حل درس الجاذبية فيزياء صف 9 متقدم

حل درس الجاذبية فيزياء 9 متقدم : نقدم اليكم في هذا الملف حلا شاملا ودقيقا للدرس بكل ما تضمن من أسئلة وتدريبات ، من منهج الفيزياء الصف 9 المتقدم

نظرة عامة على الوحدة 

تعرض هذه الوحدة القوانين التي تحكم حركة الكواكب من منظور تاريخي. كما تتضمن مناقشة قوانين كبلر وتفسيرها من خلال قانون نيوتن في الجذب الكوني. بالإضافة إلى مناقشة الوزن وحالة انعدام الوزن في المدار. كما تعرض الوحدة مفهوم مجالات الجاذبية ونظرية النسبية العامة لأينشتين

قبل أن يبدأ الطلاب دراسة المواد الواردة في هذه الوحدة. يجب عليهم أن يدرسوا ما يلي 

• الحركة المتسارعة في بعد واحد .
• إضافة المتجهات في بعدين
• الحركة الدائرية
• الكتلة والوزن
• حركة المقذوفات
• الكميات المتجهة مقابل الكميات القياسية

لحل المسائل الواردة في هذه الوحدة، يجب أن يكون الطلاب ملمين بما يلي : 

• تمثيل البيانات بيانيا
• الترميز العلمي .
• الأرقام المعنوية
• الميل
• حل المعادلات الخطية .
• حل المعادلات التربيعية

تقديم الفكرة الرئيسة 

ما الخصائص المشتركة بين الإلكترون وكوكب المشتري والمبنى وكوكب الأرض والإنسان والسيارة؟ الكتلة ومجالات الجاذبية هل الجاذبية قوة تجاذب أم تنافر؟ تجاذب تمارس الأجسام ذات الكتل قوى التجاذب على غيرها من الأجسام.

الربط بالمعرفة السابقة 

الجاذبية سيطبق الطلاب قانون الحركة الثاني لنيوتن على قوة جديدة وهي قوة الجاذبية التي تسبب ظهور التسارع المركزي لقمر صناعي يتحرك في مداره.

2 التدريس 

الملاحظات الأولى وقوانين كبلر

تطوير المفاهيم 

الفكرة الرئيسة قسم الطلاب إلى مجموعات يتكون كل منها من أربعة طلاب وأعط كل مجموعة العديد من الأجسام في شكل أزواج ومسطرة مترية، يمكن أن تتضمن أزواج الأجسام كرة قدم – ثمرة بلوط، وكرة تنس – كرة تنس، وبطاطس – سدادة فلين، ومشبك ورق – كرة بولينج، وكتابا – علبة مشروبات غازية، وزوجا من العملات المعدنية وما إلى ذلك، ثم أطلب من الطلاب الفصل بين كل زوج والآخر بمسافة قدرها m 1. بعد ذلك. أطلب من الطلاب ترتيب الأزواج حسب قوة الجاذبية بين كل زوج من الأكبر إلى الأصفر. أحضر میزائا ثلاثي الأذرع ليستخدمه الطلاب إذا احتاجوا إلى قياس الكتل. تحقق من الترتيب في كل مجموعة اسأل الطلاب ما إذا كان الترتيب سيتغير عند خفض قيمة المسافات إلى النصف. لا. ماذا يحدث في القوة الموجودة بين الأجسام عندما تكون أقرب؟ تزيد.

تحديد المفاهيم الخاطئة 

الشمس مركز النظام الشمسي قد يظن الطلاب أن فكرة الشمس مركز النظام الشمسي كانت موجودة في عصر كوبرنيوس أو جاليليو أو نيوتن. في الواقع، لم يقبل البرهان المبني على الملاحظات حتى ثلاثينيات القرن 9 عشر، وقبل نظام كوبرنيكوس لأنه كان أسهل من النظام الذي يعتبر الأرض مركزا للنظام. كما أن فوانين نیوتن استطاعت أن تصف حركة الكواكب في نظام كوبرنيكوس، لكنها لم تستطع أن تصف مدارات الكواكب حول الأرض بالتفصيل في النموذج الذي يعتبر الأرض مركزا للنظام.

استخدام تجربة الفيزياء

في نمذجة المدارات، يحدد الطلاب شكل مدارات الكواكب والأقمار الصناعية في النظام الشمسي 

تطوير المفاهيم 

بناء نموذج لحركة الكواكب تعرف على معلومات الطلاب عن الأرض والشمس والنظام الشمسي، أبدأ بالتعرف على ملاحظاتهم بشأن حركة الشمس حول الأرض مثلا أو تفاصيل حركة الشمس في السماء وحركة النجوم في الليل وعلى مدار العام. اطلب من الطلاب بناء نموذج يشرح هذه الملاحظات. إذا اختار الطلاب بناء نموذج تكون الشمس في مركزه، فاسألهم عن الملاحظات التي تؤيد اختيارهم لهذا الموقع 

نشاط مشروع الفيزياء

المدارات مختلفة المركز أطلب من الطلاب البحث في النماذج التاريخية المتعددة للنظام الشمسي اشرح كيف يمكن أن يكون قد تأثر بها كبلر. اسألهم عن سبب أهمية فهم أن مدارات الكواكب إهليلجية الشكل. في الواقع، حتى كوبرنيكوس أجرى عمله

بافتراض أن الكواكب تتحرك في مدارات دائرية . اطلب من الطلاب العمل معا لتصوير وشرح المدارات مختلفة المركز لبعض الكواكب بالإضافة إلى بلوتو الذي أصبح يصنف على أنه كوكب قزم. اسألهم ما  إذا كان بلوتو أبعد دائما عن الشمس من نبتون. لا. في الواقع بسبب مداراتهما مختلفة المركز وأماكن وجودهما – إذا كانا في الأوج أو الحضيض الشمسي – يمكن أحيانا لبلوتو أن يكون أقرب إلى الشمس من نبتون

تحديد المفاهيم الخاطئة 

المدارات الإهليلجية ارسم على السبورة دائرة قطرها 1m ثم ضع الشمس على بعد cm 1 من مركز الدائرة الفرق بين مركزي المدار الدائري والمدار الإهليلجي يساوي mm0 . 07, اسأل الطلاب عن موقع الأرض بالنسبة إلى الشمس خلال فصل الشتاء في نصفها الشمالي. تكون الأرض في أقرب موقع لها من الشمس في شهر يناير، وضح للطلاب أن الفصول الأربعة على الأرض ليست ناتجة عن موقع الأرض بالنسبة إلى الشمس، ولكن بسبب زاوية محور الأرض، فعند میل نصف الكرة الشمالي بعيدا عن الشمس، لا تسقط أشعة الشمس عمودية عليه، ولا سيما عند الارتفاعات الشاهقة، ومن ثم تكون تلك المناطق باردة. 

اختلاف الموقع النجمي 

تتغير مواقع النجوم القريبة إلى الأرض مع تغير موقع الأرض حول الشمس. اطلب من الطلاب استكمال هذا النشاط لنمذجة اختلاف الموقع النجمي. ستحتاج إلى كوبي قهوة سعة كل منهما lb 2 وبهما غطاءان شفافان من البلاستيك ومصباحين كهربائيين اضع واحدا في منتصف غرفة الصف والآخر في الجهة الأخرى وشريط لاصق. اصنع ثقبا صغيرا في منتصف قاع کوبي القهوة. اربط الكوبين مقا بحيث يكونان متجاورين، سيمثل الكوبان تلسكوبين، حيث يمثل أحدهما موقع الأرض في شهر يناير وبمثل الآخر موقعها في شهر يوليو، كما يمثل أحد المصباحين نجما قريبا ويمثل الآخر نجما بعيدا. ضع الكوبين في أحد جوانب غرفة الصف بحيث يكون القاع في اتجاه النجمين (المصباحين)، عتم الغرفة ولاحظ الموقع النسبي لصور النجمين المصباحين على غطاء كل كوب. سيظهر موقع المصباح القريب على الغطاءين مزاحا قليلا عند مقارنته بموقع المصباح البعيد، وهذا ما يراه الفلكيون ولكن على نحو مضخم.

الفيزياء في الحياة اليومية 

الفلك في الحضارات القديمة كان علم الفلك يشكل جزءا رئيسا في العديد من الحضارات والأديان. حيث كانت معرفة طول السنة أمرا ضروريا للحضارات التي تعتمد على الزراعة، حيث كان لشعوب أمريكا الوسطى ملاحظات دقيقة لكوكب الزهرة، وبني الأسطرلاب في بغداد في القرن الثامن، وهو الة من القرون الوسطى لقياس مواقع الكواكب والنجوم. وقد شاهد سكان الصين انفجار سديم السرطان في عام 1054، وهذا الحدث لم يسجل في الغرب. 

الفيزياء في الحياة اليومية 

التلسكوبات أجرى كل من براهي وكبلر عملهما دون تلسكوب، وكان جاليليو يستخدم تلسكوبا بسيطا عندما اكتشف أقمار المشتري وحلقات زحل وأطوار الزهرة، ومن المؤكد أن هذه الاكتشافات قد ساعدت على تأييد نموذج النظام الشمسي الذي مركزه الأرض. أسأل الطلاب ما الذي تتميز به التلسكوبات عن العين المجردة. شارك مع نادي فضاء محلي في إقامة حفل لمراقبة النجوم. اطلب من الطلاب تلخيص ما شاهدوه وتوضيح كيف ساعدهم التلسكوب على تحقيق ذلك. يستطيع التلسكوب أن يجمع من الضوء أكثر مما تستطيع العين المجردة جمعه، مما يجعل الأجسام ذات الإضاءة الخافتة أكثر وضوحا.

خلفية عن المحتوى 

قوة الجاذبية اطلب من الطلاب التفكير في الأسئلة التالية: ما مدى شمولية قانون نيوتن في الجذب الكوني؟ هل تعتمد قوة الجاذبية على الكتلة فقط وليس على المادة أيضا؟ هل يمكن أن تعتمد على الأرقام النسبية لعدد البروتونات والنيوترونات في المادة على سبيل المثال؟ كانت الاختبارات المبكرة على يد العالم المجري لوراند إنفوس المولود في عام 1848 الذي اخترع میزان اللي الحساس، حيث قارن بين قوى الجاذبية المؤثرة في أجسام مختلفة لها كتلة التصور نفسها، مستخدما أنواعا مختلفة من الخشب والمعادن وتوصل إلى أن القوى متساوية لخمسة أجزاء في البليون