الدرس 1: القياس PDF

## الدرس 1 : القياس ### الفكرة الرئيسة القياس مهم في حياتنا، وكل كمية فيزيائية يعبر عنها بمقدار ووحدة هو طريقة لوصف الكميات والتعبير عنها بأرقام. قياس الكميات الفيزيائية مهم جدا لوصفها، كي يسهل علينا إدراكها وتفسيرها فضلا عن كيفية التحكم بالمتغيرات المؤثرة فيها وبيان العلاقة بين الكميات الفيزيائية...

## الدرس 1 : القياس ### الفكرة الرئيسة القياس مهم في حياتنا، وكل كمية فيزيائية يعبر عنها بمقدار ووحدة هو طريقة لوصف الكميات والتعبير عنها بأرقام. قياس الكميات الفيزيائية مهم جدا لوصفها، كي يسهل علينا إدراكها وتفسيرها فضلا عن كيفية التحكم بالمتغيرات المؤثرة فيها وبيان العلاقة بين الكميات الفيزيائية وتلك المتغيرات. #### نتاجات التعلم: في نهاية هذا الدرس سأكون قادراً على أن: 1. أبين أهمية القياس. 2. أوضح النظام الدولي للوحدات. 3. أقارن بين الكميات الفيزيائية المقدارية والاتجاهية. 4. أتعرف على البادئات واستخدامها. 5. أذكر بعض أدوات القياس المستخدمة في الفيزياء. #### المفردات: - القياس - الكمية المقدارية - الكمية الاتجاهية - النظام الدولي للوحدات - البادئات ### ما القياس ؟ لقد قمت عزيزي الطالب بدراستك السابقة بالتعرف إلى عمليات قياس لبعض الكميات الفيزيائية مثل قياس طولك ومقارنته مع طول صديقك، وقياس الزمن وكتلة جسم ووزنه ودرجة الحرارة فالقياس طريقة لوصف الكميات والتعبير عنها بأرقام. ### سؤال: ما أهمية القياس؟ #### دقة القياس إن عملية القياس التي تجري بأستخدام أدوات وأجهزة قياس يصاحبها نسبة خطأ في مقدار الكمية المقاسة والذي يدل على انحراف القيمة المقاسة عن القيمة الحقيقية، ويعود هذا الخطأ اما باختيار اداة قياس غير مناسبة أو وجود عيب في اداة القياس أو اجراء القياس بطريقة خاطئة، فمثلا النظر الى المؤشر أو التدريج بزاوية بدلا من أن يكون خط الرؤية عموديا على الاداة يسبب خطأ بالقياس. #### الشكل (1) يعود الخطأ في القياس إلى اداة القياس أو الطريقة القياس الخاطئة. ![]() ### 1. الكميات الفيزيائية تجدر الإشارة هنا إلى أن الكميات الفيزيائية يمكن أن تصنف تبعاً لطريقة وصفها وقياسها إلى : - 1. __الكميات المقدارية (العددية)__: هي الكميات التي توصف بذكر مقدارها ووحدة قياسها ، مثل الحجم ، الكتلة. المسافة و الانطلاق . - 2. __الكميات الاتجاهية__: هي الكميات التي توصف بذكر مقدارها ووحدة قياسها مع ذكر اتجاهها ، مثل الازاحة والسرعة والتعجيل والقوة. ### 2. نظام وحدات القياس | وحدة القياس | رمز الوحدة | الكميه | | ---- | ---- | ---- | | متر | m | الطول أو البعد | | __كيلو غرام__ | Kg | الكتلة | | __ثانية__ | S | الزمن | | __كلفن (الدرجة المطلقة)__ | K | درجة الحرارة | | __امبير__ | A | التيار الكهربائي | | __الشمعة القياسية__ | cd | قوة الإضاءة | | __مول__ | mol | كمية المادة | #### جدول (1) الوحدات الاساسية في النظام الدولي للوحدات يعتمد علم الفيزياء على الملاحظة والقياس ومن عناصر القياس هي الوحدات ، وهنالك أنظمة مختلفة لوحدات القياس هي : 1. __النظام البريطاني للوحدات__ (باوند، قدم. ثانية ) . 2. __النظام الكاوسي للوحدات__ (غرام . سنتيمتر، ثانية ) . 3. __النظام الدولي للوحدات (SI Units)__ ويشتمل النظام الدولي للوحدات على سبع وحدات اساسية مبينة في الجدول (1) #### بعض الكميات الفيزيائية تعد أساسية تسمى كمية فيزيائية اساسية وهي كمية فيزيائية لا تعرف بدلالة كميات فيزيائية أخرى من امثلتها ( الطول الزمن الكتلة). #### هناك كميات فيزيائية مشتقة وهي كمية فيزيائية تعرف بدلالة الكميات الفيزيائية الاساسية ومن امثلتها ( الحجم. السرعة القوة). تستعمل الوحدات الاساسية للتعبير عن بقية الوحدات المشتقة وإليك بعض الأمثلة : - وحدة قياس الحجم ( m ) هي وحدة مشتقة وهي مكعب لوحدة اساسية وهي المتر (m) . - وحدة قياس السرعة ( / m) هي وحدة مشتقة يعبر عنها بحاصل قسمة المتر (m) على الثانية (s) . - وحدة قياس القوة النيوتن ( ) N هي وحدة مشتقة يعبر عنها بحاصل ضرب الكيلوغرام في المترو ومقسوماً على مربع الثانية (Kg.m/s). ### سؤال ؟ قارن بين الكميات المقدارية والكميات الاتجاهية؟ ### 3. أدوات وأجهزة القياس وهي أجهزة وأدوات تستعمل في عملية قياس الكميات الفيزيائية ، ويمكن التعرف على بعض من ادوات القياس من ملاحظة الشكل (2) #### الشكل (2) يوضح انواع متعددة من ادوات القياس ![]() ## نِشاط أدوات القياس > أقيس طول قلم رصاص بالمسطرة. > أطلب الى زملائي الثلاثة قياس طول القلم نفسه باستعمال ادوات قياس الطول المختلفة. > اسجل نتائج القياس بجدول في سجل الملاحظات كالاتي: | الطالب | نتيجة القياس | اداة القياس | | ---- | ---- | ---- | | الاول | | | | الثاني | | | | الثالث | | | | | | | > اتناقش مع زملائي في النتائج التي توصلنا اليها: > - اذكر الاسباب التي ادت الى اختلاف القياس؟ وما الاداة الادق في قياس طول القلم؟ ولماذا؟ ## البادئات : وهي عبارات تسبق الوحدة وتكتب كدالة أسية للرقم عشرة . وتكون أما اجزاءاً من تلك الوحدة عندما يكون الأس سالبا أو مضاعفات لتلك الوحدة عندما يكون الأس موجباً، لاحظ الجدول (2). | البادئة | الرمز | القيمة العددية للبادئة | | ---- | ---- | ---- | | تيرا | T | 10¹² | | __كيكا__ | G | 10⁹ | | __ميكا__ | M | 10⁶ | | __كيلو__ | K | 10³ | | __سنتي__ | c | 10^-2 | | __ملي__ | m | 10^-3 | | __مايكرو__ | μ | 10^-6 | | __نانو__ | n | 10^-9 | | __بيكو__ | P | 10^-12 | | __فيمتو__ | f | 10^-15| #### جدول (2) بعض بادئات النظام الدولي ## تحويل الوحدات يتطلب في بعض الأحيان تحويل الوحدات من وحدات صغيرة إلى وحدات كبيرة أو بالعكس، وهو مهم لحل المسائل واليك بعض الأمثلة - **مثال 1** عبر عن (20m) بوحدات (mm) > الحل / > 1 سنتيm = 1000mm > =20 × 1000 = 20000 mm > =2× 10⁴ mm - **مثال 2** حول (4.5m) إلى (1km) > الحل / > 1Km=1000m > 4.5 × 1/1000 > = 4.5 ×10^-3 Km ## مراجعة الدرس ### أختبر معلوماتي 1. ما القياس ؟ وما أهميته ؟ 2. أميز بين الكميات المقدارية والكميات الاتجاهية . 3. هناك ثلاثة عناصر لأي عملية قياس ، أذكرها؟ 4. ماذا نقصد بدقة القياس؟ وما سبب الخطأ في القياس؟ 5. ما الوحدات الأساسية في النظام الدولي للوحدات؟ 6. ماذا أستخدم اذا أردت أن أقيس القطر الداخلي لأسطوانة مجوفة بدقة ؟ ### التفكير الناقد : 1. كيف أقيس حجم كرة صغيرة ؟ 2. حول 20pm إلى وحدات Km. ## الدرس 2 : الحركة وأنواعها ### الفكرة الرئيسة الحركة والسكون مفهومان نسبيان (حركة أو سكون نسبة إلى نقطة إسناد ثابتة والحركة على أنواع عدة. #### نتاجات التعلم : في نهاية هذا الدرس سأكون قادراً على أن : 1. أميز بين الحركة والسكون 2. أعرف مفهوم مسار الحركة. 3. أقارن بين أنواع الحركة. 4. اوضح مفهوم الحركة الدورية. 5. اعط أمثلة عن الحركة الانتقالية. #### المفردات : - الموقع - الحركة - مسار الحركة - الحركة الدورية - الحركة الانتقالية ### ما الحركة ؟ عندما تصف مكان جلوسك في الصف تقول أنا أجلس على يمين الباب وبالإمكان وصف حالة جسم ما أو على بعد متر واحد من السبورة أو عَلَى بُعدِ متر واحد من يسار الشباك لاحظ إنك في كل إجاباتك استعملت البعد والاتجاه بالنسبة لجسم آخر لتحديد مكان جلوسك أو موقعك داخل الصف ، فالموقع هو مكان وجود الجسم، يُحدد بالبعد وبالاتجاه بالنسبة إلى جسم آخر يكون ثابتاً. ### سؤال ؟ لماذا تعد الحركة مفهوم نسبي؟ #### الشكل (1) يوضح أن سطح الأرض نقطة إسناد ثابتة بالنسبة للشلال. ![]() ### الحركة : تغير مستمر في موقع الجسم نسبة إلى جسم آخر يكون ثابتاً، فالحركة مفهوم نسبي يعتمد على موقع نقطة الاسناد الذي يصف الحركة، فأنك متحركاً نسبةً إلى نقطة إسناد ثابتة في حين أنك ساكن نسبة إلى نقطة إسناد أخرى أما الجسم الساكن هو الجسم الذي لا يغير موقعه بالنسبة لنقطة ثابتة مع مرور الزمن، ويعد سطح الارض نقطة إسناد ثابتة لحركة الأجسام الساقطة عليها سقوطاً حراً . كالشلالات ### لو رميت كرة إلى الأسفل فإنها تمر بنقاط متعددة في الهواء لاحظ الشكل (2) قبل وصولها إلى الأرض ولو وصلنا هذه النقاط، نحصل على مسار الجسم المتحرك، فمسار الحركة هو الخط الواصل بين مختلف المواقع التي يمر خلالها الجسمُ المتحرك في اثناء حركته، ويمكن أن يأخذ المسار أشكالاً متنوعة لاحظ الشكل (3). #### الشكل (2) ![]() #### الشكل (3) ![]() وتقسم الحركة بحسب شكل مسار حركة الجسم على أنواع : ### الحركة الانتقالية : هي حركة تتميز بوجود نقطة بداية ونقطة نهاية وتكون اما في خط مستقيم مثل حركة القطار على سكة القطار او في مسار منحني مثل دوران السيارة في طريق منحني ### الحركة الدورية : هي حركة تكرر نفسها على فترات زمنية متساوية اما ان تكون في مسار مغلق مثل حركة الكواكب حول الشمس او تكون حركتها اهتزازية مثل حركة بندول الساعة لاحظ الشكل (4) #### الشكل (4) يوضح انواع الحركة ![]() ### سؤال ؟ أذكر تطبيقات أخرى للحركة الدورية؟ ## الدرس 3 : وصف الحركة ### الفكرة الرئيسة توصفُ حركة الجسم بكميات فيزيائية هي ( المسافة، الإزاحة والسرعة، الانطلاق والتعجيل) #### نتاجات التعلم : في نهاية هذا الدرس سأكون قادراً على أن : 1. أقارن بين المسافة والازاحة. 2. أميز بين الانطلاق والسرعة. 3. أحل مسائل رياضيةً، لايجاد الانطلاق والسرعة والتعجيل. 4. أحسب الإزاحة المحصلة لإزاحتين 5. أمثل از احتين بالرسم. 6. أوضح مفهوم التعجيل. #### المفردات: - المسافة - الانطلاق - الإزاحة - السرعة - التعجيل ### ما المسافة؟ وما الانطلاق ؟ إذا اردت أن تنتقل من الصف إلى المختبر، هناك أكثر من مسار يمكن أن تسلكه في حركتك وفي أثناء انتقالك تضطر إلى أن تغير اتجاهك قبل الوصول إلى المختبر . لاحظ شكل (1) #### الشكل (1) ![]() فطول المسار الذي سلكتهُ منْ P إلى Q ممثلاً بالسهم المنقط يسمى المسافة (d). وهي طول المسار الذي يسلكه الجسم للانتقال من نقطة إلى أخرى، وتقاس بوحدة المتر ( m) وهو من الكميات المقدارية. لو فرضنا أن سيارة تحركت و قطعت طريقا طوله 30m في مدة 2 ثانية فان ما تقطعه السيارة من الامتار في الثانية الواحده يساوي m/s 15 والتي تمثل انطلاق السيارة فالانطلاق هو المسافة المقطوعة خلال وحدة الزمن أو أنَّهُ المعدل الزمني للمسافة التي يقطعها الجسم عند حركته، ويعبر عنه بالمعادلة الآتية :- - الانطلاق = المسافة| ( الزمن ) - S = d/ t يمكننا تمثيل الحركة بيانياً بمخطط أو منحني المسافة – الزمن إذ ان المحور الافقي يمثل الزمن بينما المحور العمودي يمثل المسافة. ### حساب محصلة إزاحتين **1. إذا كانت الازاحتان باتجاه واحد** لاحظ العداء المبين في الشكل أدناه يتحرك في ازاحتين متتاليتين ، الإزاحة الأولى ( X ) شرقاً من A إلى B والإزاحة الثانية ( X ) شرقاً من B إلى C . فإن ازاحته المحصلة X هي ( AC ) ويمكن حسابها كالآتي : - XR = X₁ + X₂ - = 3+3 = 6 Km **2. إذا كانت الازاحتان ، باتجاهين متعاكسين** يمكن إيجاد الازاحة المحصلة كما يلي : - XR = X₁ - X₂ - = 6-2= 4 Km ويكون اتجاه الإزاحة المحصلة باتجاه الإزاحة الأكبر . #### مثال 4 - X₁ = 8 Km X₂ = 6 Km جد مقدار الإزاحة المحصلة للإزاحتين 1. إذا كانت الإزاحتان باتجاه الشرق . 2. إذا كانت الإزاحة X₁ باتجاه الشرق و الإزاحة X₂ باتجاه الغرب . **الحل :** - الإزاحة المحصلة باتجاه الشرق 1. XR = X₁ +X₂=8+ 6 = 14Km - الإزاحة المحصلة باتجاه الشرق 2. XR = X₁ - X₂ = 8-6 = 2Km ### سؤال ؟ تحركت سيارة 50Km شمالاً من نقطة a إلى نقطة b ثم تحركت 20Km من نقطة b إلى نقطة C شمالاً، جد الإزاحة المحصلة لحركتها من نقطة a إلى C، مع الرسم. ### أما السرعة فتعرف بأنها (المعدل الزمني للإزاحة المقطوعة) أو الإزاحة المقطوعة خلال وحدة الزمن. - السرعة = ( الإزاحة ) | ( الزمن ) - v = x/t وهي من الكميات الاتجاهية، وحداتها هي وحدات الإزاحة مقسومة على وحدات الزمن (m / S) والسرعة نوعان : 1. __السرعة المنتظمة ( الثابتة )__: هي حركة الجسم الذي يقطع إزاحات متساوية خلال فترات زمنية متساوية . 2. __السرعة غير المنتظمة__: هي حركة الجسم الذي يقطع إزاحات غير متساوية خلال فترات زمنية متساوية . أي أن سرعته تتغير ) تزداد أو تقل ( بين فترة وأخرى، وفي هذه الحالة من الأفضل استعمال مفهوم معدل السرعة. ### سؤال ؟ ميز بين الحركة بسرعة منتظمة والحركة بسرعة غير منتظمة ؟ ### ما التعجيل ؟ ما الذي يحصل عندما يقوم سائق السيارة بالضغط على دواسة البنزين لجعل السيارة تتحرك من السكون وتزداد سرعتها تدريجياً وبانتظام مع مرور الزمن ؟ستتغير سرعة السيارة بمقدار ثابت لكل وحدة زمن وهذه الحركة توصف بأنها حركة خطية بتعجيل ثابت (منتظم)، ويمكن تعريف التعجيل هو المعدل الزمني لتغير السرعة. - التعجيل = ( تغير السرعة) الزمن - a = Av/t ووحداته (m / s²) وهو من الكميات الاتجاهية .