تدريبات وحدة مدخل الى علم الفيزياء عاشر عام
الفصل الأول : مدخل الى علم الفيزياء
1 - 1 : الرياضيات والفيزياء
الفيزياء فرع من فروع العلم يهتم بدراسة العالم الطبيعي المادة والطاقة وكيفية ارتباطهما.
أمثلة لحقول يدرسها علم الفيزياء
1 - طبيعة حركة الالكترونات والصواريخ
2 - الطاقة في الموجات الصوتية والضوئية
3 - الدوائر الكهربائية
4 - تركيب المادة بدءا من الالكترون وانتهاءا بالكون.
المهن والمجالات التي يعمل بها دارسو الفيزياء
1 - باحث في الجامعات والكليات والمصانع ومراكز الأبحاث
2 - العمل في مجالات الفلك والهندسة وعلم الكمبيوتر والتعليم والصيدلة
علل لما بلي
1 - تستخدم الرياضيات في الفيزياء
ج : لأنها قادرة على التعبير عن القوانين و الظواهر الفيزيائية بشكل واضح و مفهوم من خلال استخدام المعادلات الرياضية
2 - توصف المفاهيم في الفيزياء بواسطة المعادلات الرياضية
ج : لأن المعادلة الرياضية مختصرة وتستطيع استخدامها لتوقع قيم بيانات جديدة
هل هذا منطقي؟
لتقدير صحة الاجابة في الفيزياء نحتاج لما يلي :
أ. التحقق من صحة الوحدات
ب. استخدام التقدير للتحقق من صحة الإجابة من الناحية الرياضية ومدى توافقها مع خبراتك المسابقة
مسائل هل هذا منطقي
1- أراد طالب حساب زمن سقوط كرة نحاسية من ارتفاع 5m حتى تصل إلى سطح الأرض فوجده 17s هل توافق على هذه الإجابة و لماذا
2- أراد طالب أن يحسب وزنه باستخدام العلاقة
F = mg وحصل علي إجابة تفيد بان وزنه يساوي 5N هل توافق على هذه الإجابة "
ج : لا أوافق ، لأن ذلك يعني أن كلته تساوي 0.5Kg تقريبا وهذا غير صحيح
3- يحسب الضغط p من العلاقة F القوة العمودية وتقاس بالنيوتن A ، N مساحة السطح وتقاس بالمتر المربع m
وقد حسب طالب باستخدام هذه المعادلة الضغط على قدميه فكانت اجابته 33400m / N هل توافق على هذه الإجابة و لماذا ؟
ج : لا أوافق، لأنه عند تحليل الوحدات نستنتج أن وحدة الضغط يجب أن تكون N / m2
4- بعد أن قاس طالب وزنه باستخدام احد الموازین کتب على نموذج خاص بأن وزنه يساوي 490N هل ما كتبه الطالب منطقي فسر إجابتك
ج : نعم منطقي لأن الوحدة التي استخدمها للوزن صحيحة، وكتلته تساوي 50Kg هي كتلة معقولة بالنسبة للطالب
5- القيمة المقبولة لتسارع الجاذبية الأرضية هي 9.8mls2 وفي تجربة لقياسها باستخدام البندول حصلت على قيمة 9.4m / هل تقبل هذه القيمة فسر إجابتك
تحديد المتغيرات
عند إجراء تجربة هناك عوامل ثابتة " الثوابت وعوامل متغيرة تسمى" المتغيرات .. والمتغيرات نوعان : مستقلة وتابعة
المتغير : أي عامل قد يؤثر في نتيجة التجربة
المتغير المستقل : العامل الذي يغير أو يعدل خلال التجربة
المتغير التابع : العامل الذي يعتمد على المتغير المستقل
خط التطبيق الأفضل : الخط المستقيم الذي يمثل أفضل نموذج للتنبؤ مقارنة بالنقاط المنفردة التي تحدد هذا الخط
ملاحظة : عند تمثيل النتائج بيانيا نضع المتغير المستقل على المحور الأفقي ، والمتغير التابع على المحور الرأسي دائما.
العوامل الفيزيائية
عوامل ثابتة الثوابت
عوامل متغيرة المتغيرات
العامل المستقل
العامل المتغير
تدريب 1 : حدد المتغير التابع والمتغير المستقل لكل مما يلي
المتغير المستقل
المتغير التابع
المثال
تغير طول النابض بتغير مقدار الكتلة المعلقة
دراسة كيفية تغير الاحتكاك بتغير الوزن
دراسة تغير شدة المجال المغناطيسي بتغير البعد عن المغناطيس
تدريب2 : يمثل الجدول أدناه كيفية تغير سرعة جسم متحرك بتغير الزمن .
أ. حدد المتغير المستقل والمتغير التابع
المتغير المستقل :
المتغير التابع :
ب. مثل بيانيا البيانات الواردة في الجدول الموضح
ت. حدد على الرسم خط التطابق الأفضل
الدقة والضبط
الدقة : هي درجة الإتقان في القياس.
الضبط : هو اتفاق نتائج القياس مع القيمة المقبولة ( المعيارية في القيام، أي القيمة المعتمدة من قبل خبراء مؤهلين.
العوامل التي تعتمد عليها دقة القياس :
1- الأداة : كلما كانت الأداة ذات تدريجات صغيرة كانت القياسات أكثر دقة
2- الطريقة المستخدمة في القياس : يجب مراعاة الاستخدام الصحيح للأداة فمثلا
أ. يجب معايرة النقطتين وتتم أولا بمعايرة صفر الجهاز ثم معايرة الجهاز المستخدم في القيام قبل استخدامه
ب. يجب أن تقرأ التدريجات بالنظر عموديا على التدريج
علل يجب أن تقرأ التدريجات بالنظر عموديا على التدريج
ج : لأن موقع الجسم يتغير ظاهريا عند النظر اليه من زوايا مختلفة وهو ما يعرف ب" اختلاف زوايا النظر Parallax "
قانون حساب دقة الأداة ( خطأ القياس" أو "هامش الخطأ )
دقة قياس الأداة = نصف قيمة أصغر تدريج في الأداة
قراءة القيام = متوسط القراءة + بقه الأداء
تدريب : فيما يلي مجموعة من الأدوات أكتب قراءة القياس مضمنا اجابتك خطأ القياس " هامش الخطأ
1 . 2 القياس
القياس : مقارنة كمية مجهولة بأخرى معارية
كتلة الفواكه = Kg 4
كمية مجهولة
كمية معلومة
النظام الدولي لوحدات القياس (SI)
علل يعتبر النظام الدولي للوحدات الأوسع انتشارا بين أنظمة القياس
1. لتعميم النتائج بشكل مفهوم ومتفق عليه من قبل جميع الناس.
2. لسهولة التحويل بين وحداته ، وفيه تستخدم مجموعة من البادئات المتفق عليها.
قارن بين الكميات الأساسية والكميات المشتقة من حيث المفهوم مع اعطاء الأمثلة
وجه المقارنة
الكميات الأساسية التعريف هي الكميات التي يتم تحديدها بالقياس المباشر .
الكميات المشتقة هي كميات يمكن اشتقاقها من الكميات الأساسية
تدريب 8 : أي السرعتين أكبر 40m / s أم 140 km / h
تدريب 9 : تسابق محمد وجواد في حلبة ركض، فانطلق محمد من خط البداية بسرعة منتظمة مقدارها m/ s2 .5، بينما تحرك جواد بسرعة منتظمة مقدارها 8Km / h ، من يصل خط النهاية أولا برر اجابتك رياضيا
تدريب 10 : ما قراءة المخبار المدرج المبين في الشكل المجاور ضمن اجابتك خطأ القياس علما بأن المخبار مدرج بوحدة millilters
تدريب 11 : يمثل الشكل أدناه قياس طول جسم ما باستخدام أداتين ، ادرس الشكل جيدا، ثم أجب عن الأسئلة التالية
أ. ما طول الجسم الذي تقيسه كل أداة مضمنا خطأ القياس في الإجابة
طول الجسم الذي تقيسه الأداة الأولى :
.................................................................
طول الجسم الذي تقيسه الأداة الثانية
.................................................................
ب. أي الأداتين أكثر دقة
تدريب12 : ما طول القطعة المستطيلة السوداء الموضحة في الشكل، مضمنا خطة القياس في الاجابة
تدريب 13 : ما قراءة الأميتران المبينان في الشكل المجاور؛ ضمن اجابتك خطأ القياس علما بأن الأميتر مدرج بوحدة ( ampere( A .
قراءة الأميتر الأول
قراءة الاميتر الثاني
تدريب 14 : الشكل المجاور يمثل أداة لقياس فرق الجهد الكهربائي قسمي الفولتيمتر أنظر الشكل وأجب عن السؤالين الأتيين
أ. ما دقة قياس هذه الأداة ....................
ب. ما قراءة الفولتيمتر المبين في الشكل ضمن اجابتك خطأ القياس علما بأن الفولتيمتر مدرج بوحدة ( volt( V
تدريب 15 : لديك المسطرتان A , B ، مدرجتان بوحدة ، حدد دقة القياس لكل منهما
دقة القياس المسطرة A-
دقة القياس للمسطرة B
تدريب16 : يمثل الجدول أدناه نتائج تجارب ثلاث مجموعات لتحديد درجة غليان الماء اذا كانت القيمة المقبولة لدرجة غليان الماء 100°C