أهداف الدرس
- أستنتج شرط الاتّزان الدوراني.
- أحسب عزوم القوى من القياسات الفعلية.
الشرح خطوة بخطوة
الموضع محفوظ على هذا الجهاز.
المقطع 1 من 1نشاط 30:58
مقاطع الدرس
0 من 1 مكتملنشاط 3(ص 18)
اتّبع قواعد الأمان والسلامة المعتمدة داخل المختبر.
التعلّم التعاوني، الملاحظة، دقّة القراءات وتسجيلها، تحليل النتائج والاستنتاج
في نهاية هذا النشاط تكون قادرًا على:
استنتاج أنّ محصّلة عزوم القوى المؤثّرة في جسم تساوي صفرًا عند الاتّزان الدوراني للجسم.
قبل بدء النشاط، توقّع:
إذا كان تعليق الكتلة أبعد من محور الدوران يزيد مقدار العزم أو يقلّله.
الشرط الذي يجب توفّره لتكون محصّلة عزمين مساوية لصفر.
مسطرة مترية، حامل، خيطان من النايلون، كتل مختلفة المقدار يمكن تعليقها على المسطرة المترية، ميزان لقياس الكتل
- 1. علّق المسطرة من وسطها عند مركز ثقلها على الحامل حيث تتزن بوضع أفقي (شكل 6).
- 2. اختر الكتل m₁ وm₂ وm₃، قس مقدار كتلتها وسجّل مقاديرها في جدول النتائج.
- 3. علّق الكتلة m₁ على طرف المسطرة عند التدريج (100)cm، والكتلة m₂ عند التدريج (75)cm.
- 4. أربط الكتلة m₃ بخيط من النايلون يسمح بتعليقها وتحريكها على المسطرة بسهولة.
- 5. ضع الكتلة m₃ وحرّكها على المسطرة لتتّزن من جديد.
- 6. قس المسافة من نقطة تأثير القوّة المؤثّرة إلى محور الارتكاز، وسجّل النتائج في جدول النتائج.
- 7. أحسب عزم كلّ من القوى المؤثّرة، وسجّل النتائج في جدول النتائج.
جدول النتائج
الكتلة (kg)القوّة (N)ذراع القوّة (m)عزم القوّة (N.m)m₁: ................................m₂: ................................m₃: ................................
1. هل لاحظت أنّ زيادة عزم القوّة يحتاج إلى زيادة المسافة بين نقطة تأثيرها ونقطة الارتكاز أو تقليلها؟
2. هل لجميع القوى المؤثّرة اتّجاه العزم الدوراني نفسه؟
1. ما هي محصّلة عزوم القوى التي تنتج دورانًا بالاتّجاه السالب؟
2. ما هي محصّلة عزوم القوى التي تنتج دورانًا بالاتّجاه الموجب؟
3. قارن بين مقدار محصّلة العزوم التي تنتج عزم دوران سالبًا وتلك التي تنتج عزم دوران موجبًا.
4. استنتج الشرط الواجب توفّره ليتّزن الجسم دورانيًا حول محور الدوران.
صغ شرط الاتّزان الدوراني لجسم مادّي يمكنه الدوران حول محور ثابت.
يمكنك أن تجري نشاطًا تصمّم خطواته وتحضّر أدواته وتحلّل نتائجه بنفسك.
صمّم وأجر تجربة تتمكّن من خلالها من قياس كتلة المسطرة المترية بعد تعليق كتل معلومة عليها في مواضع مختلفة لتتزن.
حل المسائل على السبورة
شاهد المعلم يكتب الحل سطرًا سطرًا، أوقفه، أعد الخطوة، واسأل «لماذا؟» — ثم حُلّ مسألة مشابهة بنفسك لتكسب نجمة.
المسألة · الكتاب ص 19
اتزان الكتل المعلّقة
المعطيات
- الكتل المعلومة
- الأذرع المقيسة بالمتر
- حدّد العزوم
المعلم: نُحَدِّدُ مَوْضِعَ الْمِحْوَرِ وَالْأَذْرُعَ وَاتِّجَاهَ كُلِّ عَزْمٍ قَبْلَ التَّعْوِيضِ بِالْقِيَمِ الْمَقِيسَةِ.
الخطوة 1 من 2
الملخص
- حدّد المحور وقِس الذراع بالمتر.
- احسب القوة من الكتلة.
- حدّد إشارة كل عزم.
- اجمع العزوم جبريًا؛ محصلتها صفر عند الاتزان.
الأفكار الرئيسية
- القوة وذراعها يحددان العزم.
- اتزان العزوم لا يشترط تساوي الكتل.
الأسئلة المهمة
هل لاحظت أنّ زيادة عزم القوّة يحتاج إلى زيادة المسافة بين نقطة تأثيرها ونقطة الارتكاز أو تقليلها؟
زيادة المسافة، مع ثبات مقدار القوة واتجاهها. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
هل لجميع القوى المؤثّرة اتّجاه العزم الدوراني نفسه؟
لا؛ الكتلتان على اليمين تنتجان دورانًا مع عقارب الساعة، والكتلة على اليسار عكس عقارب الساعة. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
ما هي محصّلة عزوم القوى التي تنتج دورانًا بالاتّجاه السالب؟
−(m₁g×0.50+m₂g×0.25)، بوحدةN.m. لا يمكن حساب عدد دون قياس الكتل. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
ما هي محصّلة عزوم القوى التي تنتج دورانًا بالاتّجاه الموجب؟
+m₃gd₃، حيثd₃ ذراع الكتلة على اليسار بالمتر. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
قارن بين مقدار محصّلة العزوم التي تنتج عزم دوران سالبًا وتلك التي تنتج عزم دوران موجبًا.
متساويان في المقدار ومتعاكسان في الإشارة عند الاتزان. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
استنتج الشرط الواجب توفّره ليتّزن الجسم دورانيًا حول محور الدوران.
أن يكون مجموع العزوم الجبري حول المحور صفرًا: Στ=0. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
اختبار الدرس
أجب ثم اضغط «صحّح» لترى درجتك وتفسير كل إجابة.
الواجب
أسئلة تطبيقية لتحلها في البيت. يمكنك طباعتها من الأعلى.
مصطلحات الدرس
- ذراع القوّة
- المسافة العمودية بين المحور وخط عمل القوة.
- الاتّزان الدوراني
- محصلة العزوم حول المحور تساوي صفرًا.
- عزم القوّة
- مقياس قدرة القوة على إحداث الدوران حول محور.
تمارين الكتاب كاملة
كل سؤال ونشاط وتمرين ورد في صفحات هذا الدرس، بنصه وإجابته النموذجية. 11 تمرينًا.
التوقّع1إذا كان تعليق الكتلة أبعد من محور الدوران يزيد مقدار العزم أو يقلّله. ................................................................(ص 18)
يزيد مقدار العزم عند ثبات القوة وزيادة ذراعها العمودي. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
التوقّع2الشرط الذي يجب توفّره لتكون محصّلة عزمين مساوية لصفر. ................................................................(ص 18)
أن يتساويا مقدارًا ويتعاكسا في اتجاه الدوران حول المحور نفسه. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
جدول النتائججدول النتائج: الكتلة (kg)، القوّة (N)، ذراع القوّة (m)، عزم القوّة (N.m). ................................................................(ص 19)
لا قيم مقيسة مطبوعة. سجّل كل كتلة، ثم F=mg، والذراع بالمتر، وτ=±Fd حسب الاتجاه. الذراعان الأيمنان0.50m و0.25m؛ ذراع الكتلة الثالثة يُقاس بعد الاتزان. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
الملاحظة1هل لاحظت أنّ زيادة عزم القوّة يحتاج إلى زيادة المسافة بين نقطة تأثيرها ونقطة الارتكاز أو تقليلها؟ ................................................................(ص 19)
زيادة المسافة، مع ثبات مقدار القوة واتجاهها. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
الملاحظة2هل لجميع القوى المؤثّرة اتّجاه العزم الدوراني نفسه؟ ................................................................(ص 19)
لا؛ الكتلتان على اليمين تنتجان دورانًا مع عقارب الساعة، والكتلة على اليسار عكس عقارب الساعة. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
الاستنتاج1ما هي محصّلة عزوم القوى التي تنتج دورانًا بالاتّجاه السالب؟ ................................................................(ص 19)
−(m₁g×0.50+m₂g×0.25)، بوحدةN.m. لا يمكن حساب عدد دون قياس الكتل. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
الاستنتاج2ما هي محصّلة عزوم القوى التي تنتج دورانًا بالاتّجاه الموجب؟ ................................................................(ص 19)
+m₃gd₃، حيثd₃ ذراع الكتلة على اليسار بالمتر. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
الاستنتاج3قارن بين مقدار محصّلة العزوم التي تنتج عزم دوران سالبًا وتلك التي تنتج عزم دوران موجبًا. ................................................................(ص 19)
متساويان في المقدار ومتعاكسان في الإشارة عند الاتزان. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
الاستنتاج4استنتج الشرط الواجب توفّره ليتّزن الجسم دورانيًا حول محور الدوران. ................................................................(ص 19)
أن يكون مجموع العزوم الجبري حول المحور صفرًا: Στ=0. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
الخلاصةصغ شرط الاتّزان الدوراني لجسم مادّي يمكنه الدوران حول محور ثابت. ................................................................(ص 19)
مجموع عزوم القوى حول محور الدوران يساوي صفرًا؛ مقدار العزوم مع عقارب الساعة يساوي مقدارها عكس عقارب الساعة. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
أنت الفيزيائي!يمكنك أن تجري نشاطًا تصمّم خطواته وتحضّر أدواته وتحلّل نتائجه بنفسك. صمّم وأجر تجربة تتمكّن من خلالها من قياس كتلة المسطرة المترية بعد تعليق كتل معلومة عليها في مواضع مختلفة لتتزن. ................................................................(ص 19)
تصميم مستنتج من اتزان العزوم: حدّد مركز ثقل المسطرة بموازنتها أولًا. انقل المحور بعيدًا عن مركز الثقل، وعلّق كتلة معلومة على الجانب المقابل حتى تتزن أفقيًا. قِس ذراع وزن المسطرةd_s وذراع الكتلةd_m، ثم Mgd_s=mgd_m ومنها M=md_m/d_s. كرّر القياس. لا تضع المحور عند مركز الثقل في تجربة تحديد الكتلة، لأن ذراع وزن المسطرة يصبح صفرًا. (من تطبيق قاعدة الكتاب: كتاب الطالب PDF52 و54؛ الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة.)
صفحات الكتاب
صفحات هذا الدرس من كتاب التمارين الرسمي كما هي، صفحات 18 إلى 19.
