بطاقة الدرس:
- عنوانه: قوانين نيوتن في الحركة.
- ترتيبه: الثالث من الوحدة الخامسة «القوة والحركة».
- مادة: العلوم.
- الصف: السابع الأساسي.
- الفصل الدراسي: الأول.
- المدارس: الأردنية.
- الهدف: تلخيص/مراجعة وحل أسئلة.
- الدرس السابق: القوة
# أسهم العالم إسحق نيوتن في كثير من الاكتشافات العلمة، وتكريما له سُميت وحدة قياس القوة باسمه.
سؤال: ما هي إسهامات إسحق نيوتن؟
ج: توضيح العلاقة بين الحركة والقوة، فقد وضع قوانين الحركة الثلاث التي تبين كيف تتأثر حركة الأجسام بالقوى المؤثرة فيها.
سؤال: ما هو نص القانون الأول لنيوتن في الحركة؟
ج: الجسم الساكن يبقى ساكنا والمتحرك بسرعة ثابتة سيستمر في حركته بالسرعة الثابتة ما لم تؤثر فيه قوى غير متزنة.
سؤال: ماذا نستنج من القانون الأول لنيوتن؟
ج: أنه إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة في جسم تساوي صغرًا فإنه توجد حالتان:
إما أن يكون الجسم ساكنا أو متحركا بسرعة ثابتة مقدارًا واتجاها.
- الأجسام الساكنة تبقى ساكنة: مثلا إذا أردنا أن نصف الحالة الحركية لكرة موضوعة على أرضية الملعب فإننا نقول: إن الكرة ساكنة، ولن تبدأ الكرة بالحركة ما لم تؤثر فيها قوة، فإذا دفعها اللاعب فإنها تتحرك.
- الأجسام المتحركة فإنها تبقى متحركة: تبقى متحركة بسرعة ثابتة واتجاه ثابت، وأي تغير يحدث على هذه الأجسام من زيادة في مقدار السرعة أو نقصانه أو تغير في اتجاهها يكون بتأثير قوة خارجية تؤثر في هذه الأجسام. مثلا: لو أنني في الفضاء الخارجي ورميت جسمًا، فهذا الجسم سيبقى يتحرك إلى الأبد بالسرعة نفسها التي رميته بها وبالاتجاه نفسه، وأما على سطح الأرض فتميل الأجسام عادة للتوقف ولا تبقى بالسرعة والاتجاه نفسيهما، لوجود قوة الاحتكاك التي تعد القوة الخارجية التي تؤثر في الأجسام وتؤدي إلى توقفها أو تغيير اتجاهها.
# فإذا دفعت كرة على سطح الأرض سوف تتدحرج وبعد مدة تتوقف. ووفقا للقانون الأول لنيوتن فلا بد من وجود قوة أثرت في الكرة أدت إلى توقفها عن الحركة، هذه القوة هي الاحتكاك، لذا ينبغي دفع الكرة للحفاظ على حركتها.
# إن التغير في الحالة الحركية للجسم لا يحدث إلا إذا أثرت في الجسم قوة محصلة وفق القانون الأول لنيوتن في الحركة.
سؤال: بماذا يخبرنا نص القانون الثاني لنيوتن؟
ج: يخبرنا كيف تعمل القوة المحصلة على تغيير الحالة الحركية للجسم.
# يمكن أن القوة المحصلة المؤثرة في جسم عندما تكون أكبر فإن التغير في السرعة يكون أكبر في المدة الزمنية ذاتها.
# أما إذا أثرت القوة المحصلة في كتلتين مختلفتين فإنها ستسبب تغيراً أكبر في سرعة الكتلة الأقل.
سؤال: على ماذا يعتمد التغير في سرعة أي جسم؟
ج: يعتمد على كتلته، وعلى القوة المحصلة المؤثرة فيه.
سؤال: ما هو نص القانون الثالث لنيوتن؟
ج: لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.
# كثير من الظواهر في حياتنا يمكن تفسيرها من خلال القانون الثالث لنيوتن فإذا جلست على عربة ثم دفعت بقدمي جدارًا فماذا سيحدث؟ سأرتد إلى الخلف لأن الجدار أثر في بقوة مساوية لقوة الدفع التي أثرت فيها على الجدار.
# وضح نيوتن في القانون الثالث طبيعة القوى التي تؤثر في الأجسام، فإذا أثر الجسم الأول (m1) في الجسم الثاني بقوة (F12) فإن الجسم الثاني (m2) سيؤثر بقوة (F12) في الجسم الأول، وتكون هاتان القوتان متساويتين في المقدار ومتعاكستين في الاتجاه. وتقع القوتين على خط فعل واحد وتؤثران في جسمين مختلفين.
تسمى القوة (F12) قوة القعل، والقوة (F12) قوة رد الفعل، لذلك يسمى هذا القانون قانون الفعل ورد الفعل وهذا يعني أنه لا توجد قوى مفردة في الطبيعة.
سؤال: كرة تدفع جدارًا بقوة 10 نيوتن نحو الشرق حين تصطدم بها فما مقدار واتجاه قوة رد فعل الجدار في الكرة؟
ج: 10 نيوتن باتجاه الغرب.
إجابة مراجعة الدرس ص136
سؤال: إذا طلب إلى أحد أصدقائي مساعدته في تحريك صندوق ثقيل، بدفعه عبر سطح الغرفة بدلا من رفعه، أقترح استخدام وسائل مناسبة؛ لتقليل قوة الاحتكاك وتحريك الصندوق بسهولة?
ج: وضع العجلات تحتها لتقليل الاحتكاك وبالتالي تسهيل حركتها.
سؤال: أفسر ما يأتي:
- دفع الغواص الماء إلى الأسفل ليطفو على سطح الماء:
ج: حتى يبذل قوة للأعلى معاكسة للقوة السفلية ولا يغرق.
- المشي على الأرض الصلبة أسهل من المشي على الرمال:
تغوص الرجلين في الرمال مما يعيق الحركة ويضع عبئا كبيرا على عضلات وأربطة وأوتار القدم. وعلى الرغم من أن الرمال الناعمة تقلل من قوة ارتطام الكعب بالأرض فقد أظهرت الدراسات ان المشي والجري على الرمال يتطلب مرة ونصف الطاقة المبذولة في المشي على الاسطح الصلبة.
⇐ درس مُقترح للمراجعة: وصف الحركة