Page 165 - STEEM2021
P. 165
الف�صل الخام�س :اكت�شاف ا آللات الب�سيطة بالحركة ا إلبداعية
محتوى العلوم
يهدفهذاالق�سم�إلىتقديممحتوىالفيزياءللمعلمليتمكنمنا�ستيعابالقوىوالحركةوالآلات
الب�س�يطة و�ش�رحها لجمهور الطلبة الم�س�تهدف .وكذلك يقدم أ�مثلة لربط تلك الم�صطلحات
وا ألفكار العلمية ب�أداة «ترجمة المفردات �إلى حركات» والوحدة التي يتم تدري�سها.
القوى والحركة
يمكنتف�سيركلالحركاتالتينلاحظهابقوانيننيوتنللحركة.ويمكنتلخي�ص أ�ولقانونينمن
قوانين نيوتن للحركة كما يلي :الحركة المتوا�صلة لا تتطلب �أي تف�سير ،وكل التغييرات في الحركة
يمكن تف�سيرها بوا�سطة القوى (بمعنى «الدفع» أ�و «ال�سحب» كما تم مناق�شتها في �أداة «ترجمة
المفردات�إلىحركات»�أعلاه).ويعني«الثبات»هنا�إماعدمالحركة أ�والحركةفيخطم�ستقيم
دون تغيير في ال�س�رعة أ�و الاتجاه .والأهم �أن قانون نيوتن ا ألول يحدد مفهوم الق�صور الذاتي �أو
خا�صي�ة كل كتل�ة لمقاوم�ة التغيرات في الحرك�ة .ثم ي�صف القانون الثان�ي لنيوتن كيف تحدث
التغييرات في الحركة ،أ�ي أ�نه يجب �أن يكون هناك قوة خارجية ت�ؤثر على ال�ش�يء ،مما يغير في
�سرعته أ�واتجاهه.و�أخي ًرا،ف�إنقانوننيوتنالثالث،وهوالأكثرغمو ً�ضاعلىالأغلب،فهوطريقة
�أخرى لقول �إنه لا يمكنك رفع نف�سك با�ستخدام رباط حذائك ،أ�و أ�نه لا يوجد قوى «حرة».
ل�س�وء الح�ظ ،قد ي��ؤدي الاحتكاك الم�س�تيمر إ�لى بع��ض المفاهيم الخاطئ�ة .فبينما قد
يبدو �أنه يجب ممار�س�ة «قوة ثابتة» على ج�س�م ما لكي ي�س�تيمر في التحرك «ب�س�رعة ثابتة»،
فهذا لي��س �صحي ًحا ألن الاحتكاك هو �أي ً�ضا قوة يجب و�ضعها في الح�س�بان� .إذا ت�أملنا ،على
�س�بيل المث�ال ،في دفع طاولة على الأر�ض� ،س�نجد أ�ن قوة الدفع وق�وة الاحتكاك تكونان في
اتجاهين متعاك�سين ،و�إذا كانتا متوازنتين ،ف�إن الطاولة تتحرك ب�سرعة ثابتة .إ�ذا كانت قوة
الدفع �أكبر من قوة الاحتكاك ،ف�س�تزيد �س�رعة حركة الطاولة ،و�إذا كانت �أقل ،ف�س�تنخف�ض
�س�رعة الحركة وف ًقا لذلك ،وت�س�مى زيادة ال�س�رعة �أو انخفا�ضها بـ «الت�سارع» .ويقدم قانون
نيوتن الثاني ملخ ً�صا كم ًيا لهذا التغيير عبر معادلة:
الت�سارع = القوة ÷ الكتلة
والا�ستنتاج هو أ�نه في حالة تطبيق المزيد من القوة ،تتغير حركة الج�سم ب�شكل مفاجئ،
ول�ن ت�صب�ح الحرك�ة ثابتة .كم�ا يمكن للطلب�ة كذلك ت�ضمين مفه�وم «الحرك�ة الثابتة» من
خ�الل التدب�ر فيما إ�ذا كانت القوى قيد العمل �أم لا عندما يكون الكتاب ملقى على الطاولة،
122
