حل درس السرعة المتجهة والزخم العلوم الصف التاسع
السرعة المتجهة والزخم
■ تصف السرعة المتجهة لجسم سرعته واتجاه حركته.
روابط من القراءة بالحياة اليومية تتحرك ذ السيارات والشاحنات والعديد من المركبات الأخرى إلى الأمام كما إلى الخلف في الآن معا. ويجب على السائق ضبط السيارة على ناقل الحركة الصحيح لكل اتجاه. ما الذي قد يحدث إذا قام السائق بضبط السيارة على وضع الرجوع بدلا من التحرك إلى الأمام ؟
السرعة المتجهة
قمت بتشغيل الراديو وسمعت فقرة إخبارية عن إعصار بحري. توجد العاصفة. التي تنتقل بسرعة km/h 20. على مسافة km 500 شرقا من موقعك. هل ينبغي لك أن تقلق ؟
للأسف، ليس لديك معلومات كافية للإجابة عن هذا السؤال. إن معرفة سرعة العاصفة فقط لا تساعد كثيرا. فالسرعة تصف فقط مدى سرعة تحرك شيء ما. لتحديد ما إذا كنت تحتاج إلى الانتقال إلى منطقة أكثر أمانا. فإنك بحاجة أيضا إلى معرفة اتجاه حركة العاصفة. بمعنى آخر، نحتاج إلى معرفة السرعة المتجهة للعاصفة. تتضمن السرعة المتجهة سرعة جسم ما واتجاه حركته. ويتم قياس السرعة المتجهة باستخدام وحدات السرعة نفسها، وهي 5/m. إذا تم إخبارك بأن الإعصار البحري يتجه مباشرة نحو منزلك بسرعة km/h 20. فتعرف بذلك أنه يجب عليك إخلاء المكان.
السرعة المتجهة والسرعة نظرا إلى أن السرعة المتجهة تعتمد على الاتجاه إضافة إلى السرعة. يمكن للسرعة المتجهة لجسم أن تتغير حتى إن ظلت سرعة الجسم ثابتة. على سبيل المثال، تكون سرعات سيارات السباق
الموضحة في الشكل 9 ثابتة أثناء الدوران. وعلى الرغم من أن السرعات تظل ثابتة، فإن سرعاتها المتجهة تتغير نظرا إلى تغير الاتجاه أثناء الدوران.
التأكد من فهم النص صف مدى الاختلاف بين السرعة المتجهة والسرعة.
الفكرة الرئيسة
السلالم الكهربائية اسأل الطلاب ما إذا كانوا قد استقلوا سلما كهربائيا أو ممر مشاة متحركا من قبل. واسألهم ما إذا كانوا قد لاحظوا أشخاصا يسيرون أو يتسلقون وما سبب اعتقادهم في الاتجاه نفسه وما سبب أن هؤلاء الأشخاص يسيرون. يجب أن يدرك الطلاب أن الأشخاص يسيرون أو يتسلقون أحيانا بحيث يصلون إلى وجهتهم بشكل أسرع. أخبر الطلاب أنهم سيتعرفون على مواقف مماثلة في هذا القسم.
الربط بالمعرفة السابقة
المسافة والإزاحة
ذكر الطلاب أن الإزاحة هي المسافة والاتجاه من نقطة البداية إلى نقطة التوقف. وأخبرهم بأنهم سيتعرفون على السرعة المتجهة، وهي كمية تمنح الجسم سرعة واتجاها، في هذا القسم.
تحديد هدف اطلب من الطلاب تفحص النص للبحث عن مفردات جديدة. وتأكد من أنهم ينظرون بعناية إلى الأشكال والعناوين لمعرفة المفاتيح الدالة على المعنى. باستخدام الأفكار المقتبسة من تفحص النص، اطلب من الطلاب وضع أسئلة تضم المفردات. فبينما يقرأ الطلاب النص. يجب أن يجيب بعضهم عن أسئلة البعض الآخر.
السرعة نفسها، سرعات متجهة مختلفة من الممكن أن يكون لجسمين السرعة نفسها مع اختلاف السرعات المتجهة لهما. على سبيل المثال، يتحرك السلمان الكهربائيان في الشكل IO بالسرعة نفسها لكن في اتجاهات مقابلة.
وتكون سرعات الركاب على كلا السلمين الكهربائيين متساوية، لكن تختلف سرعاتهم المتجهة نظرا إلى التحرك في اتجاهات مختلفة. والأمر نفسه ينطبق على السيارات التي تتحرك في اتجاهات متعاكسة على إحدى الطرق. فسرعة هذه السيارات هي نفسها، أما سرعتها المتجهة فهي مختلفة.
حركة القشرة الأرضية
هل يمكنك التفكير في شيء يتحرك ببطء شديد لا يمكنك اكتشاف حركته، لكن يمكنك رؤية دليل على حركته على فترات زمنية طويلة ؟ عند البحث في سطح الأرض من عام إلى عام. تجد أن تركيبها الأساسي يبدو مماثلا، حيث تبدو الجبال والسهول والمحيطات كما هي دون تغير. لكن، إذا قمت بدراسة الأدلة الجيولوجية على ما كان يبدو عليه سطح الأرض منذ أكثر من 250 مليون عام. فسترى حدوث تغيرات كبيرة. يوضح الشكل II مدى تغير مساحات الكتل اليابسة خلال هذا الوقت، وفقا لنظرية الصفائح التكتونية.
تحدث التغيرات في صفائح الأرض بشكل ثابت حيث تنجرف القارات ببطء فوق سطح الأرض. تتسبب هذه الصفائح المتحركة بحدوث تغيرات جيولوجية، مثل تكون السلاسل الجبلية وحدوث الزلازل والثورات البركانية. وتحدث حركة الصفائح تغيرات في حجم المحيطات. وهكذا. أصبح حجم المحيط الهادئ أصغر وحجم المحيط الأطلسي أكبر. تؤدي حركة الصفائح أبطأ إلى تغير شكل القارات حيث تصطدم ثم تتباعد بعضها عن بعض.
تتحرك الصفائح ببطء شديد حيث يتم تحديد سرعاتها بوحدات السنتيمترات في العام. فعلى سبيل المثال، هناك صفيحتان موجودتان في صدع أندرياس في ولاية كاليفورنيا. تتحرك هاتان الصفيحتان إحداهما بمحاذاة الأخرى بمتوسط سرعة نحو cm I في العام. تتحرك الصفيحة الأسترالية بشكل أسرع وتدفع بأستراليا نحو الشمال بمتوسط سرعة نحو cm,/Y 17. بالتالي. تكون السرعة المتجهة للصفيحة الأسترالية cm,/Y 17 شمالا.
2 التدريس
■ النشاط
السرعة المتجهة المتغيرة قم بأرجحة كرة على حبل حول رأسك بسرعة ثابتة. واسأل الطلاب ما إذا كانت السرعة المتجهة للكرة ثابتة أم متغيرة. متغيرة. نظرا إلى اختلاف الاتجاه
■ مناقشة
السرعة المتجهة صف السرعة المتجهة لجسم ينتقل شمالا بسرعة 6.9 في 3 s، ثم يعود وينتقل جنوبا بسرعة m 2.8 في s 4. السرعة المتجهة m/S 2.3 شمالا ثم m/S 0.7 جنوبا
النشاط
الصفائح المتحركة عند تحرك صفيحتين من صفائح الأرض بعضهما أمام البعض، يصف العلماء سرعتهما بالنسبة إلى بعضهما. استخدم شريطا لتحديد مسارين متجاورين على الارض، كلاهما بطول m 3. وخصص طالبا للوقوف عند كل نهاية للمسارين. واطلب من طلاب آخرين معهم مؤقتات الاستعداد لتسجيل المدة الزمنية التي يستغرقها تدحرج الكرات من نهاية المسار إلى النهاية الأخرى. وعندما تقول "انطلق"، يجب على الطلاب عند نهايتي المسارين دحرجة الكرات بعضها باتجاه بعض. عندئذ، يمكن لطلاب الصف تحديد السرعة المتجهة (بالنسبة إلى الأرض) لكرة تنطلق في اتجاه واحد والسرعة المتجهة للكرة التي تنطلق في الاتجاه الآخر. اشرح أن إضافة هذه الأرقام ستحدد سرعة الكرات بعضها بالنسبة إلى بعض، كما هو الحال لسرعة صفيحتين أرضيتين تتحركان أمام بعضهما
الحركة النسبية
هل شاهدت من قبل سيارات تمر بجانبك على الطريق السريع؟ تبدو السيارات التي تسير في الاتجاه نفسه كأنها تزحف إلى جانبك، بينما تبدو السيارات التي تسير في الاتجاه المعاكس كأنها تندفع بسرعة كبيرة إلى جانبك. والسبب في هذا الاختلاف الواضح في السرعة هو أن النقطة المرجعية. أي سيارتك، تتحرك ايضا
يؤثر اختيار نقطة مرجعية متحركة في طريقة وصفك للحركة. على سبيل المثال، يمكن وصف حركة إعصار بحري باستخدام نقطة مرجعية ثابتة، مثل منزل. يوضح الشكل 12 المواقع والسرعات المتجهة لإعصار بحري وسيارة بالنسبة إلى منزل في الساعة .p.m 2:00 وفي الساعة .p.m 3: 00 وتقل المسافة بين الاعصار البحري والمنزل بمعدل km/h 20. وتزيد المسافة بين المنزل والسيارة بمعدل km/h IO.
كيف يختلف وصف حركة الإعصار البحري إذا كانت النقطة المرجعية سيارة تنتقل بسرعة km/h IO غربا ؟ يوضح الشكل 13 حركة الإعصار البحري والمنزل بالنسبة إلى السيارة. قد يقول شخص موجود في السيارة إن الإعصار البحري يقترب بسرعة km/h IO وإن المنزل يبتعد بسرعة km/h 10.
من المهم ملاحظة أن الشكلين 12 و 13 يوضحان التغيرات نفسها، لكنهما يستخدمان نقاطا مرجعية مختلفة. تعتمد السرعة المتجهة والموقع ذاتها على نقطة مرجعية مختارة.
مناقشة
الحركة النسبية يكون الشخص الجالس على مقعده في قطار متحرك في وضع السكون بالنسبة إلى القطار، لكنه يتحرك بالنسبة إلى الأرض. اطلب من الطلاب إعطاء أمثلة أخرى لمواقف يكونون فيها في وضع حركة بالنسبة إلى جسم ما ووضع السكون بالنسبة إلى آخر.
الإجابات المحتملة: الجلوس في سيارة/ حافلة / طائرة أو ركوب قطار الملاهي أو الركض على آلة مشي كهربائية أو الوقوف على سلم كهربائي أو ممر مشاة متحرك
دعم محتوى المعلم
النسبية تسمى مناقشة الحركة النسبية
المقدمة هنا نسبية غاليليو أو نيوتن وهي صالحة لسرعات الأجسام التي نصادفها في حياتنا اليومية، مثل الاشخاص والقطارات والسيارات. لكن الأجسام التي تنتقل في كسر معين من سرعة الضوء (/km =300,000 6) لا
تخضع لهذه القواعد. ويتم وصف حركتها باستخدام نظرية النسبية لأينشتاين.