حل درس العجلة (التسارع) العلوم الصف 9

حل درس العجلة (التسارع) العلوم الصف 9

العجلة (التسارع) 

تصف العجلة طريقة تغيير السرعة المتجهة لجسم مع الوقت. 

روابط القراءة مع الحياة اليومية إذا كنت قد ركبت الطائرة في حياتك، فمن المؤكد أن لاحظت كيفية إقلاعها. فهي تتحرك بداية ببطء. إلى أن تصل إلى مدرج الإقلاع، وعندها تبدأ سرعة الطائرة بالتزايد. في هذا الوقت تشعر بقوة تجذبك نحو مقعدك مع زيادة سرعة الطائرة إلى أن تصل إلى السرعة المناسبة للإقلاع. عندما تزداد سرعة الطائرة فإنها تتحرك بعجلة. 

السرعة المتجهة والعجلة 

تخيل نفسك جالسا في سيارة عند إشارة المرور حيث تحول الضوء إلى اللون الأخضر. عندها يدوس السائق على دواسة الوقود وتبدأ السيارة في الحركة وتزداد السرعة. وبما أن السرعة هي معدل تغير الموقع، فإن العجلة هي معدل تغير السرعة المتجهة. عندما تتغير السرعة المتجهة لجسم، فإن  الجسم يتحرك بعجلة. 

تذكر أن السرعة المتجهة تتضمن سرعة الجسم واتجاهه. بالتالي، قد يكون التغير في السرعة المتجهة تغيرا في السرعة أو الاتجاه. تحدث العجلة عندما يغير جسم سرعته أو اتجاهه أو كليهما.

عندما تفكر في العجلة. فإنك تفكر في شيء تزداد سرعته على الأرجح. ومع ذلك، يتحرك الجسم الذي تقل سرعته أيضا بعجلة، وكذلك الجسم الذي يتغير اتجاهه. يوضح الشكل 15 الطرق الثلاث التي يمكن أن يتحرك بها جسم 

التأكد من فهم النص حدد ثلاث طرق يمكن أن يتحرك بها جسم بعجلة. 

يكون للعجلة اتجاه كالسرعة المتجهة والزخم. إذا نظرت إلى السيارة في الشكل 15، فسترى أنه عندما تزداد سرعتها تكون العجلة والسرعة المتجهة لها في الاتجاه نفسه. عندما تقل سرعة السيارة، تكون عجلتها في الاتجاه المعاكس لسرعتها المتجهة. وعندما تغير السيارة من اتجاهها، لا تكون العجلة في الاتجاه نفسه أو الاتجاه المعاكس للسرعة  المتجهة للسيارة. 

1 التركيز 

الفكرة الرئيسة 

المقذوقات اطلب من الطلاب رسم صورة لمسار كرة بيسبول عند قذفها. يجب ان توضح رسومات الطلاب أن الكرة تنعطف باتجاه الأرض. أخبر الطلاب بأن كرات البيسبول المقذوفة هي مقذوفات وأن المقذوفات تواجه تغيرا في السرعة المتجهة. ويطلق على هذا التغير اسم العجلة؛ وسيتعرف الطلاب على المزيد عن العجلة في هذا القسم. 

الربط بالمعرفة السابقة 

القيادة بأقصى سرعة اطلب من الطلاب شرح العبارة “زيادة السرعة”. واربط بين وظيفة المعجل وحركة سيارة. 

تنشيط الخلفية المعرفية اطلب من الطلاب كتابة ما يعرفونه عن العجلة. وقدم التعريف الفيزيائي: إن العجلة هي التغير في السرعة المتجهة مقسوما على الزمن الذي يستغرقه حدوث التغير. ثم ناقش مدى تشابه هذا التعريف مع الأفكار المترسخة مسبقا عن العجلة أو اختلافه عنها. 

(السرعة الزمن) والتمثيل البياني للعجلة عندما ينتقل جسم في خط مستقيم ولا يغير اتجاهه، فإن التمثيل البياني للسرعة في مقابل الزمن يمكنه أن يقدم معلومات عن عجلة الجسم. يوضح الشكل 16 التمثيل البياني للسرعة والزمن لسيارة لمياء أثناء هذه القيادة إلى المتجر. بما أن ميل الخط على التمثيل البياني للمسافة والزمن يشير إلى سرعة الجسم، فإن ميل الخط في التمثيل البياني للسرعة والزمن يشير إلى عجلة الجسم. على سبيل المثال، عندما تخرج لمياء في طريقها. تكون عجلة السيارة km/min2 0.33. أي يساوي ميل الخط من =O t إلى min =0.5 1. 

حساب العجلة إن العجلة هي معدل التغير في السرعة المتجهة. لحساب عجلة جسم ما، نقسم التغير في السرعة المتجهة على طول الفترة الزمنية التي حدث خلالها التغير. ويعتبر التغير في السرعة المتجهة السرعة المتجهة النهائية مطروحا منها السرعة المتجهة الأولية. إذا لم يتغير اتجاه الحركة وتحرك الجسم في خط مستقيم، فيمكن حساب مقدار التغير في السرعة المتجهة من التغير في السرعة. ثم، يمكن حساب عجلة الجسم من  المعادلة التالية. 

معادلة العجلة 

في النظام الدولي للوحدات، تعيبر 5/m عن وحدات السرعة المتجهة وعن وحدات الزمن، ومن ثم فإن وحدة العجلة في النظام الدولي هي /m. في بعض الحالات، ستكون نتيجة حساباتك عجلة سالبة. وتعني العلامة السالبة في الاتجاه المعاكس. على سبيل المثال، إن العجلة التي قدرها /m IO— شمالا مماثلة /m IO جنوبا. 

الحركة في بعدين 

لقد تناولنا حتى الآن ففط الحركة في خط مستقيم. ولكن معظم الأجسام لا تقتصر حركتها على الخط المستقيم. تذكر أننا لا نستطيع إضافة قياسات ليست في نفس أو عكس الاتجاه. لذلك، سنقوم بمناقشة الحركة في كل اتجاه بشكل منفصل. على سبيل المثال. نفترض أن طالبا سار لمسافة ثلاث  وحدات سكنية شمالا وأربع وحدات شرقا . سيتم وصف الرحلة بهذه الطريقة، سار الطالب ثلاث وحدات سكنية شمالا بسرعة 5/ I ثم سار لأربع وحدات سكنية شرقا بسرعة m/S 2. 

تذكر أن الأجسام التي تغير اتجاهها تتحرك بسرعة. بالنسبة إلى جسم يغير اتجاهه. لا تكون عجلته في الاتجاه نفسه أو في الاتجاه المعاكس كسرعته المتجهة. وهذا يعني أننا لا نستطيع استخدام معادلة العجلة. كما لا يمكن الجمع مباشرة بين العجلات غير الموجودة في الانجاهات نفسها أو الاتجاهات  المتعاكسة كما هو الحال مع الإزاحة والسرعة المتجهة.

استخدام الكلمات العلمية 

استخدام الكلمات اطلب من الطلاب شرح  الطريقة التي يصف بها تعريف كلمة مركزية عجلة كرة على سلسلة تقوم بأرجحتها حول  رأسك. تعني كلمة مركزية.. متحرك نحو المركز حيث يكون اتجاه عجلة الكرة نحو المركز

أصول الكلمة اطلب من الطلاب البحث عن أصل كلهة مقذوف. إن كلمة مقذوف مشتقة من المادة اللاتينية -pro، التي تعني إلى الأمام… والفعل اللاتيني iacere-. الذي يعني ” يرمي. 

الرمي والإسقاط إذا رميت كره بأقصى قوة تستطيعها في اتجاه أفقي تماما، فهل ستستغرق وقتا أطول حتى تصل إلى الأرض مما إدا كنت أسقطتها من الارتفاع نفسه؟ من المثير للدهشة أن الزمن لن يختلف ستصطدم كل من الكرة التي رميتها والتي أسقطها بالأرض في الزمن نفسه. تقطع كلتا الكرتين في الشكل 19 المسافة الأفقية نفسها في فتره زمنية مماثلة. مع ذلك. تتحرك الكره التي تم رميها أففيا لمسافة أطول من الكرة التي تم إسقاطها. 

عجلة مدينة الملاهي قد تشعر بالخطر عند ركوبك للعربات الأفعوانية في مدينة الملاهي. ولكن هذه الألعاب مصممة لتكون أمنة. يستخدم المهندسون قوانين الفيزباء، لتصميم ألعاب مدينة الملاهي لتجعلها مثيره وغير ضاره. تتم صناعة العربات الأفعوانية من الصلب أو الخشب ونظرا إلى أن الخشب ليس بقوة الصلب. فلا يكون للعربات الأفعوانية الخشبية هياكل عالية ومنحدرة مثل التي في العربات الأفعوانية المصنوعة من الصلب. 

يتم اتباع أعلى السرعات والعجلات عادة على العربات الأفعوانية المصنوعة من الصلب. فضلا عن ذلك. يمكن للعربات الأفعواية المصنوعة من الصلب هبوط المتحدرات الحاده أو الحركة في عجلات دائرية مقلوبة لعده مرات مما يعطي الراكب عجلات كبيره. عندما يهبط الركاب منحدرا حادا أو يتحركون في حلقات دائرية مقلوبة. سيتسارعون إتجاه الأرض نتيجة الجاذبية. وعندما يتحرك الركاب حول المنعطفات الحادة. فإنهم يتسارعون أبطأ. تؤدي هذه العجلة إلى جعلهم يشعرون وكأن القوة تدفعهم إلى جانب العربة. 

الهدف سيصمم الطلاب تجربة لعرض آلية تأثر المسافة الأفقية المقطوعة بواسطة مقذوف وزاوية الانطلاق لها. 

الأدوات المحتملة مسطرة مترية. منقلة.  أشرطة مطاطية. ألواح بحجم cm 5  cm 12 تقريبا، مسامير، سدادة مطاطية صغيرة أو بندقية أسهم لعبة ذات فوهة مطاطية 

احتياطات السلامة ارتد واقيا للعين ونبه الطلاب لتجنب التصويب بعضهم تجاه بعض أو تجاه أي شيء، قابل للكسر. 

الزمن المقدر 45 دقيقة 

الإجراء المحتمل 

1. اطلب من الطلاب إنشاء مقلاع باستخدام اللوحة والمسامير والشريط المطاطي لإطلاق السدادة المطاطية أو استخدام بندقية الأسهم. 

2. أطلق السداده المطاطية بزوايا مختلفة من الارتفاع نفسه. وحافظ على قوة الإطلاق نفسها. 

3. قم بقياس المسافة الأفقية التي قطعها المقذوف في كل زاوية. 

4. متل النتائج على تمثيل بياني للزاوية مقابل المساقة. 

5. استدل على الزوايا التي تعطي أكبر مسافة

استراتيجيات التدريس يجب أن يكتشف الطلاب أن الزوايا المتتامة تعطي المسافة الأفقية نفسها.