القوى والحركة – الأساسيات
العلومالقوى والحركة11–12 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلأربع شاشات لاستكشاف القوى والحركة: في «القوة المحصلة» يكوّن الطالب فريقين في لعبة شد الحبل ليرى أن القوة المحصلة هي التي تحدد الفريق الفائز؛ وفي «الحركة» يدفع جسمًا على سطح عديم الاحتكاك ليرى أنه يحتفظ بالسرعة نفسها بعد زوال القوة؛ وفي «الاحتكاك» تظهر قوة معيقة عندما ينزلق الجسم على سطح خشن؛ وتعرض شاشة «التسارع» الأرقام التي تقف وراء العلاقة F = m·a. يغيّر الطلاب الكتلة والقوة المؤثرة ومقدار الاحتكاك، ويشاهدون أسهم القوة والسرعة والتسارع تتغير لحظة بلحظة. مقتبسة من محاكاة "Forces and Motion: Basics" من PhET Interactive Simulations، جامعة كولورادو بولدر (CC BY 4.0)؛ وأعيدت كتابتها.
الدرس: القوى وتأثيراتها
ماذا تعرض
القوة دفع أو سحب، وعندما تؤثر عدة قوى في جسم واحد فإن القوة المحصلة هي التي تحدد حركته. في شد الحبل، إذا تساوت قوتا الفريقين كانت القوى متزنة ولم يتحرك الحبل، وإذا اختلفتا تحرك نحو الفريق الأقوى. وينص قانون نيوتن الأول على أن الجسم يبقى ساكنًا أو يتحرك بسرعة ثابتة ما لم تؤثر فيه قوة محصلة؛ لذلك يواصل الصندوق انزلاقه على سطح عديم الاحتكاك بعد إزالة القوة. أما الاحتكاك فيعاكس الحركة ويبطئ الجسم حتى يتوقف. ويربط قانون نيوتن الثاني F = m·a بين القوة المحصلة والكتلة والتسارع، فالقوة نفسها تكسب الجسم الأثقل تسارعًا أصغر.
طريقة الاستخدام
في شاشة «القوة المحصلة» اسحب أشخاصًا إلى طرفي الحبل، وتوقّع الفريق الفائز قبل أن يتحرك الحبل، ثم اضغط «إعادة الضبط» لتلعب مجددًا. في شاشة «الحركة» اختر جسمًا وحرّك منزلق «قوة الدفع/السحب F»، ثم اضغط «إزالة القوة (F = 0)» ولاحظ أن الجسم يواصل حركته. في شاشة «الاحتكاك» غيّر مستوى «الاحتكاك» وقارن، وفي شاشة «التسارع» قارن تسارع «صندوق خفيف» بتسارع «ثلاجة» تحت القوة نفسها. ألغِ «إظهار القيم» لتتنبأ قبل أن تقرأ.
المعاملات القابلة للتغيير
- الشاشة القوة المحصلة (شد الحبل), الحركة, الاحتكاك, التسارع
- مستوى الاحتكاك الافتراضي بدون, منخفض, متوسط, مرتفع
- إظهار القيم في المشهد
أسئلة للاستكشاف
- لماذا لا يتحرك الحبل عندما تتساوى القوة الكلية للفريقين، مع أن كلا الفريقين يشد بقوة؟
- بعد الضغط على «إزالة القوة (F = 0)» فوق سطح عديم الاحتكاك، لماذا يستمر الجسم في الحركة؟
- إذا أثرت القوة نفسها في الصندوق الخفيف وفي الثلاجة، فأيهما يكتسب تسارعًا أكبر، ولماذا؟
