إذا وقع حادث على الطريق فكيف يمكنني جمع معلومات عن سرعة السيارة التي سببت الحادث، وتسارعها؛ لمعرفة كيف وقع الحادث؟

السيارة كلما كانت مسرعة أكثر، فإن السيارة التي كتلتها كبيرة وسرعتها عالية تستطيع تحريك السيارة الصغيرة ذات السرعة المنخفضة.

الدرس الأول: الحركة

أنظر وأتساءل

هل تظهر هذه الصور حركة الكرة بالحركة البطيئة؟ يمكن الإجابة بنعم، يساعد الضوء الوماض على تسجيل حركة الأجسام في فترة زمنية كيف أقيس سرعة كرة المضرب وهي تتحرك؟

إذا استطعت تحديد الزمن، وقياس المسافة التي تحركتها، ثم تقسم المسافة المقطوعة على الفترة الزمنية، فتحصل على سرعة الكرة.

أستكشف

أكون فرضية

هل تعتمد سرعة الجسم على المسافة التي يقطعها؟ أكتب جوابي في صورة فرضية كالآتي: "إذا زادت المسافة التي تقطعها الكرة، فإن ...".

تقل سرعتها.

أستكشف أكثر

ماذا يحدث لسرعة الكرة إذا سلكت مساراً منحنياً؟ هل تصبح سرعتها أكبر من سرعتها في مسار مستقيم، أم أقل؟ أكتب فرضية، وأصمم تجربة لاختبار ذلك.

كلما كان المسار أكثر انحناء زاد الاحتكاك ويزداد كذلك تصادم الكرة بجدران الأنبوب مما يعني أن سرعة الكرة ستصبح أقل في المسار المنحني مقارنة بمسارها بخط مستقيم.

أقرأ الشكل

أي سيارة ستغير موضعها أكثر؟ إرشاد: أقارن بين طول السهمين.

السيارة الزرقاء.

نشاط

أفسر البيانات. هل يقطع الجسم مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية؟ ولماذا؟

المسافة يجب أن تتغير تدريجاً مع الزمن وذلك إذا تحرك الطلاب بالسرعة نفسها في أثناء التجربة.

أقرأ الشكل

تبعد مدينة جدة عن الرياض 950 كم. ما السرعة المتجهة اللازمة للطائرة للوصول من جدة إلى الرياض خلال ساعتين؟

إرشاد: أقسم المسافة على الزمن وأحدد الاتجاه.

950 ÷ 2 = 475 كم/ساعة باتجاه الشمال الشرقي.

أقرأ الشكل

يمثل الرسم البياني التغير في سرعة سيارة تسير بخط مستقيم. ما تسارع السيارة في الفترة بين الثانية 40 والثانية 120؟ إرشاد: هل تغيرت سرعة السيارة في أثناء الفترة المشار إليها في السؤال؟

ما بين الثانية 40 إلى الثانية 140

الفكرة الرئيسة والتفاصيل. كيف أقيس المسافة التي قطعها جسم متحرك؟

أقيس طول السهم الذي يصل بين موقع الجسم القديم والموقع الذي وصل إليه الجسم.

التفكير الناقد. كيف يمكن أن أتحرك بالنسبة إلى أطار مرجعي، ولا أتحرك بالنسبة إلى إطار آخر؟

إذا كنت ثابتاً (جالساً) في إطار مرجعي والإطار الذي أجلس فيه متحركاً بالنسبة إلى إطار آخر مثال ذلك أكون جالساً في سيارة متحركة فأجزاء السيارة التي أجلس فيها إطار ثابت بالنسبة لي والطريق إطار متحرك.

الفكرة الرئيسة والتفاصيل. إذا كنت قائداً لطائرة فهل يكفي أن أعرف مقدار سرعة الطائرة؟

لا، لابد من تحديد الاتجاه للوصول إلى المكان المناسب.

التفكير الناقد. إذا افترضت أن الزمن الذي تستغرقه في رحلة العودة من جدة إلى الدمام. هل السرعة المتجهة للطائرة متساوية في الرحلتين، أفسر إجابتي؟

السرعات المتجهة للرحلتين غير متساوية فعلى الرغم من أنهما متساويتان في المقدار إلا أنهما متعاكستان في الاتجاه.

الفكرة الرئيسة والتفاصيل. تنطلق سيارة من السكون، وتكسب كل ثانية واحدة سرعة مقدارها 5 متر/ ث. كم تبلغ سرعتها بعد مرور 4 ثوان؟

السرعة = التسارع × الزمن = 5 × 4 = 20 م/ث.

التفكير الناقد. كيف يمكن تغيير تسارع جسم يتحرك دون تغير سرعته.

الجسم قد يتسارع وهو يتحرك بسرعة ثابتة عند تغيير اتجاه حركته دون تغيير سرعته فمثلاً عندما تتحرك سيارة بسرعة ثابتة ثم تغير اتجاه حركتها عندما تصبح الطريق منحنية دون أن تغير سرعتها تتغير سرعتها المتجهة أي تكتسب تسارعاً.

أفكر وأتحدث وأكتب.

1. المفردات. حاصل قسمة التغير في المسافة على الزمن يسمى السرعة.

2. الفكرة الرئيسة والتفاصيل. كيف يمكن لجسم أن يتسارع مع بقاء سرعته ثابتة؟

3. التفكير الناقد. تدور الأرض حول محورها بمعدل 1600 كم/س. كيف يمكنك التحرك بسرعة كبيرة دون أن تشعر بذلك؟

لا أشعر بذلك لأنني في إطار مرجعي ضمن مساحة صغيرة من سطح الأرض.

4. أختار الإجابة الصحيحة. وحدة السرعة هي:

أ- م.

ب- م/ث.

ج- كم.

د- كجم/سم^3.

5. أختار الإجابة الصحيحة. ماذا تحدد السرعة المتجهة؟

أ- السرعة والكتلة.

ب- السرعة والحجم.

ج- الكتلة والاتجاه.

د- السرعة والاتجاه.

6. كيف نقيس الحركة؟

تقاس الحركة من نقطة البداية إلى نقطة النهاية بأدوات قياس المسافة ومنها المسطرة أو الشريط المتري ووحدة القياس هي المتر.

العلوم والمجتمع

التحقيق في الحوادث

إذا وقع حادث على الطريق فكيف يمكنني جمع معلومات عن سرعة السيارة التي سببت الحادث، وتسارعها؛ لمعرفة كيف وقع الحادث؟

السيارة كلما كانت مسرعة أكثر، فإن السيارة التي كتلتها كبيرة وسرعتها عالية تستطيع تحريك السيارة الصغيرة ذات السرعة المنخفضة.

العلوم والرياضيات

الوقوف بأمان

يقود طفل دراجة بسرعة 5 م/ث في أثناء اقترابه مـن شارع مزدحم، ما مقدار التباطؤ الذي يجب أن يؤثر به الطفل في الدراجة ليتوقف بعد ثانيتين؟

الطفل يحتاج لأن يتناقص تسارعه 5 م/ث ÷ 2 ث = 2.5 (م/ث)/ث

تباطؤ = (2.5 م/ث)/ث