ملخص الفيزياء الصف الأول الثانوي | المنهج الجديد - الوحدة الثانية: الحركة
شرح شامل ومفصل: الحركة الخطية، الموضع والزمن، السرعة المتجهة، والتسارع معادلات الحركة
نواصل معكم في هذا الدليل التخصصي شرح فيزياء أولى ثانوي للمنهج السوداني الجديد. نغطي في هذا الجزء الوحدة الثانية: الحركة بكافة أفكارها المعقدة وقوانينها الرياضية، متضمنة قوانين الحركة بتسارع ثابت، منحنيات (الموضع-الزمن) و(السرعة-الزمن)، مع أمثلة محلولة وأخطاء شائعة في الامتحانات.
الوحدة الثانية: الحركة
الفصل الأول: الحركة الخطية
1. تمثيل الحركة والموضع والزمن
الحركة: هي التغير المستمر في موقع الجسم بالنسبة لنقطة مرجعية ثابته مع مرور الزمن.
مخطط الحركة: سلسلة من الصور المتتابعة تظهر مواضع جسم متحرك في فترات زمنية متساوية.
نموذج الجسيم النقطي: تمثيل حركة الجسم بمجموعة من النقاط المتتابعة المنفصلة لتسهيل الدراسة.
النقطة المرجعية (نقطة الأصل): هي نقطة يكون عندها قيمة كل من المتغيرين (الموقع والزمن) مساوية للصفر.
الموقع (d): سهم يمتد من نقطة الأصل إلى الموقع الذي يتواجد فيه الجسم، وهو كمية متجهة.
الزمن (t): القراءة الزمنية التي يتواجد عندها الجسم في موقع معين.
2. منحنى (الموضع - الزمن) ووصف الحركة رسمياً
هو رسم بياني يحدد موقع الجسم المتغير على المحور الرأسي (y) والزمن المنقضي على المحور الأفقي (x).
📊 وصف الأشكال والمنحنيات البيانية في منحنى (الموضع - الزمن):
- خط مستقيم مائل ممتد للأعلى: يتحرك الجسم بسرعة منتظمة (ثابتة) مبتعداً عن نقطة الأصل.
- خط أفقي موازي لمور الزمن: الجسم ساكن ولا يتغير موقعه بمرور الزمن (السرعة = صفر).
- خط مستقيم مائل متجه للأسفل: الجسم يتحرك بسرعة منتظمة في الاتجاه المعاكس مرتداً ونحو نقطة الأصل.
- ميل خط منحنى (الموضع - الزمن): يمثل مباشرة **السرعة المتجهة المتوسطة** للجسم.
3. السرعة المتجهة والسرعة المتوسطة
الإزاحة (Δd): التغير في موقع الجسم في اتجاه معين، وتساوي الموقع النهائي مطروحاً منه الموقع الابتدائي: Δd = d_f - d_i. (كمية متجهة).
المسافة: الطول الكلي للمسار الذي يسلكه الجسم أثناء حركته دون النظر للاتجاه. (كمية قياسية/عدددية).
السرعة المتجهة المتوسطة (v̄): التغير في الموقع مقسوماً على الفتره الزمنية التي حدث فيها هذا التغير.
مثال محلول 1 (حساب السرعة المتجهة):
السؤال: تحرك سيارة من الموضع d₁ = 10m عند الزمن t₁ = 2s إلى الموضع d₂ = 50m عند الزمن t₂ = 10s. احسب السرعة المتجهة المتوسطة للسيارة؟
الحل:
الإزاحة (Δd) = d₂ - d₁ = 50 - 10 = 40 متر.
الزمن (Δt) = t₂ - t₁ = 10 - 2 = 8 ثواني.
السرعة (v̄) = Δd / Δt = 40 / 8 = 5 m/s باتجاه الحركة.
الفصل الثاني: تسارع الحركة (التسارع)
1. التسارع (العجلة) وأنواعه
التسارع (a): هو المعدل الزمني لتغير السرعة المتجهة للجسم.
قانون التسارع المتوسط: a = Δv / Δt = (v_f - v_i) / (t_f - t_i)
وحدة القياس: متر لكل ثانية مربعة (m/s²).
أنواع التسارع:
- تسارع موجب: عندما تزداد سرعة الجسم المتجهة مع الزمن (الاتجاه والتسارع في نفس الاتجاه).
- تسارع سالب (تباطؤ): عندما تناقص سرعة الجسم المتجهة مع مرور الزمن.
- تسارع صفر: عندما يتحرك الجسم بسرعة ثابته ومقدار منتظم وفي خط مستقيم.
2. معادلات الحركة المنتظمة بتسارع ثابت (أهم قوانين المنهج)
عندما يتحرك الجسم بتسارع ثابت (a)، نستخدم المعادلت الأساسية الثلاث الآتية لحل المسائل:
| رقم المعادلة | المعادلة الرياضية | متى تُستخدم؟ (المتغير الناقص) |
|---|---|---|
| المعادلة الأولى | v_f = v_i + a · t |
تستخدم عند عدم وجود المسافة/الموقع (d) |
| المعادلة الثانية | d = v_i · t + ½ a · t² |
تستخدم عند عدم وجود السرعة النهائية (v_f) |
| المعادلة الثالثة | v_f² = v_i² + 2a · d |
تستخدم عند عدم معرفة أو إعطاء الزمن (t) |
v_i: السرعة الابتدائية | v_f: السرعة النهائية | a: التسارع (العجلة) | t: الزمن | d: الإزاحة/المسافة.
مثال محلول 2 (تطبيق معادلات الحركة):
السؤال: انطلقت سيارة من السكون بتسارع ثابت مقداره 3m/s². احسب سرعة السيارة والمسافة التي قطعتها بعد مرور 4 ثوانٍ؟
الحل:
المعطيات: انطلقت من السكون ⬅ (v_i = 0) | التسارع (a = 3 m/s²) | الزمن (t = 4 s).
1. لحساب السرعة النهائية (v_f) نستخدم المعادلة الأولى:
v_f = v_i + a · t ⬅ v_f = 0 + (3 × 4) = 12 m/s.
2. لحساب المسافة (d) نستخدم المعادلة الثانية:
d = v_i · t + ½ a · t² ⬅ d = 0 + ½ × 3 × (4)² = 0.5 × 3 × 16 = 24 meter.
3. السقوط الحر (الحركة تحت تأثير الجاذبية)
السقوط الحر: حركة جسم تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية فقط مع إهمال مقاومة الهواء.
تتحرك الأجسام بسقوط حر بتسارع منتظم يسمى تسارع الجاذبية الأرضية (g) ومقداره تقريباً g = 9.8 m/s² (أو 10 m/s² للتسهيل).
🔹 عند قذف الجسم لأعلى: نعوض عن التسارع بـ -g، وتتناقص السرعة حتى تصل إلى الصفر عند أقصى ارتفاع.
مقارنة بين المسافة والإزاحة
| وجه المقارنة | المسافة (Distance) | الإزاحة (Displacement) |
|---|---|---|
| نوع الكمية الفيزيائية | كمية قياسية (عدديّة) تتحدد بالمقدار فقط | كمية متجهة تتحدد بالمقدار والاتجاه |
| الإشارة والحسابات | دائماً موجبة ومجمعة لكافة المسارات | قد تكون موجبة أو سالبة أو صفراً (عند العودة للبداية) |
⚠️ أخطاء امتحانات شائعة يقع فيها الطلاب في هذه الوحدة:
- عدم تحويل كلمة "بدأ من السكون" إلى قيمة رياضية
(v_i = 0)، أو كلمة "توقف الجسم" إلى(v_f = 0). - نسيان وضع إشارة السالب (-) للتسارع عندما يذكر الامتحان كلمة "تباطأت السيارة" أو "قُذف جسم لأعلى".
- الخلط بين ميل منحنى (الموضع-الزمن) الذي يعطي السرعة، وميل منحنى (السرعة-الزمن) الذي يعطي التسارع.
📌 مراجعة سريعة للوحدة الثانية (الحركة):
أهم القوانين: السرعة = الإزاحة / الزمن | التسارع = تغير السرعة / الزمن | معادلات الحركة الثلاث.
أهم الأفكار: ميل منحنى الموضع-الزمن يمثل السرعة المتجهة | تسارع السقوط الحر g ثابت ومقداره 9.8 m/s².
إرسال تعليق