدّد الطولي لألجسام الصلبة على العوامل اآلتية:‏
تغيّر درجة الحرارة =
. C -1
L = L0( 1 a 3 t)
. 3 t - t
1.
2. الطول األصلي للجسم . L 0
3.
t 2 1
تعلمتُ‏ :
1.
2.
3.
•
نوع مادة الجسم.‏
‏•معامل التمدّ‏ د الطولي : a مقدار التمدّد الذي يطرأ على ساق طوله 1m عند ارتفاع درجة حرارته
c
درجة مئوية واحدة،‏ ويقدّر بوحدة
قانون التمدّد الطولي لألجسام الصلبة:‏ +
‏•يزداد حجم األجسام الصلبة بارتفاع درجة حرارتها وينقص بنقصانها.‏
‏•يتوقف التمدّد الحجمي لألجسام الصلبة على العوامل اآلتية:‏
تغيّر درجة الحرارة.‏
الحجم األصلي للجسم.‏
نوع مادة الجسم.‏
‏•تتمدّد السوائل بالحرارة وتتقلص بالبرودة.‏
‏•يتوقّف التمدّد الحقيقي للسوائل على طبيعة السائل فقط.‏
‏•يتوقّف التمدّد الظاهري لسائل على طبيعة السائل وطبيعة اإلناء الذي يحويه.‏
‏•التمدّد الحقيقي لسائل = التمدّد الظاهري للسائل + تمدّد اإلناء
‏•يزداد حجم الغازات بالتسخين وينقص بالتبريد.‏
127

أتفكّر
يستخدم المنطاد في بعض المناطق السياحية،‏ فسّر كيف يتم التحكّم بإقالع وهبوط المنطاد.‏
نشاط:‏
أضع قطع صغيرة من الجليد المجروش في قارورة من البالستيك
الشفاف ونغلقها بشكل محكم،‏ ثمّ‏ نرجّ‏ ها لتنتشر فيها قطع الجليد ونتركها
لفترة من الزمن.‏ ماذا يحدث لقارورة البالستيك،‏ وما السبب برأيك؟
1.
2.
أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
ضع إشارة )✓( إلى جانب العبارة الصحيحة وإشارة )✗( إلى جانب العبارة المغلوطة وصحّحها:‏
تتغيّر أبعاد األجسام الصلبة فقط عند ارتفاع درجة الحرارة.‏
يتوقّف مقدار التمدّد الطولي لألسالك المعدنية على نوع المعدن.‏
.3 عند ارتفاع درجة الحرارة يزداد حجم الغاز،‏ ويحافظ السائل على حجمه عند تسخينه.‏
.4 يمكن لسلك مشدود بين نقطتين أن ينقطع إذا انخفضت درجة حرارته.‏
128

1.
2.
السؤال الثاني:‏
أعطِ‏ تفسيراً‏ علمياً‏ لكلّ‏ ممّا يأتي:‏
تسقط حشوات األسنان أحياناً‏ عند تناول المشروبات الساخنة أو الباردة.‏
تتشقق أنابيب المياه ‏)غير المعزولة(‏ في األيام شديدة البرودة.‏
.3 عند تسخين سائل في وعاء زجاج تنخفض سوية السائل عند بدء التسخين ثمّ‏ تعود لالرتفاع.‏
السؤال الثالث:‏
لنفرض بأنّنا لحمنا مسطرتين معدنيتين من معدنين مختلفين من طرفيهما،‏ األولى مقابل الثانية،‏ ثم
قمنا بتسخينهما معاً.‏ ارسم شكالً‏ تقريبياً‏ لما سيصبح شكلهما.‏
السؤال الرابع:‏
حلّ‏ المسائل اآلتية:‏
المسألة األولى:‏
أنبوب من الرصاص،‏ طوله 80 m بدرجة حرارة . 20c C كم يصبح طوله عندما يمرّ‏ به ماء ساخن
درجة حرارته ، 80c C إذا علمت أنّ‏ معامل التمدّد الطولي للرصاص c
المسألة الثانية:‏
a = 29 # 10 C
- 6 - 1
أعد التمرين السابق،‏ واحسب نقصان الطول عندما يمرّ‏ به ماء بارد درجة حرارته . 0C c
المسألة الثالثة:‏
ساق معدنية طولها 3.521 m عند درجة الحرارة 12 C c وعند تسخينها إلى الدرجة 100 C c يصبح
طولها . 3.523 m احسب معامل التمدّد الطولي للمعدن التي صُ‏ نعت منه الساق.‏
129

1.
2.
4.
السؤال األول:‏
ضع إشارة )✓( إلى جانب العبارة الصحيحة،‏ وإشارة )✗( إلى جانب العبارة المغلوطة،‏ ثمّ‏ صحّحها:‏
يمكن لسلك مشدود بين نقطتين أن ينقطع إذا انخفضت درجة حرارته.‏
الطاقة الحرارية هي مقياساً‏ لمتوسط الطاقة الحركية لجسيمات جسم ما.‏
.3 عند وجود عينتين متماثلتين في النوع و لهما الحجم ذاته،‏ فإنّ‏ العينة األسخن تحتوي على طاقة
حرارية أقل.‏
السعة الحرارية )c( لجسم ما هي كمية الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة هذا الجسم درجة
مئوية واحدة.‏
السؤال الثاني:‏
أكمل خريطة المفاهيم اآلتية:‏
3
أسئلة الوحدة‏
كمية الحرارة اللازمة لرفع
درجة حرارة جسم ما
درجة مئوية واحدة
كمية الحرارة اللازمة لرفع
درجة وحدة الكتلة من المادة
درجة مئوية واحدة
رمزها
رمزها
130

السؤال الثالث:‏
حل المسألتين اآلتيتين:‏
المسألة األولى:‏
سكة حديدية مؤلّفة من قطعٍ‏ من الفوالذ طول الواحدة منها 30 m عند درجة الحرارة 0C c ويفصل بين
كلّ‏ اثنتين متتاليتين منها مسافة قدرها .5cm كم تصبح هذه المسافة عند درجة حرارة 40c C ؟ علماً‏ أنّ‏
معامل التمدّد الطولي للفوالذ .
المسألة الثانية:‏
قطعة من التوتياء طولها 200 mm عند درجة حرارة 15. C c احسب درجة حرارتها عندما يزداد طولها
بمقدار . 0.20 mm إذا علمت أنّ‏ معامل التمدّد الطولي للتوتياء
131

الوحدة الرابعة
عندما تدير جهاز التلفاز تظهر صور على الشاشة
ويصدر صوت؛ وذلك ألن التلفاز ينتج موجات
ضوئية وصوتية تحمل طاقة تجعلك قادراً‏ على
رؤية الصور وسماع الصوت إذ تتحول الطاقة
الكهربائية من خالل التلفاز إلى طاقة ضوئية
وطاقة صوتية.‏

المادة والطاقة
4
- ‎1‎الذرّة
- ‎2‎العناصر والمركبات
- ‎3‎األمواج الصوتية

1
الذرّة‏
اهداف:‏
‏-يعرّف الذرّة.‏
‏-يتعرّف اإللكترونات.‏
‏-يتعرّف كتلة الذرّة.‏
‏-يصف أبعاد النواة والذرّة.‏
‏-يكتب التمثيل الرمزي للذرّة.‏
‏-يتعرّف العدد الذرّي والعدد الكتلي والعالقة بينهما.‏
الكلمات المفتاحية:‏
نواة - بروتون - نيوترون - إلكترون - العدد الذرّي - العدد الكتلي.‏
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
تفاحة،‏ لوح من الخشب،‏ أداة تقطيع.‏
1 أضع قطعة من التفاح على اللوح الخشبي.‏
2 اقطع التفاحة إلى قطعتين.‏
3 آخذ إحدى القطعتين وأقطعها إلى قطعتين مرة أخرى.‏
4 أكرّر الخطوات السابقة عدة مرات …، إلى متى يمكن االستمرار في عملية التقطيع هذه؟
134

تُعدّ‏ الذرّة وحدة تركيب العنصر،‏ بينما تتحد الذرّات معاً‏ مكونة المركبات …
فهل سألت نفسك يوماً؟ ممّ‏ تتركب الذرّة؟ وهل هناك
مكونات أصغر منها موجودة بداخلها؟
لقد ظل االعتقاد السائد بين العلماء من بداية القرن
السابع عشر إلى بداية القرن العشرين أنّ‏ الذرّة هي
أصغر جزء يحمل خواص العنصر النقي،‏ وأنّها ال تحتوي
على أية مكونات أصغر منها.‏ واكتشف أنّ‏ هناك مكونات
إلكترون
أخرى موجودة داخل الذرّة
ما هي هذه المكونات؟ وكيف تتوزع داخل الذرّة؟
‏•أالحظ الشكل التوضيحي،‏ ثمّ‏ أجيب عن األسئلة اآلتية:‏
أقرأ مكونات الذرّة التي تراها في الشكل.‏
‏•ممّ‏ تتكوّن النواة ؟
‏•ما شحنة كلّ‏ من:‏ اإللكترون - البروتون - النيوترون.‏
‏•ما شحنة النواة؟
‏•أين توجد اإللكترونات؟
نيوترون
بروتون
1.
2.
أستنتج:‏
‏•الذرّة:‏ هي أصغر جزء من المادة،‏ يحمل خاصيّات العنصر النقي وتتألف من:‏
النواة:‏ جزء صغير جداً،‏ يُعدّ‏ مركز الذرّ‏ ة،‏ شحنته موجبة إذ يحوي نوعين من الجسيمات:‏
البروتونات والنيوترونات.‏
البروتونات:‏ جسيمات مشحونة بشحنة موجبة،‏ كتلتها كبيرة نسبياً.‏
النيوترونات:‏ جسيمات معتدلة الشحنة،‏ كتلتها مساوية تقريباً‏ لكتلة البروتون.‏
اإللكترونات:‏ جسيمات صغيرة جداً،‏ كتلتها صغيرة مقارنة بكتلة البروتون والنيوترون.‏
شحنتها سالبة ومساوية لشحنة البروتون مقداراً،‏ تسبح في الفراغ الموجود حول النواة والذي
يشكّل معظم حجم الذرّ‏ ة.‏
135
ملاحظة:‏
1
100000 من نصف قطر الذرّ‏ ة،‏ فإذا كان حجم النواة يساوي حجم
يشكّل نصف قطر النواة
رأس الدبوس فإنّ‏ حجم الذرّ‏ ة يساوي حجم الغرفة العادية تقريباً‏

خاصيّات الذرّة:‏
جميع الذرّات تتألف من أنواع محدّدة من الجسيمات،‏ وخاصيّات هذه الجسيمات ذاتها في
جميع الذرّات.‏
‏•بماذا تختلف ذرّ‏ ات العناصر فيما بينها؟
‏•تختلف ذرّ‏ ات العناصر عن بعضها باختالف العدد الذري والعدد الكتلي.‏
‏•ما العدد الذري ؟ وما العدد الكتلي ؟ وما عالقتهما بتركيب الذرّ‏ ة ؟
ملاحظة:‏
إنّ‏ العدد الذري يحدّد هوية العنصر
العدد الذري:‏
أالحظ الشكل ثمّ‏ أجب عن األسئلة اآلتية:‏
الهدروجين
ليثيوم
كربون
‏•ممّ‏ تتألف ذرّ‏ ات العناصر الممثّلة في الشكل؟
‏•بماذا تختلف هذه الذرّ‏ ات عن بعضها؟
136

أستنتج:‏
• الذرّ‏ ات جميعها تتألف من الجسيمات ذاتها إال أنّها تختلف عن بعضها في أعداد هذه
الجسيمات.‏
‏•ال يمكن أن تتساوى ذرّ‏ ات عنصرين في عدد البروتونات.‏
‏•يمكن التمييز بين الذرّ‏ ات بحسب عدد بروتونات كلّ‏ منها وهو ما يعرف بالعدد الذري.‏
تعريف:‏
العدد الذري ) Z :Atomic number ( هو عدد البروتونات في نواة الذرّ‏ ة ‏)وهو يساوي عدد
اإللكترونات في الذرّ‏ ة المتعادلة كهربائياً(.‏
أستنتج:‏
‏•تختلف العناصر فيما بينها باختالف العدد الذري لكلّ‏ منها،‏ أي ال يوجد عنصران متساويان في
العدد الذري.‏
أختبر نفسي:‏
ما األعداد الذرية للعناصر الممثلة في الشكل السابق؟
137

العدد الكتلي:‏
أمأل الجدول اآلتي مستعيناً‏ بالشكل السابق:‏
•
العنصر عدد البروتونات عدد النيوترونات
هدروجين
ليثيوم
كربون
مجموع البروتونات
والنيوترونات
عدد اإللكترونات
‏•ما الجسيمات التي يحدّد عددها كتلة الذرّ‏ ة ؟
إنّ‏ كتلة الذرّة تتحدّد بمجموع عدد البروتونات وعدد النيوترونات فيها ألنّ‏ كتلة كلّ‏ من البروتون
والنيوترون متقاربتين وهي أكبر بحدود 1860 مرّة من كتلة اإللكترون،‏ أيّ‏ كتلة الذرّة تتمثّل
بكتلة النواة.‏
أستنتج:‏
‏•العدد الذري = Z عدد البروتونات في النواة = عدد اإللكترونات حول النواة في الذرّ‏ ة
المعتدلة.‏
‏•العدد الكتلي = A عدد البروتونات في النواة + عدد النيوترونات في النواة.‏
A
يمكن التعبير عن العدد الذري والعدد الكتلي ألي عنصر كيميائي X بالرمز Z
. X
أختبر نفسي:‏
1.
3.
12
يُرمز لذرّ‏ ة عنصر الكربون ، 6 C المطلوب:‏
أ-‏ إلى ماذا يشير العدد ‏)‏‎6‎‏(؟
ب-‏ إلى ماذا يشير العدد ‏)‏‎12‎‏(؟
ت-‏ احسب عدد النيوترونات في النواة.‏
.2 عبّر بالرموز عن الذرّ‏ ات السابقة ‏)هدروجين،‏ ليثيوم،‏ كربون(،‏ موضّحاً‏ العدد الذري والعدد
الكتلي لكلّ‏ منها.‏
23
يرمز لذرّ‏ ة عنصر الصوديوم
العدد الذري - العدد الكتلي - عدد اإللكترونات - عدد البروتونات - عدد النيوترونات.‏
. 11Na أوجد كلّ‏ من:‏
138

نشاط:‏
أصمّ‏ م نماذج لعدد من الذرّ‏ ات أبيّ‏ ن فيها عدد البروتونات وعدد النيوترونات
وعدد اإللكترونات لكلّ‏ منها.‏
2.
1.
•
‏•الذرّة:‏ الذرّ‏ ة أصغر جزء من المادة،‏ ويحمل خاصيّات العنصر النقي.‏
‏•تتألف الذرّة من:‏
نواة موجبة الشحنة تحوي نوعين من الجسيمات
بروتونات موجبة الشحنة الكهربائية.‏
نيوترونات معتدلة الشحنة الكهربائية.‏
اإللكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة.‏
‏•كتلة الذرّ‏ ة تتمثّل بكتلة النواة.‏
‏•العدد الذري والعدد الكتلي يحدّدان هوية العنصر.‏
A
يمكن التعبير عن العدد الذري والعدد الكتلي ألي عنصر كيميائي X بالرمز
‏•العدد الكتلي A: مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في النواة.‏
‏•العدد الذري Z: عدد البروتونات = عدد اإللكترونات ‏)في الذرّ‏ ة المعتدلة(.‏
ZX
تعلمتُ‏ :
139

أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
أكمل الجدول اآلتي باألعداد المناسبة:‏
ذرّة العنصر العدد الذري عدد البروتونات عدد النيوترونات عدد اإللكترونات العدد الكتلي
14 13
27
13Al
7
14
7 N
17
37
17Cl
32
16S
39 19
39
19 K
140

1.
2.
3.
السؤال الثاني:‏
أكمل الفراغات في العبارات اآلتية بالكلمات المناسبة:‏
.
و تحوي نواة الذرّ‏ ة على نوعين من الجسيمات هما .
اإللكترونات تحمل شحنة كهربائية وعدد بروتوناتها
56
يرمز لذرّ‏ ة عنصر الحديد
.
وعدد نيوتروناتها ، 26Fe فإنّ‏ عدد إلكتروناتها
2.
3.
4.
السؤال الثالث:‏
ضع إشارة )✓( إلى جانب العبارة الصحيحة وإشارة )✗( إلى جانب العبارة المغلوطة وصحّحها:‏
.1 عدد اإللكترونات في الذرّ‏ ة المتعادلة كهربائياً‏ يساوي عدد النيوترونات.‏
تدور اإللكترونات حول النواة.‏
العدد الكتلي يمثّل مجموع عدد البروتونات واإللكترونات في الذرّ‏ ة.‏
العدد الذري يمثّل عدد اإللكترونات.‏
141

2
العناصر والمركبات‏
اهداف:‏
‏-يشرح معنى الجزيء والذرّة.‏
‏-يتعرّف الرموز الكيميائية لبعض العناصر.‏
‏-يتعرّف المركب.‏
‏-يميّز الصيغ الكيميائية لبعض المركبات.‏
‏-يميّز بين رمز العنصر وصيغة المركب.‏
الكلمات المفتاحية:‏
العنصر - المركب - الذرّة - الجزيء - الرمز - الصيغة الكيميائية.‏
تضم األبجدية اإلنكليزية 26
حرفاً‏ فقط،‏ ومع ذلك يمكن
تجميع هذه الحروف مع بعضها
وفق طرائق مختلفة بهدف تكوين
آالف الكلمات.‏ وكما تُستعمل
الحروف لتكوين الكلمات،‏ تبني
العناصرُ‏ المركبات.‏
حتى يومنا هذا،‏ هنالك 118
عنصراً‏ مكتشفاً،‏ ومع ذلك فقد
سمّى االتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية رسمياً‏ 112 عنصراً‏ منها.‏ هناك 92 عنصراً‏
منها موجود في الطبيعة،‏ والباقية منها صنعها اإلنسان في المختبرات.‏ يمكن لهذه العناصر أن
تتحدّ‏ لتكوّن آالف المركبات المختلفة.‏
142

لقد تعلمنا سابقاً‏ كيف نصنّف المادة وفق ثالث حاالت:‏ صلبة،‏ وسائلة،‏ وغازية يمكننا أيضاً‏ أن
نصنّف المادة إلى عناصر ومركبات وخالئط.‏
كيف نعرف أنّ‏ مادة ما هي عنصر أم مركب أم مزيج؟
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
كمية من السكر،‏ موقد كحولي،‏ جفنة خزفية.‏
هل حاولت يوماً‏ صنع الكراميل من السكر؟
1 أضع السكر في الجفنة،‏ ثمّ‏ أسخنها إلى درجة حرارة مرتفعة.‏
‏•ماذا أالحظ؟
2 أطبّق جهاز فولطا كما في الشكل،‏ وأمرّر تيار كهربائي،‏ ماذا أالحظ؟
أستنتج:‏
143
‏•أصبح السكر أسود المظهر،‏ ألنّ‏ السكر قد تفكّك إلى كربون ‏)الجسم األسود الصلب(‏ وبخار
الماء،‏ فهو ليس عنصراً‏
‏•بخار الماء يمكن أن يتفكّك إلى الهدروجين واألكسجين.‏ فهو ليس عنصراً.‏
‏•الكربون ال يتفكّك أكثر من ذلك،‏ إنه عنصر.‏
‏•فالكربون والهدروجين واألكسجين عناصر كيميائية،‏ ال يمكن أن تتفكّك إلى مواد أبسط منها.‏

العنصر:‏
أالحظ وأجيب:‏
‏•أقارن بين دقائق المادة الواحدة من حيث الشكل والحجم واللون.‏
‏•أقارن بين دقائق المواد الثالث ‏)نحاس – كربون – فضة(‏ من حيث الشكل والحجم واللون.‏
أستنتج:‏
‏•كلّ‏ مادة من المواد السابقة تسمى عنصر.‏
‏•دقائق العنصر الواحد متماثلة في صفاتها.‏
‏•جميع العناصر تتألف من دقائق،‏ ودقائق العناصر تختلف من عنصر آلخر.‏
‏•العنصر:‏ مادة نقية تتألف من نوع واحد من الذرّ‏ ات،‏ ال يمكن فصله إلى مواد أبسط منه.‏
144

المركب:‏
أالحظ وأجيب:‏
O
C
O
H
O
H
Cl
Na
كلوريد الصوديوم
الماء
غاز ثنائي أكسيد الكربون
‏•ما العناصر التي تكوّن كلّ‏ من المواد اآلتية؟
كلوريد الصوديوم - الماء - غاز ثنائي أكسيد الكربون
أستنتج:‏
‏•كلّ‏ مادة من المواد السابقة تدعى مركب.‏
‏•المركب يتألف من أكثر من نوع من العناصر.‏
‏•المركب:‏ مادة تتألف من نوعين أو أكثر من الذرّ‏ ات،‏ يمكن فصله إلى مواد أبسط منه.‏
أختبر نفسي:‏
145
أصمّم نموذجاً‏ لكلّ‏ مركب من المركبات السابقة،‏ أوضّح فيه أنواع الذرّ‏ ات التي يتألف منها.‏

التعبير عن تركيب المادة:‏
1- تركيب العنصر:‏
أالحظ وأجيب:‏
هليوم
أكسجني
أوزون
1.
2.
3.
‏•كيف تتجمّع الذرّ‏ ات في كلّ‏ من العناصر اآلتية؟
الهليوم - األكسجين - األوزون.‏
‏•ماذا أالحظ؟
أستنتج:‏
‏•العناصر يمكن أن توجد على شكل ذرّ‏ ات منفردة أو مجموعة من الذرّ‏ ات المرتبطة معاً‏ وتسمى
الجزيء.‏
‏•يعبّر عن جزيء العنصر:‏
أحادي الذرّ‏ ة بكتابة رمز العنصر مثال:‏ الهليوم .He
.O 2
ثنائي الذرّ‏ ة بكتابة رمز العنصر وإلى يمينه من األسفل رقم 2 مثال:‏ األكسجين
.O 3
ثالثي الذرّ‏ ة يعبّر عنه بكتابة رمز العنصر وإلى يمينه من األسفل رقم 3 مثال:‏ األوزون
أختبر نفسي:‏
اكتب رمزاً‏ يعبّر عن كلّ‏ من جزيئات العناصراآلتية:‏
.1 جزيء عنصر الكلور Cl ثنائي الذرّ‏ ة.‏
.2 جزيء عنصر الكبريت S ثماني الذرّ‏ ة.‏
146

إثراء:‏
األوزون
O 3 في طبقات الغالف الجوي العليا ومن أهم وظائفه حماية سطح األرض من
يوجد األوزون
األشعة الضارة كاألشعة فوق البنفسجية التي تسبّب أضراراً‏ لإلنسان.‏
اسم العنصر
رمزه
بالالتينية
بالعربية
Na Natrium
صوديوم K Kalium
بوتاسيوم Cu Curprum
نحاس Fe Ferrum
حديد Au Aurum
ذهب Ag Argentum
فضة Hg Hydrargyrum
زئبق Pb Plumbum
رصاص H Hydrogen
هيدروجين B Boron
بورون O Oxygen
أكسجين P Phosphorus
فسفور C Carbon
كربون I Iodine
يود U Uranium
يورانيوم N Nitrogen
نتروجين 147

2- المركب الكيميائي:‏
أالحظ وأجيب:‏
H
C
H
H
H
O
S
O
H
N
H
H
‏•إمأل الجدول اآلتي:‏
نشادر
ثنايئ أكسيد الكبريت
ميتان
اسم المركب
غاز النشادر
ثنائي أكسيد الكبريت
الميتان
أسماء ورموز العناصر
التي تؤلفه
عدد ذرّات العنصر األول عدد ذرّات العنصر الثاني صيغة مقترحة للمركب
تعريف:‏
للتعبير عن المركب نكتب رموز الذرّ‏ ات التي يتألف منها وإلى يمين كلّ‏ رمز من األسفل عدد
ذرّ‏ اته وهذا يسمى ب الصيغة الكيمائية.‏
أختبر نفسي:‏
يتألف محلول التعقيم الطبي ‏)السبيرتو(‏ بشكل أساسي من مادة اإليتانول والتي يعبّر عنها
. CHOH
بالصيغة 2 5
.1 ما العناصر التي يتألف منها هذا المركب؟
.2 ما عدد ذرّ‏ ات كلّ‏ عنصر؟
148

نشاط:‏
أكتبُ‏ موضوعاً‏ موجزاً‏ عن دور كلّ‏ من مركب أحادي أكسيد الكربون CO
ومركب ثنائي أكسيد الكربون CO 2 في تلوّ‏ ث البيئة واألضرار الناجمة عنهما.‏
وأقترح حلوالً‏ مناسبة للتقليل من انبعاث هذين المركبين.‏
تعلمتُ‏ :
1.
2.
3.
‏•العنصر:‏ مادة تتألف من نوع واحد من الذرّ‏ ات،‏ وال يمكن فصله إلى مواد أبسط منه.‏
‏•توجد العناصر على شكل ذرّ‏ ات منفردة أو مجموعة من الذرّ‏ ات المرتبطة معاً‏ وتسمى الجزيء.‏
‏•يعبّر عن جزيء العنصر:‏
أحادي الذرّ‏ ة بكتابة رمز العنصر فقط.‏
ثنائي الذرّ‏ ة بكتابة رمز العنصر وإلى يمينه من األسفل رقم 2.
ثالثي الذرّ‏ ة يعبّر عنه بكتابة رمز العنصر وإلى يمينه من األسفل رقم 3.
‏•المركب:‏ مادة تتألف من نوعين أو أكثر من الذرّ‏ ات يمكن فصله إلى مواد أبسط منه.‏
‏•للتعبير عن المركب نكتب رموز الذرّ‏ ات التي يتألف منها وإلى يمين كلّ‏ رمز من األسفل عدد
ذرّ‏ اته وهذا يسمى ب الصيغة الكيميائية.‏
149

أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
أمأل الفراغات في الجدول اآلتي:‏
اسم المركب
صيغة المركب
العنصر األول العنصر الثاني العنصر الثالث
رمزه عدد ذرّاته رمزه عدد ذرّاته رمزه عدد ذرّاته
حمض الكبريت 4 O 1 S 2 H
CaCO 3
كربونات الكالسيوم
‏)الطباشير )
البوتان - 10 H 4 C -
سكر العنب CH O 6 12 6
150

1.
2.
3.
4.
السؤال الثاني:‏
فيما يلي رموز وصيغ لعدد من المواد تأملها جيداً،‏ ثمّ‏ أجب عن األسئلة التي تليها:‏
F 2 ، S 8 ، HNO 3 ، Br 2 ، CaO ، N 2 ، Ag
.1 صنّف المواد السابقة إلى عناصر ومركبات.‏
.2 حدّد جزيئات العناصر ثنائية الذرّ‏ ة.‏
.3 حدّد المركب الذي يتكوّن من أكثر من نوعين من الذرّ‏ ات.‏
السؤال الثالث:‏
أكمل العبارات اآلتية بالكلمات المناسبة:‏
من ذرّ‏ ات متماثلة أو جزيئات متماثلة.‏
يتكوّن من اتحاد نوعين أو أكثر من الذرّ‏ ات.‏
يتكوّن 2 عدد ذرّ‏ ات األكسجين في الصيغة الكيميائية لحمض الكبريت 4
من عنصر آخر.‏
في صفاتها ولكنها إنّ‏ دقائق العنصر الواحد HSO هو .
151

اهداف:‏ األمواج الصوتية‏ 3
‏-يستنتج بالتجربة أنّ‏ الصوت ظاهرة اهتزازية.‏
‏-يتعرّف خاصيّات الصوت وعلّلها الفيزيائية.‏
‏-يميّز بين األصوات المسموعة وغير المسموعة.‏
‏-يفسّ‏ ر حادثة الصدى وتطبيقاتها.‏
الكلمات المفتاحية:‏
الصّ‏ وت - شدَة الصّ‏ وت - ارتفاع الصّ‏ وت - طابع الصّ‏ وت - المدى المسموع - األمواج فوق الصّ‏ وتية -
األمواج تحت الصّ‏ وتية - الصدى.‏
تأمل الشكل اآلتي ثمّ‏ حاول اإلجابة عن األسئلة اآلتية:‏
‏•كيف تعرف أنّ‏ سيارة اإلسعاف قادمة دون أن نراها؟
‏•كيف يستطيع الدلفين تجنّب األجسام التي تعترض طريقه؟
‏•ماذا يجمع بين الحالتين السابقتين؟
كيف ينشأ الصّ‏ وت؟ وما خاصيّاته ؟ وهل يستطيع اإلنسان سماع جميع األصوات؟
152

أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
رنانة مثبّتة على صندوق خشبي صغير،‏ مطرقة.‏
1 أطرق أحد فرعي الرنانة بالمطرقة،‏ ماذا أسمع؟
2 ألمس أحد فرعي الرنانة بعد طرقها،‏ ماذا أالحظ؟
أستنتج:‏
‏•إنّ‏ األجسام المهتزة تصدر أصواتاً‏ يمكن أن نسمعها.‏
ملاحظة:‏
الصوت حادثة اهتزازية تؤثّر في حاسة السمع.‏
هل تعلم؟
الصوت الذي يصدر عن فم اإلنسان ينتج عن اهتزاز الحبال الصوتية الموجودة في حنجرة
اإلنسان.‏
153

خاصيّات الصوت
شدَ‏ ة الصَ‏ وت
أجرّ‏ ب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
علبة رنانات،‏ مطرقة،‏ راسم اهتزاز إلكتروني،‏ مجهرة ‏)ميكروفون(،‏ منبع تيَار كهربائي.‏
علبة رنانات راسم االهتزاز اإللكتروني مجهرة
1 أصل المجهرة براسم االهتزاز اإللكتروني.‏
أ
2 أصل راسم االهتزاز بمنبع التَيار الكهربائي،‏ ثمّ‏ أضغط على زر التشغيل.‏
3 أطرق الرنانة طرقا خفيفا،‏ ثمّ‏ أقرّب المجهرة منها،‏ ماذا أالحظ على شاشة الراسم؟
4 أطرق الرنانة بقوة أكبر،‏ ثمّ‏ أقرّب المجهرة منها،‏ ماذا أالحظ على شاشة الراسم؟
‏•ما االختالف بين المنحنيين البيانيين اللذين ظهرا على شاشة الراسم؟
5 أكرّر الخطوات الثالثة والرابعة بتقريب أو تبعيد المجهرة عن الرنانة،‏ هل تغيّر شكل المنحنيين
البيانيين؟ وما االختالف عنه في الحالة األولى؟
ب
موجات صوتية مختلفة في الشدّ‏ ة
154

أستنتج:‏
‏•شدّة الصوت هي الخاصيّة التي تميّز بها األذن بين الصوت القوي والصوت الضعيف.‏
‏•إنّ‏ العلّة الفيزيائية في اختالف األصوات من حيث الشدّة هو اختالف سعة اهتزاز المنبع
الصوتي.‏
‏•تزداد شدّة الصوت بنقصان بُعد السامع عن منبع الصوت.‏
‏•تزداد شدّة الصوت بزيادة سطح المنبع الصوتي.‏
ارتفاع الصَ‏ وت
أجرّب وأستنتج:‏
أدوات التجربة:‏
علبة رنانات،‏ مطرقة،‏ راسم اهتزاز إلكتروني،‏ مجهرة ‏)ميكروفون(،‏ منبع تيَار كهربائي.‏
1 أصل المجهرة بجهاز راسم االهتزاز.‏
2 أصل راسم االهتزاز بمنبع التيار الكهربائي،‏ ثمّ‏ أضغط زر التشغيل.‏
3 أطرق إحدى شوكتي الرنانة،‏ وأسمع الصوت جيداً،‏ وأقرّبه من المجهرة،.‏ أالحظ الشكل على
شاشة الراسم.‏
4 أكرّر الخطوة السابقة مع الرنانة األخرى،‏ ماذا أالحظ؟
أ
5 أكرّر الخطوات الثالثة والرابعة بتقريب أو تبعيد المجهرة عن الرنانة،‏ هل تغيّر شكل المنحنيين
البيانيين؟ وما االختالف عنه في الحالة األولى؟
ب
155
موجات صوتية مختلفة في التواتر

تعريف:‏
التواتر:‏ هو عدد االهتزازات خالل وحدة الزمن.‏
أستنتج:‏
‏•ارتفاع الصوت هي الخاصيّة التي تميّز بها األذن بين الصوت الغليظ ‏)الخشن(‏ والصوت الحاد
‏)الرفيع(.‏
‏•العلّة الفيزيائية في اختالف األصوات من حيث االرتفاع هو اختالف تواتر اهتزاز الموجة
الصوتية.‏
أختبر نفسي:‏
برأيك ما سبب االختالف بين صوت الرجل وصوت المرأة؟
طابع الصَ‏ وت
تستطيع أن تميّز بين أصوات اآلالت الموسيقية المختلفة في فرقة موسيقية تعزف المقطوعة
ذاتها.‏ ما سبب ذلك برأيك؟
156

أستنتج:‏
‏•طابع الصوت هو الخاصيّة التي تميّز بها األذن بين األصوات المتساوية في الشدة واالرتفاع،‏
التي تصدر عن منبعين صوتيين مختلفين.‏
‏•العلّة الفيزيائية في اختالف األصوات من حيث الطابع هو اختالف شكل اهتزاز المنبع الصوتي.‏
حدود سمع اإلنسان Range of Human Hearing
أتأملُ‏ الشكل السابق وأجيب عن األسئلة اآلتية:‏
‏•ما أقل تواتر موجات صوتية يستطيع اإلنسان سماعها ؟
‏•ما أكبر تواتر موجات صوتية يستطيع اإلنسان سماعها ؟
‏•ما أقل تواتر موجات صوتية يستطيع سماعها كلّ‏ من الكلب والخفاش والدلفين؟
‏•ما أكبر وما أقل تواتر موجات صوتية يستطيع الكلب سماعها ؟
‏•أيّ‏ الكائنات الحية السابقة يستطيع سماع موجات صوتية تواترها أقل من 20 Hz ؟
‏•أيّ‏ الكائنات الحية السابقة يستطيع سماع موجات صوتية تواترها أكبر من ‎12000‎؟ Hz
200000
100000
50000
20000
10000
5000
2000
1000
500
200
100
50
20
10
1 25
157
أستنتج:‏
‏•األمواج الصوتية ‏)المدى المسموع(:‏ هي األمواج التي تتراوح تواتراتها من 20 Hz إلى 20000 Hz
‏•األمواج تحت الصوتية :Infra Sonic هي األمواج التي يقلّ‏ تواترها عن 20 Hz ‏)أمواج الزالزل(‏
‏•األمواج فوق الصوتية :Ultra Sonic هي األمواج التي يزيد تواترها عن ، 20000 Hz ولهذه
األمواج استخدامات في المجاالت العلمية والطبية والصناعية.‏

ظاهرة الصدى:‏
ذهب طالب الصف السابع األساسي في رحلة جبلية،‏ وفي أثناء وجود بعض الطالب أمام
صخور مرتفعة على بُعد معين نادى أحدهم زميله بصوت قوي،‏ ثمّ‏ ما لبث أن سمع صوته من
جديد بالرغم من أنّه قد توقف عن إصدار الصوت وبدأ يتساءل مع زمالئه عن هذه الظاهرة.‏
تُسمى هذه الظاهرة بصدى الصوت.‏
تعريف:‏
صدى الصوت:‏ تكرار سماع الصوت نتيجة النعكاسه عن حاجز مناسب على بُعد مناسب.‏
‏•هل يمكن أن تحدث هذه الظاهرة إذا كان السطح العاكس أشجار بدالً‏ من الصخور؟ ولماذا؟
‏•هل يمكن أن تحدث هذه الظاهرة إذا كنت قريباً‏ جداً‏ أو بعيداً‏ جداً‏ من الصخور؟ ولماذا؟
أستنتج:‏
‏•الشرطان الواجب توافرهما لحدوث الصدى:‏
.1 وجود حاجز متسع اتساعاً‏ كافياً.‏
.2 أن يبعد الحاجز عن مصدر الصوت بُعداً‏ مناسباً‏ ال يقل عن 17. m
إثراء:‏
إنّ‏ اإلحساس بالصوت يستمرّ‏ في األذن لمدة 0.1s بعد
وصوله إلى غشاء الطبل في األذن فإذا دخل الصوت
إلى األذن في زمن أقل من ذلك فلن تستطيع األذن تمييز
الصوت األصلي عن الصوت المنعكس،‏ أمّا إذا وصل
الصوت المنعكس إلى األذن في زمن أكبر فإن األذن
تستطيع أن تميّز بين الصوت األصلي وصداه.‏
158

تطبيقات حادثة الصدى:‏
للصدى العديد من االستخدامات في الحياة العملية،‏ نذكر منها:‏
قياس البُ‏ عد عن حاجز معين وقياس أعماق البحار
t =
مرسل موجات صوتية في سفينة يبثّ‏ موجات صوتية باتجاه قاع المحيط،‏ وبعد زمن قدره
0.9s تمّ‏ التقاط الموجة الصوتية المنعكسة ‏)الصدى(،‏ فإذا علمت أنّ‏ سرعة انتشار الصوت في
. v = 1400 m.s
- 1
الماء
1.
المطلوب حساب:‏
الزمن الالزم لوصول الموجة الصوتية لقاع المحيط.‏
.2 عمق قاع المحيط في مكان وجود السفينة.‏
- 1
v = 1400 m.s ، 0.9s
المعطيات:‏ = t
الحل:‏
1.
الموجة المرسلة وصلت إلى قاع المحيط،‏ ثمّ‏ انعكست إلى السفينة،‏ فيكون الزمن الالزم
لوصول الموجة الصوتية لقاع المحيط:‏ = =
حساب المسافة بين السطح وقاع المحيط:‏ =
t
t
2 0.9 2
0.45 s
d v#
t1
1 =
d = 1400 # 0.45 = 630 m
t
d v#
2
2.
تطبيق محلول:‏
طريقة ثانية:‏ =
حيث سرعة انتشار الصوت v في الماء،‏ t الزمن الفاصل بين إصدار الصوت وسماع صداه.‏
بناء على ما تقدم يمكنك تقدير البُعد عن حاجز ما.‏
159

تطبيق محلول:‏
احسب أقل بُعد حاجز عن منبع صوتي،‏ يمكن أن يحدث عنه انعكاس الموجات الصوتية في
الهواء،‏ إذا علمت أنّ‏ سرعة انتشار الصوت في الهواء ، واألذن البشرية تحتاج إلى
للتمييز بين إصدار الصوت وسماع صداه.‏
المعطيات:‏
v = 340 m.s
- 1
v = 340 m.s
- 1
الحل:‏ ،
t 0.1
d = v# 2
= 340 #
2
= 17m
إثراء:‏
األطفال الصمّ‏ يتحسسون الذبذبات عن طريق األصابع:‏
توصل الطبيب الباحث ‏)دين شيباتا(‏ أخصائي األشعة في جامعة واشنطن إلى وجود منطقة
في المخ مسؤولة عن معالجة الصوت تنشط عند األطفال الصمّ‏ منذ الوالدة إلشعارهم
بالذبذبات فقد أظهرت فحوص باألشعة للقشرة الدماغية عند هؤالء األطفال أنّ‏ هذه المنطقة
من المخ نشطت عند إمساكهم بأنبوب من البالستك تمرّ‏ به ذبذبات في حين ال تنشط
هذه المنطقة عند إجراء التجربة على أطفال أصحّاء و هذا ما يشير إلمكانية استخدام وسيلة
سمعية كجهاز إلكتروني ملموس يمكنه تحويل الطاقة الصوتية إلى طاقة تذبذبية لمساعدة
الصمّ‏ في فهم الكالم وسماع الصوت بطريقة أفضل.‏
160

تعلمتُ‏ :
2.
4.
1.
2.
‏•الصوت:‏ حركة اهتزازية تؤثّر في حاسة السمع.‏
‏•خاصيّات الصوت:‏
.1 شدّ‏ ة الصوت:‏ هي الخاصيّة التي تميّز بها األذن بين الصوت القوي والصوت الضعيف،‏ والعلّة
الفيزيائية في اختالف الشدّة بين األصوات هي اختالف سعة الموجة الصوتية وبُعد السامع
عن مصدر الصوت ومساحة سطح المصدر الصوتي.‏
ارتفاع الصوت:‏ هي الخاصيّة التي تميّز بها األذن بين الصوت الحادّ‏ والصوت الخشن.‏
.3 طابع الصوت:‏ طابع الصوت هو الخاصيّة التي تميّز بها األذن بين األصوات المتساوية في
الشدّة واالرتفاع،‏ التي تصدر عن منبعين صوتيين مختلفين.‏
يستطيع اإلنسان سماع األمواج الصوتية التي يتراوح تواترها ما بين 20 Hz و 20000 Hz
األمواج التي يقل تواترها عن 20 Hz تسمى باألمواج تحت الصوتية،‏ واألمواج التي يزيد
تواترها عن 20000 Hz تسمى باألمواج فوق الصوتية.‏
‏•الصدى:‏ تكرار سماع الصوت بسبب انعكاسه عن حاجز مناسب على بُعد مناسب.‏
‏•شرطا حدوث الصدى:‏
أن يكون السطح العاكس متسع اتساعاً‏ كافياً.‏
أن يكون بُعد الحاجز عن منبع الصوت ال يقل عن 17. m
أتفكّر
تستفيد بعض الكائنات الحية كالخفاش والدلفين من حادثة الصدى،‏ فسّر ذلك.‏
161

نشاط:‏
يتم تصوير ما بداخل جسم اإلنسان باستخدام
األمواج فوق الصوتية فيمكن من خالله فحص
الجنين خالل فترة الحمل،‏ وكذلك الكشف عن
األورام المختلفة،‏ وفي عمليات تفتيت الحصى
وغير ذلك.‏
أكتبُ‏ موضوعاً‏ علمياً‏ عن أحد استخدامات الموجات
فوق الصوتية في الطب أو الصناعة مستعيناً‏
بالشابكة وناقشه مع معلمك وزمالئك.‏
أختبر نفسي:‏
السؤال األول:‏
أكمل خريطة المفاهيم اآلتية:‏
خاصيات الصوت
العلة الفيزيائية
العلة الفيزيائية
162

1.
2.
السؤال الثاني:‏
أعطِ‏ تفسيراً‏ علمياً‏ لكلّ‏ ممّا يلي:‏
تغطية جدران قاعات العرض السينمائي وجدران غرف االستديوهات بطبقة من الفلين.‏
توقّف الرنانة عن إصدار الصوت بمجرد مسكها باليد.‏
.3 ال يستطيع اإلنسان سماع صوت صفارة الكالب في حين تستطيع الكالب سماعها.‏
السؤال الثالث:‏
تمّ‏ تسجيل ثالثة أصوات ضمن زمن محدّ‏ د بواسطة مجهرة راسم اهتزاز فكانت المنحنيات البيانية كاآلتي:‏
‏(أ)‏
‏(ب)‏
‏(ج)‏
1.
2.
3.
المطلوب:‏
أيّ‏ األمواج الصوتية السابقة أكبر سعة؟
أيّ‏ األمواج الصوتية ارتفاعها أكبر؟
أيّ‏ األمواج الصوتية تواترها أقل؟
163
السؤال الرابع:‏
حل المسألتين اآلتيتين:‏
المسألة األولى:‏
أصدر شخص يقف على بُعد 1000 m من جدارٍ‏ عالٍ‏ صوتاً،‏ فسمع صداه بعد مضي 6s المطلوب:‏
احسب سرعة انتشار الصوت في الهواء.‏
المسألة الثانية:‏
تعمل آلة التصوير األوتوماتيكية على تحديد المسافة بينها وبين الجسم المراد تصويره عن طريق
إرسال موجة فوق صوتية تنعكس عن الجسم إلى اآللة،‏ وتقوم اآللة بقياس الزمن الالزم لرجوع
. 340 m.s - 1
الموجة إليها،‏ فإذا علمت أنّ‏ الزمن الذي قاسته اآللة ، 0.15 s وسرعة انتشارالموجة
احسب بُعد الجسم عن اآللة.‏

السؤال األول:‏
اختر اإلجابة الصحيحة لكلٍّ‏ ممّا يأتي:‏
.1 رمز عنصر النحاس:‏
Cu
O
N
C
(a
(b
(c
(d
2.
3.
جزيء الماء HO 2 يتكوّن من:‏
a‏)ذرتي هدروجين وذرتي أكسجين.‏
b‏)ذرّة هدروجين وذرّة أكسجين.‏
c‏)ذرتي هدروجين وذرّة أكسجين.‏
d‏)ذرّة هدروجين وذرّتي أكسجين.‏
نواة الذرّ‏ ة تحمل شحنة:‏
a) سالبة.‏
(b
(c
متعادلة.‏
موجبة.‏
d‏)موجبة وسالبة معاً.‏
.4 رمز عنصر الزنك:‏
Zn
Fe
K
N
(a
(b
(c
(d
4
أسئلة الوحدة‏
164

السؤال الثاني:‏
ضع رقم المفهوم من العمود الثاني أمام ما يناسبه من العمود األول:‏
الرقم
العمود األول
يحتوي على نوع واحد من الذرّات
أصغر وحدة بناء في العنصر
جسيم في الذرّة يحمل شحنة سالبة
من مكونات النواة ومعتدل كهربائياً‏
عدد البروتونات + عدد النيوترونات
العمود الثاني
١- الذرّة
٢- العدد الكتلي
٣- النيوترون
٤- العنصر
٥- اإللكترون
٦- العدد الذري
٧- النواة
165

4
مشروع الحافظة الحرارية للسائل‏
تُستخدم الحافظة الحرارية لعزل المادة الموجودة بداخلها عن الوسط المحيط.‏
1.
الهدف العام:‏
تصنيع نموذج عن الحافظة الحرارية للسائل.‏
أهداف المشروع:‏
التقليل من انتقال الحرارة.‏
.2 مراقبة عمل العزل الحراري.‏
.3 صنع حافظة حرارة ومحاولة الحفاظ على السائل ساخناً‏ ألطول فترة ممكنة.‏
166

مراحل المشروع:‏
1.
2.
1.
2.
3.
أوالً‏ - التخطيط:‏
تحديد المواد الالزمة لصنع الحافظة الحرارية للسائل.‏
إجراءات تصنيع الحافظة الحرارية للسائلة.‏
ثانياً‏ - التنفيذ:‏
يتمّ‏ توزيع الطالب إلى ثالث مجموعات:‏
المجموعة األولى:‏ البحث عن آلية تصنيع الحافظة الحرارية للسائل عبر الشابكة.‏
المجموعة الثانية:‏ تأمين المواد الالزمة لتصنيع الحافظة الحرارية للسائل.‏
المجموعة الثالثة:‏ تصنيع الحافظة الحرارية للسائل.‏
ثالثاً‏ - التقويم:‏
مناقشة النتائج وإعداد تقرير كامل عن آلية تصنيع الحافظة الحرارية للسائل.‏
167