فيزياء ثانوية سعودى 2.pdf

‫كتبي‬ ‫ن‬ ‫للقائمي عىل العمل*‬ ‫*جميع الحقوق محفوظة‬ ‫قــــررت وزارة الـــتـعــلـيـــم تـــدري س‬ ‫ه ذا ال ك ت اب وط ب ع ه ع ل ى نفقـتـها‬ ‫فيزياء ‪٢‬‬ ‫التعليم الثانوي‪ -...

‫كتبي‬ ‫ن‬ ‫للقائمي عىل العمل*‬ ‫*جميع الحقوق محفوظة‬ ‫قــــررت وزارة الـــتـعــلـيـــم تـــدري س‬ ‫ه ذا ال ك ت اب وط ب ع ه ع ل ى نفقـتـها‬ ‫فيزياء ‪٢‬‬ ‫التعليم الثانوي‪ -‬نظام املقررات‬ ‫)م سار العلوم الطبيعية(‬ ‫قام بالت أليف والمراجعة‬ ‫فريق من المتخ ص صين‬ ‫طبعة ‪20٢٢ - 144٤‬‬  ‫ح وزارة التعليم‪1438 ،‬هـ‬ ‫فهرسة مكتبـة امللـك فهد الوطنيـة أثنـاء النـشـر‬ ‫وزارة التعلـيـم‬ ‫فيزياء ‪(- 2‬كتاب الطالب) التعليم الثانوي ‪ -‬نظام املقررات (مسار العلوم الطبيعية)‬ ‫وزارة التعليم‪.‬الرياض ‪1438 ،‬هـ ‪.‬‬ ‫‪320‬ص ؛ ‪ 27.5 x 21‬سم‬ ‫ردمـك ‪978-603-508-458-1 :‬‬ ‫‪ 1‬ـ الفيزياء ـ تعليم ـ السعودية ‪ 2‬ـ التعليم الثانوي ـ مناهج ـ‬ ‫أ ـ العنوان‬ ‫السعودية‪.‬‬ ‫‪1438/4560‬‬ ‫ ‬‫ديـوي ‪375٫53‬‬ ‫رقم الإيداع ‪1438/4560 :‬‬ ‫‪978-603-508-458-1‬‬ ‫التعليم العام‪-‬الثانوية ردمك ‪:‬‬ ‫مقررات‪-‬علوم طبيعية‪-‬فيزياء‪2‬‬ ‫فيزياء‪/»2‬كتاب الطالب»‬ ‫حقوق الطبع والن شر حمفوظة لوزارة التعليم‬ ‫‪PHYS2-B-GE-CBE-TRNS-PHYS2‬‬ ‫‪www.moe.gov.sa‬‬ ‫ﻣﻮاد إﺛﺮاﺋﻴﺔ وداﻋﻤﺔ ﻋﻠﻰ "ﻣﻨﺼﺔ ﻋﻴﻦ اﺛﺮاﺋﻴﺔ"‬ ‫‪IEN.EDU.SA‬‬ ‫‪http://esstest-net.t4edu.com/Files/BooksQR/httpsien.edu.saqrB-GE-CBE-‬‬ ‫‪TRNS-PHYS2-PHYS2.png‬‬ ‫ﺗﻮاﺻﻞ ﺑﻤﻘﺘﺮﺣﺎﺗﻚ ﻟﺘﻄﻮﻳﺮ اﻟﻜﺘﺎب اﻟﻤﺪرﺳﻲ‬ ‫‪FB.T4EDU.COM‬‬  ‫املخاطر واالحتياطات الالزم مراعاتها‬ ‫العالج‬ ‫االحتياطات‬ ‫الأمثلة‬ ‫املخاطر‬ ‫رموز ال سالمة‬ ‫تخل ص من املخلفات وفق‬ ‫ال تتخل ص من هذه املواد يف‬ ‫بع ض املواد الكيميائية‪،‬‬ ‫خملفات التجربة قد تكون‬ ‫التخل ص من املخلفات‬ ‫تعليمات املعلم‪.‬‬ ‫املغ سلة أو يف سلة املهمالت‪.‬‬ ‫واملخلوقات حية‪.‬‬ ‫ ضارة بالإن سان‪.‬‬ ‫ أبلغ معلمك يف حالة حدوث‬ ‫البكترييا‪ ،‬الفطريات ‪ ،‬الدم‪ ،‬جتنب مالم سة اجللد‬ ‫خملوقات ومواد حية قد‬ ‫ملوثات حيوية‬ ‫مالم سة للج سم‪ ،‬واغ سل يديك‬ ‫لهذه املواد‪ ،‬وارتد كمامة‬ ‫الأن سجة غري املحفوظة‪،‬‬ ‫بيولوجية‬ ‫ت س ّبب ضر ًرا للإن سان‪.‬‬ ‫جيدً ا‪.‬‬ ‫وقفازين‪.‬‬ ‫املواد النباتية‪.‬‬ ‫غليان ال سوائل‪ ،‬ال سخانات‬ ‫الأ شياء التي قد حترق‬ ‫درجة احلرارة‬ ‫اذهب إىل معلمك طلب ًا للإ سعاف‬ ‫ا ستعمال قفازات واقية‪.‬‬ ‫الكهربائية‪ ،‬اجلليد اجلاف‪،‬‬ ‫اجللد ب سبب حرارتها أو‬ ‫الأويل‪.‬‬ ‫النيرتوجني ال سائل‪.‬‬ ‫برودتها ال شديدتني‪.‬‬ ‫امل ؤذية‬ ‫املق صات‪ ،‬ال شفرات‪،‬‬ ‫ا ستعمال الأدوات‬ ‫اذهب إىل معلمك طلب ًا للإ سعاف‬ ‫تعامل بحكمة مع الأداة‪،‬‬ ‫ال سكاكني‪ ،‬الأدوات املد ّببة‪،‬‬ ‫الأج سام احلادة‬ ‫والزجاجيات التي جترح‬ ‫الأويل‪.‬‬ ‫واتبع إر شادات ا ستعمالها‪.‬‬ ‫ أدوات الت شريح‪ ،‬الزجاج‬ ‫اجللد ب سهولة‪.‬‬ ‫املك سور‪.‬‬ ‫جيدة‪ ،‬اترك املنطقة‪ ،‬و أخرب معلمك‬ ‫ت أكد من وجود تهوية‬ ‫الأمونيا‪ ،‬الأ ستون‪ ،‬الكربيت‬ ‫مبا شرة‪،‬‬ ‫وال ت شم الأبخرة‬ ‫ال ساخن‪ ،‬كرات العث‬ ‫خطر حمتمل على اجلهاز‬ ‫الأبخرة ال ضارة‬ ‫فوراً‪.‬‬ ‫التنف سي من الأبخرة‪.‬‬ ‫وارتد كمامة‪.‬‬ ‫(النفثالني)‪.‬‬ ‫ال حتاول إ صالح الأعطال‬ ‫ت أكد من التو صيالت‬ ‫ت أري ض غري صحيح‪ ،‬سوائل‬ ‫الكهربائية‪ ،‬وا ستعن مبعلمك‬ ‫الكهربائية للأجهزة‬ ‫من سكبة‪ ،‬متا س كهربائي‪،‬‬ ‫خطر حمتمل من ال صعقة‬ ‫الكهرباء‬ ‫الكهربائية أو احلريق‪.‬‬ ‫فوراً‪.‬‬ ‫بالتعاون مع معلمك‪.‬‬ ‫معراة‪.‬‬ ‫ أ سالك ّ‬ ‫حبوب اللقاح‪ ،‬كرات‬ ‫اذهب إىل معلمك طلب ًا للإ سعاف‬ ‫ ضع واق ًيا للغبار وارتد‬ ‫العث‪ ،‬سلك املواعني‪،‬‬ ‫مواد قد تهيج اجللد أو‬ ‫املواد امله ّيجة‬ ‫قفازين وتعامل مع املواد‬ ‫الغ شاء املخاطي للقناة‬ ‫الأويل‪.‬‬ ‫ ألياف الزجاج‪ ،‬برمنجنات‬ ‫بحر ص شديد‪.‬‬ ‫التنف سية‪.‬‬ ‫البوتا سيوم‪.‬‬ ‫املبي ضات مثل فوق أك سيد‬ ‫الهيدروجني والأحما ض‬ ‫املواد الكيميائية التي قد‬ ‫املواد الكيميائية‬ ‫ارتد نظارة واقية‪ ،‬وقفازين‪ ،‬اغ سل املنطقة امل صابة باملاء‪،‬‬ ‫تتفاعل مع الأن سجة واملواد كحم ض الكربيتيك‪،‬‬ ‫و أخرب معلمك بذلك‪.‬‬ ‫والب س معطف املخترب‪.‬‬ ‫القواعد كالأمونيا‬ ‫الأخرى وتتلفها‪.‬‬ ‫وهيدروك سيد ال صوديوم‪.‬‬ ‫اغ سل يديك جيدً ا بعد االنتهاء‬ ‫الزئبق‪ ،‬العديد من املركبات‬ ‫مواد ت سبب الت سمم إذا‬ ‫املواد ال سامة‬ ‫من العمل‪ ،‬واذهب إىل معلمك‬ ‫اتبع تعليمات معلمك‪.‬‬ ‫الفلزية‪ ،‬اليود‪ ،‬النباتات‬ ‫ابتُلعت أو ا ستُن شقت أو‬ ‫ل سعاف الأويل‪.‬‬‫طلب ًا ل إ‬ ‫ال سامة‪.‬‬ ‫مل ست‪.‬‬ ‫الكحول‪ ،‬الكريو سني‪،‬‬ ‫بع ض الكيماويات التي‬ ‫ل سعاف‬ ‫ أبلغ معلمك طل ًبا ل إ‬ ‫جتنب مناطق اللهب عند‬ ‫الأ ستون‪ ،‬برمنجنات‬ ‫ي سهل ا شتعالها بو ساطة‬ ‫مواد قابلة لال شتعال‬ ‫الأويل وا ستخدم مطفاة‬ ‫ا ستخدام هذه الكيماويات‪.‬‬ ‫البوتا سيوم ‪ ،‬املالب س‪،‬‬ ‫اللهب‪ ،‬أو ال شرر‪ ،‬أو عند‬ ‫احلريق إن وجدت‪.‬‬ ‫ال شعر‪.‬‬ ‫تعر ضها للحرارة‪.‬‬ ‫اربط ال شعر إىل اخللف‬ ‫ل سعاف‬ ‫ أبلغ معلمك طل ًبا ل إ‬ ‫(الطالبات)‪ ،‬وال تلب س‬ ‫اللهب امل شتعل‬ ‫الأويل وا ستخدم مطفاة‬ ‫الورق‪ ،‬املواد املالب س الف ضفا ضة‪ ،‬واتبع‬ ‫ال شعر‪ ،‬املالب س‪،‬‬ ‫ترك اللهب مفتوح ًا ي سبب‬ ‫إ شتعال‪.‬‬ ‫القابلة لل‬ ‫احلريق‪.‬‬ ‫احلريق إن وجدت‪.‬‬ ‫تعليمات املعلم عند إ شعال‬ ‫اللهب أو إطفائه‪.‬‬ ‫غ سل اليدين‬ ‫ن شاط ا شعاعي‬ ‫ سالمة احليوانات‬ ‫وقاية املالب س‬ ‫ سالمة العني‬ ‫اغ سل يديك بعد‬ ‫يظهر هذا الرمز‬ ‫ي شري هذا الرمز‬ ‫يظهر هذا الرمز عندما‬ ‫يجب دائم ًا ارتداء‬ ‫كل جتربة باملاء‬ ‫عند ا ستعمال‬ ‫للت أكيد على سالمة‬ ‫ت سبب املواد بق ًعا أو‬ ‫نظارة واقية عند‬ ‫وال صابون قبل نزع‬ ‫مواد م شعة‪.‬‬ ‫املخلوقات احلية‪.‬‬ ‫حري ًقا للمالب س‪.‬‬ ‫العمل يف املخترب‪.‬‬ ‫النظارة الواقية‪.‬‬  ‫المقدمة‬ ‫احلمد هلل رب العاملني والصالة والسالم عىل أرشف األنبياء واملرسلني وعىل آله وصحبه أمجعني وبعد‪:‬‬ ‫يأيت اهتامم اململكة العربية السعودية بتطوير املناهج الدراسية وحتديثها من منطلق أحد التزامات رؤية اململكة‬ ‫العربية السعودية (‪ )2030‬وهو‪« :‬إعداد مناهج تعليمية متطورة تركز عىل املهارات األساسية باإلضافة إىل‬ ‫تطوير املواهب وبناء الشخصية ‪ ،‬وذلك من منطلق تطوير التعليم وحتسني ُمرجاته ومواكبة التطورات العاملية‬ ‫عىل خمتلف الصعد‪.‬‬ ‫ويأيت كتاب (فيزياء‪ )2‬لنظام املقررات يف التعليم الثانوي داع ًام لرؤية اململكة العربية السعودية (‪ )2030‬نحو‬ ‫االستثامر يف التعليم «عرب ضامن حصول كل طالب عىل فرص التعليم اجليد وفق خيارات متنوعة»‪ ،‬بحيث‬ ‫يكون الطالب فيها هو حمور العملية التعليمية التعلمية‪.‬‬ ‫والفيزياء فرع من العلوم الطبيعية هيتم بدراسة الظواهر الطبيعية واستنباط النظريات وصياغة القوانني‬ ‫الرياضية التي حتكم املادة والطاقة والفراغ والزمن‪ ،‬وحياول تفسري وإجياد عالقات ملا يدور يف الكون من‬ ‫خالل دراسة تركيب املادة ومكوناهتا األساسية‪ ،‬والقوى بني اجلسيامت واألجسام املادية‪ ،‬ونتائج هذه القوى‪،‬‬ ‫مرورا بسلوك‬ ‫ً‬ ‫إضافة إىل دراسة الطاقة والشحنة والكتلة‪.‬لذا هيتم علم الفيزياء بدراسة اجلسيامت حتت الذرية‬ ‫املواد يف العامل الكالسيكي إىل حركة النجوم واملجرات‪.‬‬ ‫وقد جاء هذا الكتاب يف ثامنية فصول‪ ،‬هي‪ :‬احلركة الدورانية‪ ،‬والزخم وحفظه‪ ،‬والشغل والطاقة واآلالت‬ ‫البسيطة‪ ،‬والطاقة وحفظها‪ ،‬والطاقة احلرارية‪ ،‬وحاالت املادة‪ ،‬واالهتزازات واملوجات‪ ،‬والصوت‪.‬وسوف‬ ‫تتعرف يف هذا املقرر احلركة الدورانية ووصفها‪ ،‬واالتزان ورشوطه‪ ،‬والزخم وحفظه‪ ،‬واستخدام نظرية الدفع‬ ‫‪ -‬الزخم‪ ،‬ودراسة الطاقة والشغل والعالقة بينهام‪ ،‬واآلالت البسيطة واملركّبة‪.‬كام يعرض الكتاب األشكال‬ ‫املتعددة للطاقة وحفظ الطاقة‪ ،‬وحتليل التصادمات‪ ،‬إضافة إىل دراسة درجة احلرارة والطاقة احلرارية واحلرارة‬ ‫النوعية‪ ،‬ومقاييس درجة احلرارة‪ ،‬وقوانني الديناميكا احلرارية‪.‬كام يعرض خصائص املوائع والقوى داخل‬ ‫السوائل‪ ،‬ومبدأ باسكال وقوة الطفو ومبدأ برنويل‪ ،‬ومعامالت التمدد احلراري للمواد الصلبة وتطبيقاهتا‪.‬‬ ‫أيضا خصائص املوجات الطولية واملستعرضة‪ ،‬وتراكب املوجات‪ ،‬وخصائص الصوت والرنني‬ ‫وستتعرف ً‬ ‫يف األعمدة اهلوائية واألوتار‪.‬‬ ‫وقد تم بناء حمتوى الكتاب بطريقة تتيح ممارسة العلم كام يامرسه العلامء‪ ،‬وبام يعزز مبدأ رؤية (‪« )2030‬نتعلم‬ ‫لنعمل»‪ ،‬وقد جاء تنظيم املحتوى بأسلوب شائق يعكس الفلسفة التي بنيت عليها سلسلة مناهج العلوم‪،‬‬ ‫‪4‬‬ ‫من حيث إتاحة الفرص املتعددة للطالب ملامرسة االستقصاء العلمي بمستوياته املختلفة‪ ،‬املبني واملوجه‬ ‫واملفتوح‪.‬فقبل البدء يف دراسة حمتوى كل فصل من فصول الكتاب‪ ،‬يطلع الطالب عىل األهداف العامة‬ ‫للفصل التي تقدم صورة شاملة عن حمتواه‪ ،‬وكذلك االطالع عىل أمهية الفصل من خالل عرض ظاهرة أو‬ ‫تقنية ترتبط بمحتوى الفصل‪ ،‬إضافة إىل وجود سؤال فكِّر الذي حيفز الطالب عىل دراسة الفصل‪.‬ثم ين ِّفذ‬ ‫أيضا عىل تكوين نظرة شاملة عن‬ ‫أحد أشكال االستقصاء املبني حتت عنوان «جتربة استهاللية» والتي تساعد ً‬ ‫حمتوى الفصل‪.‬وتتيح التجربة االستهاللية يف هنايتها ممارسة شكل آخر من أشكال االستقصاء املوجه من‬ ‫خالل سؤال االستقصاء املطروح‪.‬وهناك أشكال أخرى من النشاطات االستقصائية التي يمكن تنفيذها‬ ‫يف أثناء دراسة املحتوى‪ ،‬ومنها التجربة العملية‪ ،‬ويمكن الرجوع إىل دليل التجارب العملية عىل منصة عني‬ ‫مفتوحا يف هنايته‪.‬‬ ‫ً‬ ‫اإلثرائية‪ ،‬وخمترب الفيزياء الذي يرد يف هناية كل فصل‪ ،‬ويتضمن استقصا ًء‬ ‫يبدأ حمتوى الدراسة يف كل قسم بعرض األهداف اخلاصة واملفردات اجلديدة التي سيتعلمها الطالب‪.‬وستجد‬ ‫أدوات أخرى تساعدك عىل فهم املحتوى‪ ،‬منها ربط املحتوى مع واقع احلياة من خالل تطبيق الفيزياء‪ ،‬والربط مع‬ ‫العلوم األخرى‪ ،‬والربط مع حماور رؤية (‪ )2030‬وأهدافها االسرتاتيجية‪.‬وستجد رشحا وتفسريا للمفردات‬ ‫اجلديدة التي تظهر باللون األسود الغامق‪ ،‬ومظللة باللون األصفر‪ ،‬وأمثلة حملولة يليها مسائل تدريبية تعمق‬ ‫أيضا يف كل فصل‬ ‫معرفة الطالب بمحتوى املقرر واستيعاب املفاهيم واملبادئ العلمية الواردة فيه‪.‬كام ستجد ً‬ ‫مسألة حتفيز تطبق فيها ما تعلمته يف حاالت جديدة‪.‬ويتضمن كل قسم جمموعة من الصور واألشكال والرسوم‬ ‫التوضيحية بدرجة عالية الوضوح تعزز فهمك للمحتوى‪.‬‬ ‫وقد وظفت أدوات التقويم الواقعي يف التقويم بمراحله وأغراضه املختلفة‪ :‬القبيل‪ ،‬والتشخييص‪ ،‬والتكويني‬ ‫(البنائي)‪ ،‬واخلتامي (التجميعي)؛ إذ يمكن توظيف الصورة االفتتاحية يف كل فصل واألسئلة املطروحة يف‬ ‫تقويم قبل ًّيا تشخيص ًّيا الستكشاف ما يعرفه الطالب عن موضوع الفصل‪.‬ومع‬ ‫ً‬ ‫التجربة االستهاللية بوصفها‬ ‫خاصا بكل قسم من أقسام الفصل يتضمن أفكار املحتوى‬ ‫تقويم ًّ‬ ‫ً‬ ‫التقدم يف دراسة كل جزء من املحتوى جتد‬ ‫تلمس جوانب التعلم وتعزيزه‪ ،‬وما قد يرغب الطالب يف تعلمه يف األقسام الالحقة‪.‬ويف‬ ‫وأسئلة تساعد عىل ّ‬ ‫تذكريا باملفاهيم الرئيسة واملفردات اخلاصة بكل قسم‪.‬ييل‬ ‫ً‬ ‫هناية كل فصل يأيت دليل مراجعة الفصل متضمنًا‬ ‫ذلك تقويم الفصل الذي يشمل أسئلة وفقرات متنوعة هتدف إىل تقويم تعلم الطالب يف جماالت عدة‪ ،‬هي‪:‬‬ ‫إتقان املفاهيم‪ ،‬وحل املسائل‪ ،‬والتفكري الناقد‪ ،‬واملراجعة العامة‪ ،‬واملراجعة الرتاكمية‪ ،‬ومهارات الكتابة يف‬ ‫اختبارا مقننًا هيدف إىل تدريبه عىل حل املسائل وإعداده للتقدم‬ ‫ً‬ ‫الفيزياء‪.‬ويف هناية كل فصل جيد الطالب‬ ‫لالختبارات الوطنية والدولية‪ ،‬إضافة إىل تقويم فهمه ملوضوعات كان قد درسها من قبل‪.‬‬ ‫واهلل نسأل أن حيقق الكتاب األهداف املرجوة منه‪ ،‬وأن يوفق اجلميع ملا فيه خري الوطن وتقدمه وازدهاره‪.‬‬ ‫‪5‬‬  ‫قائمة المحتويات‬ ‫الفصل ‪1‬‬ ‫ما الذي ستتعلمه في هذا‬ ‫الحركة الدورانية ‪8......................................‬‬ ‫الفصل؟‬ ‫ وصف احلركة الدورانية وقياسها‪.‬‬ ‫ تَع رُّف كيفي ة تغي ر الع زم للرسعة‬ ‫املتجهة الدورانية‪.‬‬ ‫ استكش اف العوام ل الت ي تؤث ر يف‬ ‫استق رار جسم ما‪.‬‬ ‫ توضيح أن الق وة الطاردة املركزية قوة‬ ‫ومهية‪.‬‬ ‫‪ 1-1‬وصــف احلركة الدورانيــة ‪9........................‬‬ ‫األهمية‬ ‫تشاهد الكثر من األجسام التي تتحرك‬ ‫حركة دورانية يف حياتك اليومية ‪ ،‬ومنها‬ ‫قرص احلاسوب املدمج ‪ ، CD‬واإلطارات‪،‬‬ ‫وبعض األلعاب يف مدينة األلعاب‪.‬‬ ‫العربة الدوّارة تُصمَّ م العربات الدوارة‬ ‫يف مدن األلعاب‪ ،‬بحيث حتقق لل راكب‬ ‫اإلثارة؛ فهي تشعر ال راكب باالبتهاج يف‬ ‫أثناء دوران العربات‪.‬وختضع حركة هذه‬ ‫‪ 1-2‬ديناميكا احلركة الدورانية ‪14........................‬‬ ‫العربات لقوانني فيزياء احلركة الدورانية‬ ‫ومبادئها‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫فكر ◀‬ ‫مل اذا يتعرض الراك ب يف العربة الدوارة‬ ‫لردود فعل بدنية قوية؟‬ ‫‪8‬‬ ‫‪ 1-3‬االتزان‪19...........................................‬‬ ‫اﻟﺰﺧﻢ وﺣﻔﻈﻪ‬ ‫‪Momentum & Its Conservation‬‬ ‫الفصل ‪2‬‬ ‫الزخم وحفظه ‪38.......................................‬‬ ‫ما الذي ستتعلمه في هذا‬ ‫الفصل؟‬ ‫ ﻭﺻـﻒ ﺍﻟﺰﺧـﻢ ﻭﺍﻟﺪﻓـﻊ‪ ،‬ﻭﺗﻮﻇﻴـﻒ‬ ‫ﺍﻟﻌﻼﻗـﺎﺕ ﻭﺍﳌﻔﺎﻫﻴـﻢ ﺍﳌﺮﺗﺒﻄـﺔ ﻣﻌﻬﲈ‬ ‫ﻋﻨﺪ ﺍﻟﺘﻌﺎﻣﻞ ﻣﻊ ﺍﻷﺟﺴﺎﻡ ﺍﳌﺘﻔﺎﻋﻠﺔ‪.‬‬ ‫ ﺭﺑﻂ ﺍﻟﻘﺎﻧﻮﻥ ﺍﻟﺜﺎﻟﺚ ﻟﻨﻴﻮﺗﻦ ﰲ ﺍﳊﺮﻛﺔ‬ ‫ﻣﻊ ﻗﺎﻧﻮﻥ ﺣﻔﻆ ﺍﻟﺰﺧﻢ‪.‬‬ ‫األهمية‬ ‫ﺍﻟﺰﺧﻢ ﻫﻮ ﻣﻔﺘـﺎﺡ ﺍﻟﻨﺠﺎﺡ ﰲ ﺍﻟﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ‬ ‫‪ 2-1‬الدفع والزخم‪39...................................‬‬ ‫ﺍﻷﻟﻌـﺎﺏ ﺍﻟﺮﻳﺎﺿﻴـﺔ‪ ،‬ﻭﻣﻨﻬـﺎ ﺍﻟﺒﻴﺴـﺒﻮﻝ‪،‬‬ ‫ﻭﻛﺮﺓ ﺍﻟﻘﺪﻡ‪ ،‬ﻭﻫﻮﻛﻲ ﺍﳉﻠﻴﺪ‪ ،‬ﻭﺍﻟﺘﻨﺲ‪.‬‬ ‫ﺍﻟﺒﻴﺴـﺒـــﻮﻝ ﺗﺘﻌﻠﱠـﻖ ﺃﺣـﻼﻡ ﻻﻋﺒـﻲ‬ ‫ﺍﻟﺒﻴﺴـﺒﻮﻝ ﺑﺘﻤﻜﱡﻨﻬـﻢ ﻣـﻦ ﴐﺏ ﺍﻟﻜـﺮﺓ‬ ‫ﻼ ﻳﺄﺧﺬﻫﺎ ﺇﱃ ﺧﺎﺭﺝ‬‫ﻟﺘﺘﺨﺬ ﻣﺴـﺎﺭﹰ ﺍ ﻃﻮﻳـ ﹰ‬ ‫ﺍﳌﻠﻌـﺐ‪.‬ﻓﻌﻨﺪﻣـﺎ ﻳﻘـﻮﻡ ﻻﻋـﺐ ﺑﴬﺏ‬ ‫‪ 2-2‬حفظ الزخم‪46.....................................‬‬ ‫ﺍﻟﻜﺮﺓ ﻳﺘﻐﲑ ﺷﻜﻞ ﻛﻞ ﻣﻦ ﺍﻟﻜﺮﺓ ﻭﺍﳌﴬﺏ‬ ‫ﳊﻈﺔ ﺗﺼﺎﺩﻣﻬﲈ ﲢﺪﻳﺪﹰ ﺍ‪ ،‬ﺛﻢ ﻳﺘﻐﲑ ﺯﺧﻢ ﻛﻞ‬ ‫ﻣﻨﻬﲈ‪.‬ﻭﳛﺪﺩ ﺍﻟﺘﻐﲑ ﰲ ﺍﻟﺰﺧﻢ ﺍﻟﻨﺎﺗﺞ ﻋﻦ‬ ‫ﻧﺠﺎﺡ ﺍﻟﻼﻋﺐ ﰲ ﺍﻟﴬﺑﺔ‪.‬‬ ‫ﹶ‬ ‫ﺍﻟﺘﺼﺎﺩﻡ‬ ‫ِّ‬ ‫فكر ◀‬ ‫ﻣﺎ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﳌﺆﺛﺮﺓ ﰲ ﻣﴬﺏ ﺍﻟﺒﻴﺴـﺒﻮﻝ ﻋﻨﺪ‬ ‫ﴐﺏ ﺍﻟﻜﺮﺓ ﺇﱃ ﺧﺎﺭﺝ ﺍﳌﻠﻌﺐ؟‬ ‫‪38‬‬ ‫اﻟﺸﻐﻞ واﻟﻄﺎﻗﺔ واﻻت اﻟﺒﺴﻴﻄﺔ‬ ‫الفصل ‪3‬‬ ‫‪Work, Energy, and Simple Machines‬‬ ‫الشغل والطاقة واآلالت البسيطة ‪68.....‬‬ ‫ﻣﺎ اﻟﺬي ﺳﺘﺘﻌﻠﻤﻪ ﻓﻲ ﻫﺬا‬ ‫اﻟﻔﺼﻞ؟‬ ‫ ﺍﻟﺘﻤﻴﻴﺰ ﺑﲔ ﻣﻔﻬﻮﻣﻲ ﺍﻟﺸﻐﻞ ﻭﺍﻟﻘﺪﺭﺓ‪،‬‬ ‫ﻭﻛﻴﻒ ﻳﺼﻔﺎﻥ ﺗﺄﺛﲑ ﺍﳌﺤﻴﻂ ﺍﳋﺎﺭﺟﻲ‬ ‫ﰲ ﺗﻐﻴﲑ ﻃﺎﻗﺔ ﺍﻟﻨﻈﺎﻡ‪.‬‬ ‫ ﺍﻟﺮﺑـﻂ ﺑـﲔ ﺍﻟﻘـﻮﺓ ﻭﺍﻟﺸـﻐﻞ ﻭﺗﻔﺴـﲑ‬ ‫ﻛﻴﻔﻴـﺔ ﺗﻘﻠﻴـﻞ ﺍﻵﻻﺕ ﻟﻠﻘـﻮﺓ ﺍﻟﻼﺯﻣﺔ‬ ‫ﻹﻧﺠﺎﺯ ﺷﻐﻞ‪.‬‬ ‫‪ 3-1‬الطاقة والشغل ‪69..................................‬‬ ‫ا ﻫﻤﻴﺔ‬ ‫ﺇﻥ ﺍﻵﻻﺕ ﺍﻟﺒﺴـﻴﻄﺔ ﻭﺍﻵﻻﺕ ﺍﳌﺮﻛﺒـﺔ‬ ‫ﺁﻻﺕ ﺑﺴـﻴﻄﺔ ﲡﻌﻞ‬‫ﹴ‬ ‫ﺍﳌﻜﻮﹼ ﻧـﺔ ﻣﻦ ﳎﻤﻮﻋﺔ‬ ‫ﺍﻟﻌﺪﻳـﺪ ﻣﻦ ﺍﳌﻬﺎﻡ ﺍﻟﻴﻮﻣﻴﺔ ﺳـﻬﻠﺔ ﺍﻟﺘﻨﻔﻴﺬ‪.‬‬ ‫ﺍﻟﺪﺭﺍﺟـﺎﺕ ﺍﳍﻮﺍﺋﻴـﺔ ﺍﳉﺒﻠﻴـﺔ ﺗﺘﻴـﺢ ﻟـﻚ‬ ‫ﺍﻟﺪﺭﺍﺟـﺎﺕ ﺍﳍﻮﺍﺋﻴـﺔ ﺍﳉﺒﻠﻴـﺔ ﺍﳌﺘﻌـﺪﺩﺓ‬ ‫ﺍﻟﴪﻋﺎﺕ‪ ،‬ﻭﺍﳌﺰﻭﺩﺓ ﺑﲈﺻﺎﺕ ﺍﻟﺼﺪﻣﺎﺕ‬ ‫ﺗﻜﻴﻴﻒ ﻗﺪﺭﺍﺕ ﺟﺴﺪﻙ؛ ﻓﺘﺆﺛﺮ ﺑﻘﻮﺓ‪ ،‬ﻭﺗﺒﺬﻝ‬ ‫‪ 3-2‬اآلالت ‪81........................................‬‬ ‫ﹰ‬ ‫ﺷﻐﻼ‪ ،‬ﻭﺗﻮﻓﺮ ﺍﻟﻘﺪﺭﺓ ﺍﻟﻼﺯﻣﺔ ﻟﺼﻌﻮﺩ ﺍﻟﺘﻼﻝ‬ ‫ﺍﻟﺸـﺪﻳﺪﺓ ﺍﻻﻧﺤـﺪﺍﺭ ﻭﻧﺰﻭﳍـﺎ‪ ،‬ﻭﺍﺟﺘﻴـﺎﺯ‬ ‫ﺍﻟﺘﻀﺎﺭﻳﺲ ﺍﳌﻨﺒﺴﻄﺔ ﺑﴪﻋﺔ ﻭﺃﻣﺎﻥ‪.‬‬ ‫ﱢ‬ ‫ﻓﻜﺮ ◀‬ ‫ﻛﻴﻒ ﺗﹸﺴـﺎﻋﺪ ﺍﻟﺪﺭﺍﺟﺔ ﺍﳍﻮﺍﺋﻴﺔ ﺍﳉﺒﻠﻴﺔ‬ ‫ﺍﳌﺘﻌﺪﺩﺓ ﺍﻟﴪﻋﺎﺕ ﺍﻟﺴﺎﺋﻖﹶ ﻋﲆ ﺍﻟﻘﻴﺎﺩﺓ‬ ‫ﻓﻮﻕ ﺍﻟﺘﻀﺎﺭﻳﺲ ﺍﳌﺨﺘﻠﻔﺔ ﺑﺠﻬﺪ ﻗﻠﻴﻞ؟‬ ‫‪68‬‬ ‫اﻟﻄﺎﻗﺔ وﺣﻔﻈﻬﺎ‬ ‫‪Energy and Its Conservation‬‬ ‫الفصل ‪4‬‬ ‫ﻣﺎ اﻟﺬي ﺳﺘﺘﻌﻠﻤﻪ ﻓﻲ ﻫﺬا‬ ‫الطاقة وحفظها ‪102....................................‬‬ ‫اﻟﻔﺼﻞ؟‬ ‫ ﺗﹶﻌﺮﱡﻑ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺑﻮﺻﻔﻬﺎ ﺧﺎﺻﻴﺔ ﻟﻠﺠﺴـﻢ‬ ‫ﺗﻐﻴـﺮ ﻣﻦ ﻣﻮﻗﻌﻪ‪ ،‬ﺃﻭ ﴎﻋﺘﻪ‪ ،‬ﺃﻭ ﺑﻴﺌﺘﻪ‪.‬‬ ‫ﺗﺘﻐﲑ ﻣﻦ ﺷﻜﻞ ﺇﱃ‬ ‫ ﺗﻮﺿﻴﺢ ﺃﻥ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﹼ‬ ‫ﺁﺧﺮ‪ ،‬ﻭﺃﻥ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﻠﻴﺔ ﰲ ﻧﻈﺎﻡ ﻣﻐﻠﻖ‬ ‫ﺛﺎﺑﺘﺔ )ﺍﳌﻘﺪﺍﺭ ﺍﻟﻜﲇ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ ﻳﺒﻘﻰ ﺛﺎﺑ ﺘﹰﺎ‬ ‫ﰲ ﺍﻟﻨﻈﺎﻡ ﺍﳌﻐﻠﻖ(‪.‬‬ ‫ا ﻫﻤﻴﺔ‬ ‫‪ 4-1‬األشــكال املتعددة للطاقــة ‪103....................‬‬ ‫ﺗﺪﻳـﺮ ﺍﻟﻄﺎﻗـﺔ ﻋﺠﻠـﺔ ﺍﳊﻴـﺎﺓ‪ ،‬ﺣﻴﺚ ﻳﺸـﱰﻱ‬ ‫ﺍﻟﻨﺎﺱ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﻭﻳﺒﻴﻌﻮﳖﺎ ﻟﺘﺸـﻐﻴـﻞ ﺍﻷﺟﻬــﺰﺓ‬ ‫ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ‪ ،‬ﻭﺍﻟﺴﻴﹼﺎﺭﺍﺕ ﻭﺍﳌﺼﺎﻧﻊ‪.‬‬ ‫ﺍﻟﺘﺰﻟﺞ ﳛـﺪﹼ ﺩ ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﻗﻔـﺰﺓ ﺍﳌﺘﺰﻟﺞ ﻃﺎﻗﺘﻪ‬ ‫ﻋﻨﺪ ﺃﺳﻔﻞ ﺍﳌﻨﺤﺪﺭ؛ ﺇﺫ ﺗﺘﺤﺪﺩ ﻃﺎﻗﺘﻪ ﻗﺒﻞ‬ ‫ﺃﻥ ﻳﻘﻔـﺰ ﰲ ﺍﳍـﻮﺍﺀ ﻭﻳﻄـﲑ ﻋـﺪﺓ ﺃﻣﺘﺎﺭ ﺛﻢ‬ ‫ﻳﺴـﻘﻂ ﺃﺳـﻔﻞ ﺍﳌﻨﺤﺪﺭ ﺍﻟﺜﻠﺠﻲ‪.‬ﻭﺗﻌﺘﻤﺪ‬ ‫ﺍﳌﺴـﺎﻓﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﻘﻄﻌﻬـﺎ ﺍﳌﺘﺰﻟﺞ ﻋﲆ ﻣﺒﺎﺩﺉ‬ ‫‪ 4-2‬حفــظ الطاقــة‪113................................‬‬ ‫ﻓﻴﺰﻳﺎﺋﻴـﺔ ﻣﻨﻬﺎ ﻣﻘﺎﻭﻣﺔ ﺍﳍـﻮﺍﺀ‪ ،‬ﻭﺍﻟﺘﻮﺍﺯﻥ‪،‬‬ ‫ﻭﺍﻟﻄﺎﻗﺔ‪.‬‬ ‫ﱢ‬ ‫ﻓﻜﺮ ◀‬ ‫ﻛﻴﻒ ﻳﺆﺛـﺮ ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﻣﻨﺤـﺪﺭ ﺍﻟﺘﺰﻟﺞ ﰲ‬ ‫ﺍﳌﺴﺎﻓﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﻘﻄﻌﻬﺎ ﺍﳌﺘﺰﻟﺞ ﰲ ﻗﻔﺰﺗﻪ؟‬ ‫‪102‬‬ ‫‪66‬‬  ‫قائمة المحتويات‬ ‫اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﺤﺮارﻳﺔ‬ ‫‪Thermal Energy‬‬ ‫الفصل ‪5‬‬ ‫الطاقة الحرارية ‪136.................................‬‬ ‫ما الذي ستتعلمه في هذا‬ ‫الفصل؟‬ ‫ ﺗﹶﻌـﺮﱡﻑ ﺍﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑـﲔ ﺍﳊـﺮﺍﺭﺓ ﻭﻃﺎﻗﺘﻲ‬ ‫ﺍﻟﻮﺿﻊ ﻭﺍﳊﺮﻛﺔ ﻟﻠﺬﺭﺍﺕ ﻭﺍﳉﺰﻳﺌﺎﺕ‪.‬‬ ‫ ﺍﻟﺘﻤﻴﻴﺰ ﺑﲔ ﺍﳊ ﺮﺍﺭﺓ ﻭﺍﻟﺸﻐﻞ‪.‬‬ ‫ ﺣﺴﺎﺏ ﻛﻤﻴﺔ ﺍﳊ ﺮﺍﺭﺓ ﺍﳌﻨﺘﻘﻠﺔ ﻭﺍﻟﻄﺎﻗﺔ‬ ‫ﺍﳊ ﺮﺍﺭﻳﺔ ﺍﳌﻤﺘﺼﺔ‪.‬‬ ‫األهمية‬ ‫‪ 5-1‬درجة احلرارة والطاقة احلرارية ‪137.................‬‬ ‫ﺗﻌﺪ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﻳﺔ ﺃﻣﺮﹰ ﺍ ﺣﻴﻮﻳﹼﹰﺎ ﻟﻠﻤﺨﻠﻮﻗﺎﺕ‬ ‫ﺍﳊﻴـﺔ‪ ،‬ﻭﺣـﺪﻭﺙ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋـﻼﺕ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴـﺔ‪،‬‬ ‫ﻭﻋﻤﻞ ﺍﳌﺤﺮﻛﺎﺕ‪.‬‬ ‫ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺸﻤﺴﻴﺔ ﺗﺘﻤﺜﻞ ﺇﺣﺪ￯ ﺍﺳﱰﺍﺗﻴﺠﻴﺎﺕ‬ ‫ﺇﻧﺘـﺎﺝ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴـﺔ ﰲ ﺗﺮﻛﻴﺰ ﺿﻮﺀ‬ ‫ﺍﻟﺸـﻤﺲ ﺑﺎﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﻋﺪﺓ ﻣﺮﺍﻳﺎ ﻋﲆ ﹸﳎ ﹶﻤﱢ ﻊ‬ ‫ﻭﺍﺣﺪ ﻟﻴﺼﺒﺢ ﺳـﺎﺧﻨﹰﺎ ﺟﺪﹼﹰ ﺍ‪ ،‬ﺛﻢ ﺗﺴﺘﻌﻤﻞ‬ ‫‪ 5-2‬تغريات حالة املادة وقوانني الديناميكا احلرارية‪150..‬‬ ‫ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻄﺎﻗـﺔ ﺍﳌﺠﻤﻌﺔ ﻋﻨـﺪ ﺩﺭﺟﺔ ﺣﺮﺍﺭﺓ‬ ‫ﻋﺎﻟﻴﺔ ﻟﺘﺸﻐﻴﻞ ﳏﺮﻙ‪ ،‬ﻓﻴﺪﻳﺮ ﺍﻷﺧﲑ ﻣﻮﻟﺪﹰ ﺍ‬ ‫ﻛﻬﺮﺑﺎﺋﻴﹼﹰﺎ‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫فكر ◀‬ ‫ﻣﺎﺃﺷﻜﺎﻝﺍﻟﻄﺎﻗﺔﺍﻟﺘﻲﻳﺘﺨﺬﻫﺎﺿﻮﺀﺍﻟﺸﻤﺲ‬ ‫ﺧـﻼﻝ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﲢﻮﻳﻞ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺸﻤﺴـﻴﺔ ﺇﱃ‬ ‫ﺷـﻐﻞ ﻳﹸﺴـﺘﻔﺎﺩ ﻣﻨـﻪ ﻋـﻦ ﻃﺮﻳـﻖ ﺍﳌﺤﺮﻙ؟‬ ‫‪136‬‬ ‫الفصل ‪6‬‬ ‫حاالت المادة ‪172......................................‬‬ ‫‪ 6-1‬خصائص املوائع ‪173...............................‬‬ ‫ما الذي ستتعلمه في هذا‬ ‫الفصل؟‬ ‫ ﺗﻔﺴـﲑ ﲤﺪﹼ ﺩ ﺍﳌـﺎﺩﺓ ﻭﺗﻘﻠﺼﻬﺎ ﺑﺴـﺒﺐ‬ ‫ﺍﻟﺘﻐ ﲑﺍﺕ ﰲ ﺩﺭﺟﺎﺕ ﺍﳊ ﺮﺍﺭﺓ‪.‬‬ ‫ ﺗﻄﺒﻴـﻖ ﻣﺒـﺎﺩﺉ ﺑﺎﺳـﻜﺎﻝ ﻭﺃﺭﲬﻴﺪﺱ‬ ‫ﻭﺑﺮﻧﻮﱄ ﰲ ﻣﻮﺍﻗﻒ ﺍﳊﻴﺎﺓ ﺍﻟﻴﻮﻣﻴﺔ‪.‬‬ ‫األهمية‬ ‫ﺇﻥ ﺍﳌﻮﺍﺋﻊ ﻭﺍﻟﻘـﻮ￯ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺒﺬﳍﺎ ﲤﻜﹼﻨﻨﺎ ﻣﻦ‬ ‫‪ 6-2‬القوى داخل السوائل‪184.........................‬‬ ‫ﺍﻟﺴﺒﺎﺣــﺔ ﻭﺍﻟﻐﻄـــﺲ‪ ،‬ﻭﲤﻜﹼﻦ ﺍﳌﻨﺎﻃﻴﺪ‬ ‫ﻣﻦ ﺍﻟﻄﻔﻮ‪ ،‬ﻭﺍﻟﻄﺎﺋﺮﺍﺕ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﲑﺍﻥ‪.‬‬ ‫ﻳﺆﺛﺮ ﺍﻟﺘﻤﺪﹼ ﺩ ﺍﳊـﺮﺍﺭﻱ ﰲ ﺗﺼﻤﻴﻢ ﺍﳌﺒﺎﲏ‪،‬‬ ‫ﻭﺍﻟﻄﺮﻕ‪ ،‬ﻭﺍﳉﺴﻮﺭ‪ ،‬ﻭﺍﻵﻻﺕ‪.‬‬ ‫ﺍﻟﻐﻮﺍﺻـﺎﺕ ﺗﹸﺼﻤﹼ ﻢ ﺍﻟﻐﻮﺍﺻـﺎﺕ ﺍﻟﻨﻮﻭﻳﺔ‬ ‫ﻟﺘﻘـﻮﻡ ﺑﻤﻨـﺎﻭﺭﺍﺕ ﺑﺤﺮﻳـﺔ ﰲ ﺃﻋـﲈﻕ‬ ‫ﳐﺘﻠﻔـﺔ ﰲ ﺍﳌﺤﻴـﻂ؛ ﻟـﺬﺍ ﳚـﺐ ﺃﻥ ﺗﻘﺎﻭﻡ‬ ‫‪ 6-3‬املوائع الساكنة واملوائع املتحركة ‪188...............‬‬ ‫ﺍﻻﺧﺘﻼﻓـﺎﺕ ﺍﳍﺎﺋﻠﺔ ﰲ ﺍﻟﻀﻐﻂ ﻭﺍﳊﺮﺍﺭﺓ‬ ‫ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﻐﻮﺹ ﲢﺖ ﺍﳌﺎﺀ‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫فكر ◀‬ ‫ﻛﻴﻒ ﺗﺴﺘﻄﻴﻊ ﺍﻟﻐﻮﺍﺻﺔ ﺃﻥ ﺗﻄﻔﻮ ﻋﲆ ﺳﻄﺢ‬ ‫ﺍﳌﺤﻴﻂ ﻭﺗﻐﻮﺹ ﰲ ﺃﻋﲈﻗﻪ؟‬ ‫‪172‬‬ ‫‪ 6-4‬املواد الصلبة ‪198.................................‬‬ ‫الفصل ‪7‬‬ ‫اﻻﻫﺘﺰازات واﻟﻤﻮﺟﺎت‬ ‫االهتزازاتوالموجات‪218..............................‬‬ ‫‪Vibrations and Waves‬‬ ‫ﻣﺎ اﻟﺬي ﺳﺘﺘﻌﻠﻤﻪ ﻓﻲ ﻫﺬا‬ ‫اﻟﻔﺼﻞ؟‬ ‫ ﺍﻟﺘﻮﺻﻞ ﺇﱃ ﺧﺼﺎﺋﺺ ﺍﳊﺮﻛﺔ ﺍﻻﻫﺘ ﺰﺍﺯﻳﺔ‬ ‫ﻭﺭﺑﻄﻬﺎ ﺑﺎﳌﻮﺟﺎﺕ‪.‬‬ ‫ ﺗﹶﻌﺮﱡﻑ ﻛﻴﻒ ﺗﻨﻘﻞ ﺍﳌﻮﺟﺎﺕ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ‪.‬‬ ‫ ﻭﺻﻒ ﺳﻠﻮﻙ ﺍﳌﻮﺟﺎﺕ ﻭﻣﻌﺮﻓﺔ ﺃﳘﻴﺘﻬﺎ‬ ‫‪ 7-1‬احلركــة الدوريــة ‪219.............................‬‬ ‫ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ‪.‬‬ ‫اﻫﻤﻴﺔ‬ ‫ﺇﻥ ﻣﻌﺮﻓـﺔ ﺳـﻠﻮﻙ ﺍﳌﻮﺟـﺎﺕ ﻭﺍﻻﻫﺘﺰﺍﺯﺍﺕ‬ ‫ﴐﻭﺭﻱ ﺟﺪﹼﹰﺍ ﻟﻔﻬﻢ ﻇﺎﻫﺮﺓ ﺍﻟﺮﻧﲔ‪ ،‬ﻭﻛﻴﻔﻴﺔ‬ ‫ﺑﻨـﺎﺀ ﺍﳉﺴـﻮﺭ ﻭﺍﻷﺑﻨﻴـﺔ ﺍﻵﻣﻨـﺔ‪ ،‬ﻭﳌﻌﺮﻓـﺔ‬ ‫ﻛﻴﻒ ﺗﺘﻢ ﺍﻻﺗﺼـﺎﻻﺕ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ ﺍﳌﺬﻳﺎﻉ‬ ‫ﺃﻳﻀ ﺎ‪.‬‬ ‫ﻭﺍﻟﺘﻠﻔﺎﺯ ﹰ‬ ‫"ﺟـﴪ ﺟﺎﻟﻮﺑﻴﻨـﺞ ﺟـﲑﰐ ‪Galloping‬‬ ‫‪ 7-2‬خصائص املوجــات ‪225..........................‬‬ ‫‪ "Gertie‬ﺑﻌـﺪ ﻓـﱰﺓ ﻗﺼـﲑﺓ ﻣـﻦ ﺍﻓﺘﺘـﺎﺡ‬ ‫ﺟﴪ ﻣﻀﻴـﻖ ﺗﺎﻛﻮﻣﺎ )ﻗﺮﻳ ﺒﹰﺎ ﻣـﻦ ﺗﺎﻛﻮﻣﺎ‬ ‫ﰲ ﻭﺍﺷﻨﻄﻦ( ﺃﻣﺎﻡ ﺣﺮﻛﺔ ﺍﳌﺮﻛﺒﺎﺕ ﺑﺪﺃ ﻫﺬﺍ‬ ‫ﺍﳉـﴪ ﰲ ﺍﻻﻫﺘـﺰﺍﺯ ﻋﻨﺪ ﻫﺒـﻮﺏ ﺍﻟﺮﻳﺎﺡ‪.‬‬ ‫ﻭﻛﺎﻧﺖ ﺍﻻﻫﺘﺰﺍﺯﺍﺕ ﺷﺪﻳﺪﺓ ﰲ ﺃﺣﺪ ﺍﻷﻳﺎﻡ‪،‬‬ ‫ﻓﺘﺤﻄﻢ ﺍﳉﴪ‪ ،‬ﻭﺍﳖﺎﺭ ﰲ ﺍﳌﺎﺀ‪.‬‬ ‫ﱢ‬ ‫ﻓﻜﺮ ◀‬ ‫‪ 7-3‬ســلوك املوجات ‪231.............................‬‬ ‫ﻛﻴﻒ ﻳﻤﻜﻦ ﻟﻠﺮﻳﺎﺡ ﺍﳋﻔﻴﻔﺔ ﺃﻥ ﺗﺆﺩﻱ ﺇﱃ‬ ‫ﺍﻫﺘﺰﺍﺯ ﺍﳉـﴪ ﺑﻤﻮﺟﺎﺕ ﻛﺒـﲑﺓ ﺗﺆﺩﻱ ﺇﱃ‬ ‫ﺍﳖﻴﺎﺭﻩ ﰲ ﺍﻟﻨﻬﺎﻳﺔ؟‬ ‫‪218‬‬ ‫الفصل ‪8‬‬ ‫الصوت ‪246................................................‬‬ ‫اﻟﺼﻮت‬ ‫‪Sound‬‬ ‫ﻣﺎ اﻟﺬي ﺳﺘﺘﻌﻠﻤﻪ ﻓﻲ ﻫﺬا‬ ‫اﻟﻔﺼﻞ؟‬ ‫ ﻭﺻـﻒ ﺍﻟﺼـﻮﺕ ﺑﺪﻻﻟـﺔ ﺧﺼﺎﺋﺺ‬ ‫ﺍﳌﻮﺟﺎﺕ ﻭﺳﻠﻮﻛﻬﺎ‪.‬‬ ‫‪ 8-1‬خصائص الصوت والكشف عنه ‪247...............‬‬ ‫ ﺍﺧﺘﺒﺎﺭ ﺑﻌﺾ ﻣﺼﺎﺩﺭ ﺍﻟﺼﻮﺕ‪.‬‬ ‫ ﺗﻮﺿﻴـﺢ ﺍﳋﺼﺎﺋـﺺ ﺍﻟﺘـﻲ ﲤﻴـﺰ ﺑـﲔ‬ ‫ﺍﻷﺻﻮﺍﺕ ﺍﳌﻨﺘﻈﻤﺔ ﻭﺍﻟﻀﺠﻴﺞ‪.‬‬ ‫اﻫﻤﻴﺔ‬ ‫ﻳﹸﻌـﺪﹼ ﺍﻟﺼﻮﺕ ﻭﺳـﻴﻠﺔ ﻣﻬﻤـﺔ ﻟﻠﺘﻮﺍﺻﻞ‪،‬‬ ‫ﻭﻧﻘﻞ ﺍﻟﺜﻘﺎﻓﺎﺕ ﺍﳌﺨﺘﻠﻔﺔ ﺑﲔ ﺍﻟﺸﻌﻮﺏ‪.‬‬ ‫‪ 8-2‬الرنني يف األعمدة اهلوائية واألوتار ‪255.............‬‬ ‫ﻭﺣﺪﻳﺜﹰـﺎ ﺗﻌـﺪ ﻣﻮﺟﺎﺗـﻪ ﺇﺣـﺪ￯ ﻭﺳـﺎﺋﻞ‬ ‫ﺍﳌﻌﺎﳉﺔ‪.‬‬ ‫ﻓﹺﺮﹶ ﻕ ﺍﻟﻨﺸﻴﺪ ﲢﺘﻮﻱ ﻓﺮﻗﺔ ﺍﻟﻨﺸﻴﺪ ﺍﻟﻮﺍﺣﺪﺓ‬ ‫ﻋـﲆ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﺷـﺨﺺ‪ ،‬ﻭﻟﻜﻞ ﺷـﺨﺺ‬ ‫ﻣﻨﻬﻢ ﺻﻮﺕ ﳐﺘﻠﻒ ﻋﻦ ﺍﻵﺧﺮ‪ ،‬ﻭﻋﻨﺪﻣﺎ‬ ‫ﻳﻨﺸـﺪﻭﻥ ﻣﻌﹰـﺎ ﺗﻨﺘـﺞ ﺃﺻـﻮﺍﺕ ﳐﺘﻠﻔـﺔ‪،‬‬ ‫ﻭﻟﻜﻨﻬـﺎ ﺗﻜـﻮﻥ ﺫﺍﺕ ﺇﻳﻘﺎﻋـﺎﺕ ﻣﺮﳛـﺔ‬ ‫دليل الريا ضيات ‪275................................‬‬ ‫ﻟﻠﻨﻔﺲ‪.‬‬ ‫ﱢ‬ ‫ﻓﻜﺮ ◀‬ ‫ﲣﺘﻠﻒ ﺍﻷﺻﻮﺍﺕ ﺍﻟﺼﺎﺩﺭﺓ ﻋﻦ ﺍﻷﺟﺴﺎﻡ‬ ‫ﺑﺎﺧﺘﻼﻑ ﻃﺒﻴﻌﺔ ﻫﺬﻩ ﺍﻷﺟﺴﺎﻡ‪ ،‬ﻭﺑﺴﺒﺐ‬ ‫الجداول ‪306........................................‬‬ ‫ﻫﺬﺍ ﺍﻻﺧﺘﻼﻑ ﻧﺴـﺘﻄﻴﻊ ﺍﻟﺘﻤﻴﻴﺰ ﺑﲔ ﻫﺬﻩ‬ ‫ﺍﻷﺻﻮﺍﺕ‪.‬ﻓﲈ ﺳﺒﺐ ﻫﺬﺍ ﺍﻻﺧﺘﻼﻑ؟‬ ‫‪246‬‬ ‫‪77‬‬ ‫الم صطلحات ‪310....................................‬‬ ‫ما الذي ستتعلمه في هذا‬ ‫الفصل؟‬ ‫·وصف احلركة الدورانية وقياسها‪.‬‬ ‫َعــرف كيفية تغيري العــزم للرسعة‬‫·ت ُّ‬ ‫املتجهة الدورانية‪.‬‬ ‫·استكشــاف الع وامل التــي تؤثر يف‬ ‫استق رار جسم ما‪.‬‬ ‫·توضيح أن القوة الطاردة املركزية قوة‬ ‫ومهية‪.‬‬ ‫األهمية‬ ‫تشاهد الكثري من األجسام التي تتحرك‬ ‫حركة دورانية يف حياتك اليومية ‪ ،‬ومنها‬ ‫قرص احلاسوب املدمج ‪ ، CD‬واإلطارات‪،‬‬ ‫وبعض األلعاب يف مدينة األلعاب‪.‬‬ ‫ُصم م الع ربات الدوارة‬ ‫العربة الد ّوارة ت َّ‬ ‫يف مدن األلعاب‪ ،‬بحيث حتقق لل راكب‬ ‫اإلثارة؛ فهي تشعر ال راكب باالبتهاج يف‬ ‫أثناء دوران الع ربات‪.‬وختضع حركة هذه‬ ‫الع ربات لق وانني فيزياء احلركة الدورانية‬ ‫ومبادئها‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫فكر ◀‬ ‫ملاذا يتعــرض الراكب يف العربة الدوارة‬ ‫لردود فعل بدنية قوية؟‬ ‫‪8‬‬  ‫للمســطرة‪ ،‬بحيث جتعلها تتزن أفق ًّي ا وال تدور‪،‬‬ ‫كيف يتزن اجل سم دوران ًّيا؟‬ ‫وقس ُب عده عن نقطة التثبيت‪ ،‬وسجله‪.‬‬ ‫ س ؤال التجربة هل يمكن جعل مسطرة مع ّلقة من منتصفها‬ ‫كرر اخلطوتني ‪ 3‬و‪ 4‬بتعليق أثقال خمتلفة‪.‬‬ ‫‪ّ.5‬‬ ‫يف حالة اتزان دوراين عند تعليق أثقال خمتلفة عىل جانبيها؟‬ ‫التحليل‬ ‫اخلطوات‬ ‫‪ A‬أوجد حاصــل رضب كل قوة (وزن الثقــل) يف ُبعدها‬ ‫‪B‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪C D‬‬ ‫‪B E‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪D G‬‬ ‫‪E H‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪G‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪J KI‬‬ ‫‪K N‬‬ ‫‪LJ M‬‬ ‫‪L M N‬‬ ‫عن نقطة التعليق (حمور الدوران)‪.‬قارن بني بيانات كل‬ ‫‪. 1‬ســتحتاج يف هــذه التج ربة إىل‪ :‬مســطرة م رتية‬ ‫حماولة‪ ،‬هل تأخذ هذه البيانات نم ًطا حمد ًدا؟ وضح ذلك‬ ‫خشــبية‪ ،‬ورشيط قياس مرتي‪ ،‬وأثقــال خمتلفة‪،‬‬ ‫وخيوط‪ ،‬ومقص‪.‬‬ ‫التفكري الناقدما رشط اتزان جسم دوران ًّيا؟‬ ‫‪. 2‬ع ّل ق املســطرة من منتصفها عــى حامل رأيس‪،‬‬ ‫بحيث يمكــن تدويرها حول نقطــة التعليق‪.‬‬ ‫واربط كل ثقل من األثقال بخيط‪.‬‬ ‫ثقل عىل أحد جانبي املســطرة‪ ،‬وقس بعده‬ ‫‪. 3‬ع ّل ق ً‬ ‫عن نقطة التعليق وسجله‪.‬‬ ‫ثقــا آخــر خمتل ًفا عــى اجلانــب اآلخر‬ ‫ً‬ ‫‪. 4‬ع ّلق‬ ‫رابط الدر س الرقمي‬ ‫‪ 1-1‬و صف احلركة الدورانية ‪Describing Rotational Motion‬‬ ‫‪www.ien.edu.sa‬‬ ‫كثريا من األجســام التي تتحرك حركة دورانية‪.‬فكيف‬ ‫ال بدَّ أنك الحظت ً‬ ‫جسم دائر ًّيا كقرص ‪ً CD‬‬ ‫مثل‪،‬‬ ‫تقيس احلركة الدورانية هلذه األجســام؟ خذ ً‬ ‫الأهداف‬ ‫وضع إشارتني‪ :‬إحدامها عىل القرص‪ ،‬واألخرى يف املكان الذي حتدِّ ُد فيه نقطة‬ ‫·ت صف الإزاحة الزاو ّية‪.‬‬ ‫دور القرص إىل اليسار (يف عكس اجتاه حركة عقارب الساعة)‪،‬‬ ‫البداية‪.‬ثم ّ‬ ‫·حت سب ال سرعة الزاو ّية املتجهة‪.‬‬ ‫وراقب موضع العالمة‪.‬وعندما تعود اإلشارة إىل نقطة البداية يكون القرص‬ ‫·حت سب الت سارع الزاويّ ‪.‬‬ ‫·حتل م سائل تتعلق باحلركة الدورانية‪.‬‬ ‫قــد أكمل دورة كاملة واحدة‪.‬ولكن كيف تقيــس جز ًءا من الدورة؟ هناك‬ ‫املفردات‬ ‫___ من‬‫وحدات خمتلفة لقياس زوايا الدوران‪ ،‬منها وحدة الدرجة التي تعادل​  ​‬ ‫‪1‬‬ ‫‪360‬‬ ‫الراديان‬ ‫كثريا يف الرياضيات والفيزياء‬ ‫الدورة الكاملة‪.‬وهناك وحدة أخرى تُستعمل ً‬ ‫اإلزاحة الزاو ّية‬ ‫قرص دور ًة كاملة‬ ‫لقياس زوايــا الدوران‪ ،‬وهي وحدة الراديان؛ فعندما ُيتم ٌ‬ ‫الرسعة الزاو ّية املتجهة‬ ‫فإن أي نقطة واقعة عىل حافته تقطع مســافة تساوي ‪ 2 π‬مرضوبة يف نصف‬ ‫الزاوي‬ ‫ّ‬ ‫التسارع‬ ‫___ من الدورة الكاملة‬ ‫عرف الراديان (‪ )radian‬بأنــه​  ​‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2π‬‬ ‫قطــر القرص‪.‬لذا ُي ّ‬ ‫أي أن الدورة الكاملة تســاوي ‪.2 π radians‬ويرمز إىل‬ ‫(‪ْ ،)Revolution‬‬ ‫الراديان بالرمز ‪. rad‬‬ ‫‪9‬‬  ‫‬ ‫  ‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‬ ‫  ‬ ‫  ‬ ‫‪3‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‬ ‫  ‬ ‫  ‬ ‫‪4‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‬ ‫  ‬ ‫‪6‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‬ ‫‪  2‬‬ ‫ال ش كل ‪ 1-1‬يبي ن الر س م تمثي ل بيان ي‬ ‫‪5‬‬ ‫‪7‬‬ ‫بالقط اع الدائ ري قيا س الرادي ان لمعظ م‬ ‫  ‬ ‫  ‬ ‫‪4‬‬ ‫‪4‬‬ ‫الزواي ا ال ش هيرة مقي س ة ف ي عك س اتج اه‬ ‫‪3‬‬ ‫  ‬ ‫‪2‬‬ ‫حركة عقارب ال س اعة‪ ،‬وكل زاوية مقي سة من‬ ‫الزاوية ‪. θ = 0‬‬ ‫الإزاحة الزاو ّية ‪Angular Displacement‬‬ ‫يبني الشــكل ‪ 1 – 1‬القياس بالراديان ملعظم الزوايا الشهرية‪ ،‬والتي متثل أجزاء من الدورة‬ ‫رب أن اجتاه الدوران يف عكس اجتاه‬‫(ثيتا)‪.‬وقد اع ُت َ‬ ‫الكاملة‪ ،‬ويرمز لزاوية الدوران بالرمز ‪θ‬‬ ‫‪C08-01A-845813‬‬ ‫‪Final‬‬ ‫حركة عقارب الســاعة ُيعدّ موج ًبا‪ ،‬ويعد سال ًبا إذا كان يف اجتاه حركة عقارب الساعة‪.‬أما‬ ‫التغري يف الزاوية يف أثناء دوران اجلسم فيسمى اإلزاحة الزاو ّية‪.‬‬ ‫تــدور األرض حول حمورها دورة واحدة كل يــوم‪ ،‬أي ‪ 2 π rad‬يف ‪ ،24 h‬وتدور ‪π rad‬‬ ‫يف ‪.12 h‬فــا زاويــة دوران األرض خالل ‪6 h‬؟ بام أن ‪ 6 h‬متثــل ربع اليوم‪ ،‬فإن األرض‬ ‫تدور بزاوية (​ ‪ ) __π2 ​ rad‬خالل هذه الفرتة‪.‬و ُيعد دوران األرض كام ُيرى من القطب الشاميل‬ ‫أيضا عندما تُشاهده من القطب اجلنويب؟‬ ‫موج ًبا‪ ،‬فهل يكون دوران األرض موج ًبا أم سال ًبا ً‬ ‫ما املسافة التي تتحركها نقطة واقعة عىل جسم يدور؟ عندما ُيتم اجلسم الدوار دورة كاملة‬ ‫‪r‬‬ ‫‪d‬‬ ‫فإن النقطة الواقعة عىل حافته تتحرك مســافة تساوي‪ 2 π‬مرضوبة يف نصف قطر اجلسم‪.‬‬ ‫‪V‬‬ ‫فــإذا دارت نقطة عىل بعد ‪ r‬من املركز بزاوية ‪ ،θ‬كام يف الشــكل ‪ ،1 – 2‬فإن املســافة التي‬ ‫عب عنها بالعالقة ‪.d = r θ‬والبعض يظن أنه إذا قيست ‪ r‬باملرت فإن ذلك‬ ‫تتحركها النقطة ُي ّ‬ ‫صحيحا؛ فالراديان يمثل النسبة بني ‪ d‬و ‪،r‬‬ ‫ً‬ ‫جيعل ‪ d‬مقيســة بوحدة ‪ ،m.rad‬وهذا ليس‬ ‫لذا تقاس ‪ d‬بوحدة ‪.m‬‬ ‫ال ش كل ‪ 1 – 2‬يمث ل الخ ط المنق ط‬ ‫الم س ار ال ذي ت س لكه نقطة عل ى ‪ CD‬عندما‬ ‫ال سرعة الزاو ّية املتجهة ‪Angular Velocity‬‬ ‫ي دور ال ـ ‪ CD‬ف ي عك س اتجاه حرك ة عقارب‬ ‫ال ساعة حول مركزه‪.‬‬ ‫ما رسعة دوران قــرص الـ ‪CD‬؟ وكيف ُتدّ د مقدار رسعته الدورانية؟ تعرف أن الرسعة‬ ‫هي ناتج قســمة اإلزاحة عىل الزمن الذي يتطلبه حــدوث اإلزاحة‪.‬وباملثل‪ ،‬فإن الرسعة‬ ‫الزاو ّية املتجهة جلســم هي ناتج قســمة اإلزاحة الزاو ّية عىل الزمن الذي يتطلبه حدوث‬ ‫‪10‬‬  ‫هذه اإلزاحة‪.‬لذا ُيعرب عن الرسعة الزاو ّية املتجهة ‪ ω‬باملعادلة اآلتية‪:‬‬ ‫=‪ω‬‬ ‫​‪​ ∆θ‬‬ ‫__‬ ‫‪∆t‬‬ ‫الرسعة الزاو ّية املتجهة‬ ‫"الرسعة الزاو ّية املتجهة تســاوي اإلزاحة الزاوية مقســومة عىل الزمن الذي يتطلبه‬ ‫حدوث الدوران"‪.‬‬ ‫عندما تتغــر الرسعة املتجهة خالل فــرة زمنية معينة فإن الرسعة املتجهة املتوســطة ال‬ ‫تساوي الرسعة املتجهة اللحظية عند كل حلظة خالل تلك الفرتة‪.‬وينطبق األمر نفسه عىل‬ ‫حساب الرسعة الزاويه املتجهة؛ فعند حساب الرسعة الزاويه املتجهة املتوسطة خالل فرتة‬ ‫زمنية ‪ ∆t‬فإننا نكون قد حســبنا الرسعة الزاوية املتجهة املتوسطة خالل تلك الفرتة‪.‬أما‬ ‫الرسعة الزاوية املتجهة اللحظية فتساوي ميل املنحنى للعالقة بني املوقع الزاوي والزمن‪.‬‬ ‫تقاس الرسعة الزاوية املتجهة بوحدة ‪. rad/s‬تكون الرسعة الزاوية لألرض مث ً‬ ‫ال‬ ‫‪ωE = (2 π rad) / (24.0 h) (3600 s/h) = 7.27×10 -5 rad/s‬‬ ‫إن الــدوران يف عكس اجتــاه حركة عقارب الســاعة جيعــل اإلزاحة الزاويــة موجبة‪،‬‬ ‫أيضــا‪.‬فإذا كانــت الرسعة الزاويــة املتجهة‬ ‫وجيعــل الرسعــة الزاوية املتجهــة موجبة ً‬ ‫جلســم ما ‪ ω‬فإن الرسعة اخلطية املتجهــة ‪ v‬لنقطة عىل بعد ‪ r‬من حمور الدوران تســاوي‬ ‫‪ ،v = r ω‬ويعرب عن مقدار رسعة جســم عىل خط االستواء يتحرك نتيجة دوران األرض‬ ‫‪v = r ω = (6.38×106 m) (7.27×10-5 rad/s) = 464 m/s‬‬ ‫بالعالقة‪:‬‬ ‫وتُعد األرض مثاالً عىل حركة جســم صلب حركة دورانية‪.‬وعــى الرغم من أن النقاط‬ ‫املختلفة عىل األرض تقطع مســافات خمتلفة يف كل دورة‪ ،‬إال أن هذه النقاط مجيعها تدور‬ ‫خالل الزاوية نفسها‪ ،‬وكل أجزاء اجلسم الصلب تدور باملعدل نفسه‪.‬أما الشمس فليست‬ ‫جســا صل ًبا‪ ،‬لذا تدور األجزاء املختلفة منها بمعدالت خمتلفة‪.‬وستدرس يف هذا الفصل‬ ‫ً‬ ‫‪∂``∏```Ø`dG ™``e §````Hô`dG‬‬ ‫دوران األجسام الصلبة‪.‬‬ ‫الزاوي ‪Angular Acceleration‬‬ ‫ّ‬ ‫الت سارع‬ ‫ماذا لو تغريت الرسعة الزاو ّية املتجهة؟ إذا تسارعت سيارة مث ً‬ ‫ال من ‪ 0.0 m/s‬إىل ‪25 m/s‬‬ ‫خالل ‪ ،15.0 s‬وكان نصف قطــر إطاراهتا ‪ 32 cm‬فإن الرسعة الزاوية املتجهة إلطارات‬ ‫أي يكون‬ ‫أيضا من ‪ 0.0 rad/s‬إىل ‪ 78 rad/s‬خالل الفرتة الزمنية نفسها‪ْ.‬‬ ‫الســيارة تتغري ً‬ ‫زاوي ُي ّ‬ ‫عرف بأنه التغري يف الرسعة الزاو ّية املتجهة مقسو ًما عىل‬ ‫ّ‬ ‫إلطارات السيارة تســارع‬ ‫الزمن الرضوري حلدوث هذا التغري‪ ،‬وعمو ًما يعبَّ عن التسارع الزاوي ‪ α‬بالعالقة‪:‬‬ ‫=‪α‬‬ ‫___‬ ‫‪∆ω‬‬ ‫‪∆t‬‬ ‫​​ ‬ ‫التسارع الزاوي‬ ‫التسارع الزاوي يســاوي التغري يف الرسعة الزاوية املتجهة مقسو ًما عىل الفرتة الزمنية‬ ‫التي حدث خالهلا هذا التغري‪.‬‬ ‫‪11‬‬ ‫ويقاس التســارع الزاوي بوحــدة ‪ ، rad/s2‬فإذا كان التغري يف الرسعــة الزاوية املتجهة‬ ‫أيضا‪.‬إن التسارع الزاوي املعرب عنه هبذه العالقة هو‬ ‫موج ًبا كان التســارع الزاوي موج ًبا ً‬ ‫نفسه التســارع الزاوي املتوســط خالل الفرتة الزمنية ‪.∆t‬ومن طرائق حساب التسارع‬ ‫الــزاوي اللحظي إجياد ميل العالقة البيانية بني الرسعــة الزاوية املتجهة والزمن‪.‬ويمكن‬ ‫حساب التسارع اخلطي لنقطة عىل بعد ‪ r‬من حمور جسم إذا علم تسارعه الزاوي ‪ ،α‬وف ًقا‬ ‫للعالقــة ‪.a = r α‬واجلدول ‪ 1-1‬يبني ملخص العالقات بني الكم ّيات اخلطية والزاوية‪.‬‬ ‫‪1-1‬‬ ‫اجلــدول‬ ‫قيا سات خطية وزاو ّية‬ ‫العالقة‬ ‫الزاو ّية‬ ‫اخلطّ ّية‬ ‫الكمية‬ ‫‪d=rθ‬‬ ‫)‪θ (rad‬‬ ‫)‪d (m‬‬ ‫الإزاحة‬ ‫‪v=rω‬‬ ‫)‪ω (rad/s‬‬ ‫)‪v (m/s‬‬ ‫ال سرعة املتجهة‬ ‫‪a=rα‬‬ ‫)‪α (rad/s2‬‬ ‫)‪a (m /s2‬‬ ‫الت سارع‬ ‫‪. 1‬ما اإلزاحة الزاو ّية لعقارب ســاعة يد خالل ‪1 h‬؟ اكتب إجابتك بثالثة أرقام‬ ‫معنوية‪ ،‬وذلك لـ‪:‬‬ ‫‪.a‬عقرب الثواين‬ ‫‪.b‬عقرب الدقائق‬ ‫‪.c‬عقرب الساعات‪.‬‬ ‫‪. 2‬إذا كان التســارع اخلطي لعربة نقل ‪ ،1.85 m/s2‬والتسارع الزاوي إلطاراهتا‬ ‫‪ 5.23 rad/s2‬فام قطر اإلطار الواحد للعربة؟‬ ‫‪. 3‬إذا كانت العربة التي يف الســؤال السابق تســحب قاطرة قطر كل من إطاراهتا‬ ‫‪ ،48 cm‬قارن بني‪:‬‬ ‫‪.a‬التسارع اخلطي للقاطرة والتسارع اخلطي للعربة‪.‬‬ ‫‪.b‬التسارع الزاوي للقاطرة والتسارع الزاوي للعربة‪.‬‬ ‫‪. 4‬إذا استبدلت بإطارات سيارتك إطارات أخرى قطرها أكرب فكيف تتغري الرسعة‬ ‫الزاوية املتجهة وعدد الدورات إذا قمت بالرحلة نفسها‪ ،‬وقطعت املسافة نفسها‬ ‫ملتز ًما بالرسعة اخلطية نفسها؟‬ ‫‪12‬‬  ‫رموز الكـــتب‬ ‫ال تردد ال زاوي ُيكمل اجلسم املتحرك حركة دورانية عدة دورات خالل فرتة زمنية حمددة‪.‬‬ ‫ويسمي عدد الدورات الكاملة‬ ‫ّ‬ ‫يدور دوالب الغزل مث ً‬ ‫ال عدة دورات يف الدقيقة الواحدة‪،‬‬ ‫يرمــز لكميــة التـردد‬ ‫‪ Frequency‬يف كتاب‬ ‫___ = ‪.​ƒ‬‬ ‫التي يدورها اجلسم يف الثانية الواحدة الرتدد الزاوي ؛ حيث  ​‬ ‫‪2π‬‬ ‫‪ω‬‬ ‫الكيمياء بالرمز (نيو) ‪،v‬‬ ‫وبالرمز ‪ ƒ‬يف كتاب‬ ‫الفيزيــــاء؛ وكــالمها‬ ‫‪ω‬‬ ‫صحيحان ويعربان عن‬ ‫نفس الكمية‪.‬‬ ‫‪ 1-1‬مراجعة‬ ‫فإذا احتاج امللف ‪ 8.0 s‬حتى يتوقف بعد فتح الغطاء‬ ‫‪. 5‬ال سرعة الزاوية املتجهة يدور القمر حول حموره دورة‬ ‫فام التسارع الزاوي للملف األسطواين؟‬ ‫كاملة خالل ‪ 27.3‬يو ًما‪ ،‬فإذا كان نصف قطر القمر‬ ‫‪. 9‬التفكري الناقد يبدأ مسار لولبي عىل قرص مضغوط ‪CD‬‬ ‫‪ ،1.74×106 m‬فاحسب‪:‬‬ ‫عىل ُبعد ‪ 2.7 cm‬من املركـــز‪ ،‬وينتهــي عىل ُبعــد‬ ‫ ‪. a‬زمن دوران القمر بوحدة الثانية‪.‬‬ ‫‪.5.5 cm‬ويدور القرص املضغوط بحيث تتغري الرسعة‬ ‫ ‪. b‬الرسعة الزاوية لدوران القمر بوحدة ‪.rad/s‬‬ ‫الزاوية كلام ازداد نصف قطر املســار‪ ،‬ويبقى مقدار‬ ‫ ‪. c‬مقدار الرسعة اخلطية لصخرة عىل خط االستواء‬ ‫الرسعة اخلطية املتجهة للمسار اللولبي ثابتًا ويساوي‬ ‫للقمر (الناجتة فقط عن دوران القمر)؟‬ ‫‪.1.4 m/s‬احسب ما يأيت‪:‬‬ ‫‪. d‬النســبة بني مقــدار الرسعة اخلطيــة يف الفقرة‬ ‫ ‪. a‬الرسعة الزاوية املتجهة للقرص (بوحدة ‪rad/s‬‬ ‫الســابقة والرسعة اخلطية الناجتــة عن دوران‬ ‫و‪ )rev/min‬عند بداية املسار‪.‬‬ ‫االستواء‪.‬علم‬ ‫األرض لشخص يقف عىل خط‬ ‫ً‬ ‫ ‪. b‬الرسعة الزاوية املتجهة للقرص عند هناية املسار‪.‬‬ ‫بأن رسعة األرض عند خط االستواء ‪.464 m/s‬‬ ‫ ‪. c‬التســارع الزاوي للقرص إذا كان زمن قراءته‬ ‫‪. 6‬الإزاحة الزاوية إذا كان قطر الكرة املســتخدمة يف‬ ‫ً‬ ‫كامـل ‪.76 min‬‬ ‫وح ّركت الفأرة ‪،12 cm‬‬ ‫فأرة احلاسوب ‪َ ،2.0 cm‬‬ ‫فام اإلزاحة الزاوية للكرة؟‬ ‫‪. 7‬الإزاح ة الزاوية هل لــكل أجزاء عقرب الدقائق‬ ‫اإلزاحة الزاوية نفسها؟ وهل هلا إزاحة خطية متامثلة؟‬ ‫‪. 8‬الت سارع الزاوي يدور امللف األسطواين يف حمرك غسالة‬ ‫املالبس ‪( 635 rev/min‬أي ‪ 635‬دورة يف الدقيقة)‪،‬‬ ‫املسار اللولبي عىل قرص (‪)CD‬‬ ‫وعند فتح غطاء الغسالة يتوقف املحرك عن الدوران‪.‬‬ ‫‪13‬‬  ‫رابط الدر س الرقمي‬ ‫‪Rotational Dynamics‬‬ ‫‪ 1-2‬ديناميكا احلركة الدورانية‬ ‫‪www.ien.edu.sa‬‬ ‫كيف تبدأ احلركة الدورانية جلســم ما؟ كيف تتغري رسعته الزاوية املتجهة؟ إذا كان لديك‬ ‫علبة أســطوانية‪ ،‬وأردت أن تديرها حول نفســها فام عليــك إال أن تلف خي ًطا حوهلا ثم‬ ‫الأهداف‬ ‫·ت صف العزم‪.‬‬ ‫تســحبه بقوة فتــدور‪ ،‬وكلام ســحبت اخليط بقوة أكــر زادت رسعة دوراهنــا‪.‬تؤثر يف‬ ‫·حتدّ د العوامل التي يعتمد‬ ‫العلبة ‪ -‬يف هذه احلالة ‪ -‬قوتان‪ ،‬مها قوة اجلاذبية األرضية‪ ،‬وقوة الشــد يف اخليط‪.‬أما قوة‬ ‫عليها العزم‪.‬‬ ‫اجلاذبية األرضية فتؤثر يف مركز العلبة‪ ،‬ولذلك ال تؤدي إىل تدوير العلبة (ستعرف السبب‬ ‫·حت سب حمصلة العزم‪.‬‬ ‫الح ًقا)‪.‬وأما قوة الشــد يف اخليط فتؤثر يف احلافة اخلارجية للعلبة‪ ،‬ويكون اجتاه قوة الشد‬ ‫متعامدً ا مع اجتاه اخلط الواصل بني مركز العلبة والنقطة التي يالمس عندها اخليط ســطح‬ ‫املفردات‬ ‫ذراع القوة‬ ‫العلبة مبتعدً ا عنها‪.‬‬ ‫العزم‬ ‫وكام تعلمت‪ ،‬فإن القوة املؤثرة يف جسم نقطي تغري من رسعته اخلطية املتجهة‪ ،‬أما اجلسم‬ ‫غري النقطي والذي يكون ثابتًا يف الشــكل واحلجم‪ -‬كام يف حالة العلبة األسطوانية‪ -‬فإن‬ ‫تأثــر القوة فيه بطريقة معينة يغري رسعته الزاوية املتجهة‪.‬تأمل حالة فتح باب مغلق؛ إنك‬ ‫تؤثر يف البــاب بقوة لكي تفتحه‪ ،‬ولكن ما أســهل طريقة لفتح البــاب؟ إن ما يعنينا هو‬ ‫احلصــول عىل أكرب أثر عند التأثري بأقل قوة ممكنة‪.‬ولتحقيــق هذا نجعل نقطة تأثري القوة‬ ‫أبعد ما يمكن عن حمور الدوران‪ ،‬انظر الشــكل ‪.1– 3‬إن حمــور الدوران يف حالة الباب‬ ‫فصالت الباب‪.‬أمــا نقطة تأثري القوة فهي مقبض‬ ‫يمر من خالل ُم ِّ‬ ‫رأيس ّ‬ ‫ٌّ‬ ‫ومهــي‬ ‫ٌّ‬ ‫هو ٌّ‬ ‫خط‬ ‫البــاب الذي يكون بجانب الطرف اخلارجي للباب‪.‬ولضامن أثر فعال للقوة فإننا نؤثر هبا‬ ‫فصالت) وبزاوية قائمة بالنسبة للباب ‪ ،‬حيث حيدّ د كل من‬ ‫يف مقبض الباب (بعيدً ا عن ا ُمل ِّ‬ ‫التغري يف الرسعة الزاوية‬ ‫ِ‬ ‫مقدار القوة واجتاهها‪ ،‬واملســافة بني املحور ونقطة تأثري القــوة‪،‬‬ ‫َ‬ ‫املتجهة‪.‬‬ ‫ال ش كل ‪ 1-3‬عن د فت ح ب اب ح ر‬ ‫ذراع القوة عند التأثري بقوة معينة‪ ،‬فإن التغري يف الرسعة الزاوية املتجهة يعتمد عىل ذراع القوة‪،‬‬ ‫ف ص لات يتولد أكرب‬ ‫ال دوران حول امل ُ ِّ‬ ‫عزم عندما ت ؤثر القوة يف أبعد نقطة‬ ‫وهي املسافة العمودية من حمور الدوران حتى نقطة تأثري القوة‪.‬فإذا كانت القوة متعامدة مع‬ ‫ف ص لات (‪ )a‬بزاوية متعامدة‬ ‫ع ن امل ُ ِّ‬ ‫نصف قطر الدوران ‪-‬كام هو احلال يف العلبة األســطوانية‪ -‬فإن ذراع القوة تســاوي البعد‬ ‫مع الباب (‪)b‬‬ ‫املفصالت‬ ‫عن املحور‪ ،‬وتســاوي ‪.r‬أما بالنســبة للباب فإن ذراع القوة تســاوي البعد بني ّ‬ ‫ونقطة تأثري القوة‪ ،‬انظر الشكل ‪.1 - 4a‬وإذا مل تكن القوة متعامدة مع‬ ‫ أكرب ت أثري‬ ‫ت أثري قليل‬ ‫ال ت أثري‬ ‫‪a‬‬ ‫حمور الدوران نأخذ املركبة العموديــة للقوة‪.‬فالقوة التي يؤثر هبا اخليط‬ ‫حول العلبة متعامدة مع نصف قطر العلبة‪ ،‬وإذا كانت القوة املؤثرة غري‬ ‫متعامدة مع نصف القطر فإن مقدار ذراع القوة يقل‪.‬وإلجياد ذراع القوة‬ ‫نمدّ خط متّجه القوة حتى يشــكّل زاوية قائمة مع اخلط املمتد من مركز‬ ‫الدوران‪ ،‬فتكون املســافة بني نقطة التقاطع واملحور هــي ذراع القوة‪.‬‬ ‫‪b‬‬ ‫ أكرب ت أثري‬ ‫ت أثري قليل‬ ‫ال ت أثري‬ ‫وباستخدام حساب املثلثات يمكن إجياد طول ذراع القوة ‪ L‬باملعادلة ‪L‬‬ ‫‪ ،= r sin θ‬انظر الشــكل ‪.1 - 4b‬ومتثل ‪ r‬املسافة بني حمور الدوران‬ ‫ونقطة تأثري القوة‪ ،‬أما ‪ θ‬فهي الزاوية املحصورة بني القوة املؤثرة ونصف‬ ‫القطر (املتجه املمتد من حمور الدوران إىل نقطة تأثري القوة)‪.‬‬ ‫‪14‬‬  ‫‪a‬‬ ‫‪b‬‬ ‫ذرا‬ ‫قوة‬ ‫ع ال‬ ‫ع ال‬ ‫ال ش كل ‪ 1-4‬تك ون ذراع الق وة محاذي ة‬ ‫قوة‬ ‫ ‪r sin‬‬ ‫ذر‬ ‫ا‬ ‫ف ص لات حت ى نقط ة‬‫لعر ض الب اب م ن ال ُم ِّ‬ ‫حمور الدوران‬ ‫‪r‬‬ ‫ت أثي ر الق وة )‪ ،(a‬تح س ب ذراع الق وة )‪(L‬‬ ‫م ن المعادل ة ‪ L = r sin θ‬عندم ا تكون‬ ‫‬ ‫‪F‬‬ ‫الزاوي ة ‪ θ‬بين القوة ون صف قطر الدوران ال‬ ‫ت ساوي‪.)b( 90°‬‬ ‫‪F‬‬ ‫العــزم مقياس ملقدرة القوة عىل إحداث الدوران‪ ،‬ومقدار العزم يســاوي حاصل رضب‬ ‫وألن القوة مقيســة بوحدة النيوتن واملسافة بوحدة املرت فإن العزم‬‫ّ‬ ‫القوة يف طول ذراعها‪.‬‬ ‫يقاس بوحدة (‪ ،)N.m‬ويرمز له باحلرف الالتيني ‪ ،τ‬و ُيعرب عنه باملعادلة اآلتية‪:‬‬ ‫‪τ= Fr sin θ‬‬ ‫العزم‬ ‫العزم يساوي حاصل رضب القوة يف طول ذراعها‪.‬‬ ‫مثــــــــــال ‪1‬‬ ‫‪C08-06A-845813‬‬ ‫‪3rd proof‬‬ ‫ذراع القوة يتطلب شد صامولة يف حمرك سيارة عز ًما مقداره ‪.35 N.m‬إذا استخدمت مفتاح شد طوله ‪ ،25 cm‬فأثرت يف‬ ‫هناية املفتاح بقوة متيل بزاوية ْ‪ 60.0‬بالنسبة إىل الرأيس فام طول ذراع القوة؟ وما مقدار القوة التي جيب أن تُؤثر هبا؟‬ ‫‪60.0°‬‬ ‫حتليل امل س ألة ور سمها‬ ‫‪1‬‬ ‫م ّثل الوضع‪ ،‬وجد طول ذراع القوة بسحب متجه القوة من هنايته حتى‬ ‫يتقاطع اخلط العمودي عليه مع حمور الدوران‪.‬‬ ‫‪60.0°‬‬ ‫‪25 cm‬‬ ‫املجهول‬ ‫املعلوم‬ ‫˚‪r = 0.25 m ،τ = 35 N.m ، θ = 60.0‬‬ ‫قوة‬ ‫?= ‪L =? F‬‬ ‫ع ال‬ ‫ذرا‬ ‫ إيجاد الكمية املجهولة‬ ‫‪2‬‬ ‫‪L = r sin θ‬‬ ‫جد طول ذراع القوة باستخدام العالقة‪.‬‬ ‫‪= (0.25 m)C08-08A-845813‬‬ ‫‪(sin 60.0) = 0.22 m‬‬ ‫ع ّو ض م ستخد ًما ‪r = 0.25 m ،θ = 60.0°‬‬ ‫_____ = ‪τ = F r sin θ ، F‬‬ ‫‪​  r sin‬‬ ‫​‬ ‫‪τ‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪35 N.m‬‬ ‫____________ = ‪F‬‬ ‫    ​‬ ‫​‬ ‫عوّ ض م ستخدمًا ‪τ = 35 N.m ،r = 0.25 m ،θ = 60.0°‬‬ ‫)˚‪(0.25m) (sin 60‬‬ ‫‪= 1.6 × 10 2 N‬‬ ‫دليل الرياضيات‬ ‫النسب املثلثية ‪303 , 302‬‬ ‫تقومي اجلواب‬ ‫‪3‬‬ ‫ هل الوحدات صحيحة؟ تقاس القوة بوحدة النيوتن‪.‬‬ ‫ هل الإ شارات مهمة هنا؟ تم حساب مقدار القوة الالزمة فقط لتدوير املفتاح يف اجتاه حركة عقارب الساعة‪.‬‬ ‫‪15‬‬  ‫‪. 10‬بالرجوع إىل مفتاح الشد يف املثال ‪ ،1‬ما مقدار القوة التي جيب التأثري هبا عمود ًّيا يف مفتاح الشد؟‬ ‫‪. 11‬إذا تطلب تدوير جســم عز ًما مقداره ‪ ،55.0 N.m‬يف حني كانت أكرب قــوة يمكن التأثري هبا ‪ ،135 N‬فام طول ذراع‬ ‫القوة الذي جيب استخدامه؟‬ ‫‪. 12‬لديك مفتاح شد طوله ‪ ،0.234 m‬وتريد أن تستخدمه يف إنجاز مهمة تتطلب عز ًما مقداره ‪ ،32.4 N.m‬عن طريق التأثري‬ ‫بقوة مقداره?