ملخص الفيزياء الصف الأول الثانوي | المنهج الجديد - الوحدة الثالثة: القوة
شرح شامل: قوانين نيوتن، الاحتكاك، الحركة في بعدين، المقذوفات، والتجذاب الكوني
نكمل معكم مراجعة الفيزياء أولى ثانوي للمنهج السوداني الجديد. نغطي في هذا الجزء الوحدة الثالثة: القوة بجميع فصولها، مع شرح مفصل لـ قوانين نيوتن في الحركة، القوى المتفاعلة، الاحتكاك، حركة المقذوفات، الحركة الدائرية المنتظمة، وقانون الجاذبية الكونية.
الوحدة الثالثة: القوة
الفصل الأول: القوى في بعد واحد
1. القوة والحركة وقوانين نيوتن
القوة (F): سحب أو دفع يؤثر في جسم ما فيغير من حالته الحركية أو اتجاهه أو شكله. وهي كمية متجهة تقاس بـ النيوتن (N).
مخطط الجسم الحر: نموذج فيزيائي يمثل القوى المؤثرة في جسم ما باستخدام أسهم اتجاهية.
قوانين نيوتن للحركة:
-
قانون نيوتن الأول (قانون القصور الذاتي): يبقى الجسم الساكن ساكناً، والجسم المتحرك في خط مستقيم وبسرعة منتظمة متحركاً ما لم تؤثر عليه قوة محصلة خارجية تغير من حالته.
القصور الذاتي: ممانعة الجسم لأي تغيير في حالته الحركية. -
قانون نيوتن الثاني: تسارع الجسم يساوي محصلة القوى المؤثرة فيه مقسومة على كتلته.
F_net = m · a(القوة المحصلة = الكتلة × التسارع). -
قانون نيوتن الثالث (قوى التأثير المتبادل): لكل قوة فعل قوة رد فعل مساوية لها في المقدار ومضادة لها في الاتجاه.
F_A on B = -F_B on A.
2. الوزن الظاهري والوزن الحقيقي
الوزن الحقيقي (F_g): قوة جذب الأرض للجسم وتساوي: F_g = m · g.
الوزن الظاهري: القوة التي يؤثر بها الميزان على الجسم (قوة الدعم العمودية)، ويتغير الوزن الظاهري داخل المصاعد عند تسارعها للأعلى أو الأسفل.
مثال محلول 1 (قانون نيوتن الثاني):
السؤال: تؤثر قوة محصلة مقدارها 20N على جسم كتلته 4kg، احسب التسارع الذي يكتسبه الجسم؟
الحل:
من قانون نيوتن الثاني: a = F_net / m
التسارع a = 20 / 4 = 5 m/s².
الفصل الثاني: القوى في بعدين
1. المتجهات وتحليل القوى
تتم إضافة المتجهات في بعدين باستخدام الطرق البيانية أو الرياضية (مثل نظرية فيثاغورس عندما تكون الزاوية بينهما 90°: R² = A² + B²).
تحليل المتجه: تجزئة المتجه إلى مركبتين متعامدتين:
▪️ المركبة الأفقية: A_x = A · cos(θ)
▪️ المركبة الراسية: A_y = A · sin(θ)
2. قوة الاحتكاك (Friction Force)
قوة تلامس تؤثر في اتجاه معاكس لاتجاه حركة الجسم أو محاولة حركته.
- الاحتكاك السكوني (f_s): قوة تؤثر بين سطحين متلامسين عندما لا يتحرك أحدهما بالنسبة للآخر. (
f_s ≤ μ_s · F_N). - الاحتكاك الحركي (f_k): قوة تؤثر بين سطحين متلامسين عند حركة أحدهما بالنسبة للآخر. (
f_k = μ_k · F_N).
الفصل الثالث: الحركة في بعدين
1. حركة المقذوفات (Projectile Motion)
المقذوف: جسم يُطلق في الهواء ويسلوك مساراً منحناً تحت تأثير الجاذبية الأرضية فقط.
مسار المقذوف يكون على شكل قطع مكافئ (Parabola).
▪️ الحركة الأفقية: تكون بسرعة منتظمة ثابتة (التسارع الأفقي = 0).
▪️ الحركة الراسية: تكون بتسارع ثابت يساوي تسارع الجاذبية الأرضية (-g).
2. الحركة الدائرية المنتظمة (Uniform Circular Motion)
حركة جسم بسرعة ثابتة المقدار حول دائر نصف قطرها (r).
التسارع المركزي (a_c): تسارع يتجه نحو مركز الدائرة وسببه التغير المستمر في اتجاه السرعة وليس مقدارها:
a_c = v² / r
القوة المركزية (F_c): القوة المحصلة المؤثرة نحو مركز الدائرة والمسببة للحركة الدائرية:
F_c = m · a_c = (m · v²) / r
3. قانون الجاذبية الكونية لنيوتن
ينص على أن أي جسمين في الكون يجذبان أحدهما الآخر بقوة تتناسب طردياً مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسياً مع مربع المسافة بين مركزيهما.
حيث G هو ثابت الجذب الكوني ورقم ثابت لا يتغير.
جدول ملخص قوانين الوحدة الثالثة
| القانون الفيزيائي | الصيغة الرياضية | وحدة القياس |
|---|---|---|
| قانون نيوتن الثاني | F = m · a |
Newton (N) = kg·m/s² |
| قوة الوزن | F_g = m · g |
Newton (N) |
| قوة الاحتكاك الحركي | f_k = μ_k · F_N |
Newton (N) [μ بلا وحدات] |
| التسارع المركزي | a_c = v² / r |
m/s² |
| الجذب الكوني | F = G (m₁ m₂ / r²) |
Newton (N) |
⚠️ أخطاء شائعة في أسئلة القوة والجاذبية:
- الاعتقاد بأن القوة المركزية تزيد من سرعة الجسم، بينما هي تغير الاتجاه فقط في الحركة الدائرية المنتظمة.
- نسيان تربيع المسافة (r²) في قانون الجاذبية الكونية لنيوتن.
- الخلط بين الكتلة (ثابتة لا تتغير بتغير المكان) والوزن (يتغير بتغير الجاذبية).
📌 مراجعة سريعة للوحدة الثالثة (القوة):
أهم قانون: F = m · a | القوة المركزية F_c = m v² / r.
أهم فكرة: مسار المقذوف قطع مكافئ | الكتلة ثابتة بينما الوزن يتغير حسب تسارع الجاذبية.
إرسال تعليق