حل وحدة تمثيل الحركة فيزياء عاشر عام

حل وحدة تمثيل الحركة فيزياء عاشر عام

تمثيل الحركة

الدرس الأول :تصوير الحركة

تصنيف الحركة:

  أطلع الطلاب على الأجسام التي تظهر حركات مختلفة، كالدمى التي تتغير سرعتها  ( بشكل أسرع أو أبطأ )أو تتحرك بسرعة ثابتة أو تتأرجح ذهاباً أو إياباً أو تهتز أو تتحرك في مسارات دائرية. اطلب من الطلاب تصنيفها حسب حركتها.

الحركة :

 سيكون الطلاب قد جربوا الحركة وينبغي أن يكونوا قادرين على وصفها. اسألهم كيف يعرفون أن الجسم يتحرك أو ما الدليل الذي يقنعهم بأنه يتحرك.

جميع أنواع الحركة ورسومات الحركة:

رسومات الحركة: راجع مع الطلاب رسومات الحركة الواردة في نموذج الجسيمات للتأكد من بين أي نقطتين متجاورتين متساوية.

الدرس الثاني : أين ومتى؟

المسافة والفواصل الزمنية :

 يكون الطلاب على معرفة بمفاهيم المسافة والفاصل الزمني، إلا أن هذه المعرفة من المحتمل أن تكون غير دقيقة من الناحية العلمية. ستساعد مقدمة عن الأنظمة الإحداثية على جعل معرفتهم منهجية. ينبغي أن يكون الطلاب على معرفة بنقاط الأصل والمحاور من مقررات الرياضيات.

الكميات المتجهة وغير المتجهة العادية:

  للتركيز على الفرق بين الكميات المتجهة وغير المتجهة، اسرد الكلمات أو الأمثلة اليومية واحدة تلو الأخرى والتي تعبر عن الكميات المتجهة وغير المتجهة. اطلب من كل طلاب وصف طبيعة الكميات المتجهة أو غير المتجهة مثل درجة الحرارة F 68,6 ،وركلة جزاء على بُعد عشر ياردات، وكيلوجرام من الدقيق، والرياح الشرقية بسرعة تتراوح من 10KM/H إلى 25KM/H

الأنظمة الإحداثية:

الأنظمة الإحداثية ساعد الطالب على معرفة سبب أهمية الأنظمة الإحداثية. اطلب من الطالب شرح كيف يمكن الوصول إلى منازلهم ألحد الأشخاص من خارج المدينة. عندما ينتهي الطالب من ذلك، اسألهم عن النقطة أو النقاط المرجعية التي استخدموها.

المسافة والإزاحة :

 قد يعتقد الطلاب أن المسافة والإزاحة مترادفان. تُعد المسافة التي يقطعها الجسم كمية غيرمتجهة لعدم وجود اتجاه لها. بينما تُعرف إزاحة الجسم بأنها تغيير يطرأ على موضعه. الإزاحة لها مقدار واتجاه. إذا تحرك جسم مسافة m 5 جهة اليمين، فستكون له إزاحة مختلفة عما إذا تحرك مسافة m 5 جهة اليسار.

الموضع والمسافة

 اسأل الطلاب عن الفرق بين موضع أحد الأجسام والمسافة التي يبعدها الجسم عن نقطة الأصل. اطلب منهم ربط إجاباتهم بموقع المدن والمسافات التي تبعدها. الإجابة النموذجية: يشير موضع الجسم إلى المكان الذي يقع فيه بالتحديد. على سبيل المثال، عندما نفترض أن مدينة نيويورك تقع على مسافة km 3950 في الشرق من لوس أنجلوس  نكون قد حددنا موضعاً لمدينة نيويورك. عندما نفترض أن مدينة نيويورك تقع على مسافة km 3950 من لوس أنجلوس، نكون قد حددنا المسافة بين نيويورك ولوس أنجلوس.

الدرس الثالث :الرسومات البيانية للعلاقة بين الموضع والزمن

بيانات العلاقة بين الموضع والزمن:

 اعرض للطالب سيارة لعبة تتحرك بسرعة متجهة ثابتة. وبمشاركة الفصل بأكمله، اجمعوا بيانات عن موضعها وزمنها. استخدم هذه البيانات لتصميم رسم بياني للعالقة بين الموقع والزمن.ٍ  يمكنك حينئذ الرجوع إلى هذا الرسم البياني في أي مكان داخل القسم.

التمثيلات البيانية والمسائل اللفظية :

سيصبح الطلاب على دراية برسومات بيانية من حصص الرياضيات، إلا أن هذه الرسومات البيانية قد لا تتضمن قدراً كبيراً من السياق  ينبغي أن يكون الطلاب على دراية بالمتغيرات المستقلة وغير المستقلة ونقاط الرسم والخط الأكثر ملاءمة وغير اللفظية من خلال حصص الرياضيات التي أخذوها.

تمثيلات العلاقة بين الموضع والزمن أثناء السكون: 

تعد جداول البيانات والرسومات البيانية للعلاقة بين الموضع والزمن نماذج تصف الحركة. اطلب من الطالب أن يصمموا هذه التمثيلات المكافئة لحركة طائر مهاجر يبدأ من نقطة سكون ويطير بسرعة h/km 10 لمدة h 4 ، ويستريح لمدة h 1 ،ويبدأ الحركة مرة أخرى بالسرعة نفسها لمدة h 2 أخرى ثم يستريح مرة أخرى لمدة h 1 .اشرح أنه عندما يكون الجسم ساكناً سيكون ميله على الرسم البياني للعالقة بين الموضع والزمن خطا أفقي

الرسومات البيانية للعالقة بين الموضع والزمن:

 قد يخلط بعض الطالب بين الرسم البياني للعلاقة بين الموضع والزمن ونموذج الجسيمات لرسم الحركة. اسأل الطالب عن المعلومات الواردة في الرسم البياني للعلاقة بين الموضع والزمن وغير الواردة في رسم الحركة. يعد الرسم البياني للعلاقة بني الموضع والزمن متثيلاً تصويرياً لجدول البيانات. يحتوي جدول البيانات على معلومات أكثر من رسم الحركة حيث تُسجل الأوقات المنقضية والمسافات الفعلية في الجدول.

عدة أجسام على رسم بياني للعلاقة بين الموضع والزمن

تجاوز الأجسام:

 اسأل الطلاب كيف يمكن استخدام النظام الإحداثي نفسه لوصف حركة سيارتين مختلفتين، A و B ،تسيران على الطريق نفسها. يوجد خط خاص لكل سيارة على الرسم البياني. اسأل الطالب ماذا يشبه الرسم البياني إذا تجاوزت السيارة A السيارة B أو إذا تجاوزت السيارة B السيارة A .ستتقاطع الخطوط مع بعضها البعض.

الدرس الرابع : ما مقدار السرعة؟

السرعة اطلب من الطالب أن يسيروا في جميع أنحاء الغرفة مرتين، على أن يبدؤوا السير ببطء ثم يتقدمون في السرعة. واسأل طلاباً آخرين هل فعل الطالب الأول  طلبته منه. واسألهم كيف عرفوا ذلك. اسأل عن الدليل الذي استعانوا به لاتخاذ قرارهم على وجه التحديد. واطلب منهم أن يكتبوا قائمة بالكميات الفيزيائية التي يجب معرفتها لتحديد مقدار سرعة جسم ما. الكميات هي الموضع الأولي والموضع النهائي والوقت الذي استغرقه الطلاب لللانتقال من الموضع الأولي إلى الموضع النهائي 

السرعة المتجهة والسرعة العادية

السرعة المتجهة اللحظية والمتوسطة :

في لغة الحياة اليومية، قد تستخدم كلمة سرعة متجهة لتشير إلى السرعة المتجهة اللحظية أو متوسط السرعة المتجهة. ونتيجة لذلك  قد يخلط  الطلاب بين المدلولين وضح الفرق عن طريق ربط المصطلحين بحركة السيارة. اسأل الطلاب كيف يعرفون السرعة التي يسيرون بها عندما يسافرون  يوضح عداد السرعة السرعة المتجهة اللحظية. اسأل الطالب ما السرعة المتوسط للسيارة في حالة الحركة والتوقف إذا كانت السيارة تسير بسرعة 40 KM في h 

متوسط السرعة المتجهة والسرعة:

 اسأل الطالب عما يلي:يمكنك أن تسير إلى المتجر الذي يبعد km 5 ثم تعود في خط مستقيم. إذا استغرقت المسافة بأكملها 20 دقيقة، فكم تبلغ سرعتك المتجهة المتوسطة ؟ كم تبلغ سرعتك المتوسطة ؟متوسط السرعة المتجهة=0 ،متوسط السرعة=h/km 3

السرعة المتجهة الثابتة:

 قسم الفصل إلى مجموعات صغيرة واطلب من كل مجموعة أن تصمم تجربة سريعة لتحديد ما إذا كان شخص ما يسير بسرعة متجهة ثابتة أم لا اجمع التصميمات التجريبية ثم نظم بعض الاقتراحات الأكثر شيوعاً في بداية الحصة التالية لتجعل الطالب يختبرونها ويقومونها

السرعة المتجهة لجسم ما :

اطلب من الطالب أن يصمموا رسماً لحركة شاحنة تتحرك بسرعة ثابتة من النقطة A إلى النقطة B واشرح للطلاب أن الشاحنة تسير من المدينة A إلى المدينة B مسافة قدرها km 100 وأخبر الطالب أن الشاحنة تقطع النصف الأول من الرحلة بسرعة h /50 km وتقطع النصف الثاني من الرحلة بسرعة 100KM/h اطلب من الطلاب أن يجدوا متوسط السرعة المتجهة للشاحنة.