علوم الأول المتوسط ( مناقشة بعض المفاهيم الفيزيائية )

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
أخوتي جميعاً مرحباً بكم
المشاركة للجميع طبعاً لستفيد من خبراتكم

اليوم سنبدأ بمناقشة أهم المفاهيم الأساسية في علوم الصف الأول المتوسط وخاصة في مواضيع الحركة والقوة
ومن أكثر المفاهيم ضبابية على الطلاب هو مفهوم ( التسارع ) هذا المفهوم الذي نحتاج إلى فهمه جيداً أن تكون لدينا خلفية جيدة عن الكميات الفيزيائية القياسية والمتجهة و المتجهات والتعامل معها وقوانينها وكذلك قوانين التفاضل وغيرها............... الخ .

لننطلق من الإجابة على التساؤلات التالية :
س1 / ما مفهوم التسارع ؟
س2/ متى يحدث التسارع ؟
س3/ ما علاقة التسارع بكل من : القوة ، والسرعة ؟
4/ أين يكون اتجاه تسارع الجسم المتحرك ( في خط مستقيم ، في خط مستقيم بسرعة ثابتة ، في مسار دائري ) ؟ هل هو مع السرعة ( حركة الجسم ) أو مع القوة ؟ أو أين ؟
س5/ هل للتسارع إشارة حقيقة أم افتراضية إن صح التعبير؟
س6 / متى يكون تسارع الجسم المتحرك يساوي الصفر؟
س7/ مامفهوم التسارع المنتظم أو الثابت ؟ وهل يوجد تسارع غير منتظم؟

من خلال الإجابة المفاهيمية على التساؤلات السابقة سيتبدد بعض الغموض هول هذا المفهوم

سأعود وأكمل إن شاء الله

التسارع : هو التغير في السرعة بالنسبة للزمن الذي حدث فيه التغير
ولكن هذا التعريف خاطئ . لماذا؟
سوف نعرف ذلك من خلال معرفتنا بإجابة السؤال الثاني
متى يحدث تسارع للجسم ؟
يحدث التسارع في ثلاثة حالات :
1-نفترض سيارة تسير في خط مستقيم بسرعة ثابتة يعني تسارع = صفر ، وفجأة زود السائق السرعة ففي هذه الحالة نقول بأن السيارة تتسارع أي تزداد سرعتها بمعدل ( س م/ث2 )
2-نفترض نفس السيارة تسير في خط مستقيم بسرعة ثابتة يعني تسارع = صفر ، وفجأة خفض السائق من سرعتها ففي هذه الحالة نقول بأن السيارة تتباطأ أي تنقص سرعتها بمعدل ( س م/ث2 ) .
ولكن يحدث تسارع في حالة ثالثة وهي :
3-نفترض سيارة تسير في خط مستقيم وبسرعة ثابتة ( ت = صفر ) وفجأة أنحرف السائق نحو الشمال أو اليمين ( قابلة دوار مثلاً ) وأنحرف ( غير اتجاهه بنفس سرعته : لم يزود السرعة ولم يخفضها ) فأنه أيضاً هناك تسارع أي أن السيارة تسارعت في هذه الحالة .
عجيب : إذن التسارع ليس معدل التغير في السرعة بالنسبة للزمن الذي حصل فيه التغير .
أو بمعنى أخر التسارع لا يحدث فقط عندما تزيد أو تنخفض السرعة للجسم المتحرك
فبالإضافة إلى ذلك التسارع يحدث أيضاً عندما يتغير اتجاه حركة الجسم ( حتى لو كانت سرعته ثابتة )
إذاً : التعريف السابق لا يفي بمفهوم التسارع . لماذا ؟ لأنه يقول لنا فقط أن التسارع يحدث عندما تزيد أو تنقص سرعة الجسم . كما تلاحظون :
(التسارع : هو التغير في السرعة بالنسبة للزمن الذي حدث فيه التغير)
والصحيح هو : معدل التغير في السرعة المتجهة بالنسبة للزمن الذي حصل فيه التغير

فقط كلمة : السرعة المتجهة ( غيرت الوضع تماماً ) فالتعامل مع المتجهات مختلف تماماً

إذا : أخوتي الكرام لكي يسهل مفهوم التسارع ينبغي أن نربطه بالقوة . كيف ؟
التسارع يحدث عندما تكون هناك قوة محصلة تؤثر على حركة الجسم المتحرك ، فالتسارع مرتبط بالقوة المحصلة والمؤثرة على الجسم المتحرك ويكون اتجاهه بنفس اتجاهها .
إذا التسارع لا يكون مع اتجاه حركة الجسم المتحرك دائماً ، فاتجاه التسارع مرتبط باتجاه القوة المحصلة المؤثرة على الجسم المتحرك

مثال : جسم يتحرك شمال بسرعة ثابتة مقدارها 100كم/ساعة ، وفجأة ضغط السائق على دواسة الفرامل : ففي هذه الحالة حصل تسارع ( تباطؤ ) ويكون اتجاه عكس حركة الجسم تماما أي إلى الجنوب
لماذا ؟ لأن القوة المؤثرة على الجسم هي قوة معيقة للحركة واتجاهها للخلف أي بعكس اتجاه الحركة ، فالتسارع يكون اتجاهه مع اتجاه القوة المحصلة والمؤثرة على حركة الجسم .
طيب في الحالة الثالثة : ( جسم يسير بخط مستقيم وبسرعة ثابتة وفجأة انحرف يميناً أو شمالاً بنفس سرعته يعني السرعة لم تزد ولم تنقص للسيارة ) كيف حصل تسارع في هذه الحالة ؟
لكي نجيب نبتعد بتفكيرنا عن السرعة أو التغير في السرعة ( ونفكر من منطلق القوة المحصلة المؤثرة على الجسم ) فالجسم عندما أنحرف أثرت علية قوة جعلته ينحرف أو يغير مساره .
واتجاهها إلى مركز الدوران ( الدوار مثلاً ) إذاً فيه قوة محصلة تؤثر على الجسم فيكون التسارع هنا ( تسارع مركزي ) واتجاهه أيضاً نحو المركز ( مركز الدوران الذي يدور حوله الجسم )
كما قلنا سابقاً ( معدل التغير في السرعة (((((((المتجهة )))))) وليس معدل التغير في ((((( السرعة )))))))))) فبينهما فرق كبير جداً
حاولت أن أبتعد عن لغة المعادلات قليلاً لكي يتضح المفهوم ..........................

السلام عليكم

بعد أن تناقشنا في مفهوم التسارع ( مع أن الأخوان معرضين عن مفهوم التسارع موش عارف ليه . على العموم النقاش جميل ويستفيد منه الجميع

الآن دعونا ننتقل إلى موضوع آخر أو بالاحرى مواضيع أخرى وليكن نقاشنا القادم حول الأفكار الفيزيائية المتضمنة في قوانين نيوتن للحركة وما أدراك ما قوانين نيوتن
والهدف ياجماعة لنخرج من طريقة (اذكر نص ) فأغلب الأسئلة في الاختبارات وخاصة في المرحلة المتوسطة : اذكر نص قانون نيوتن ( 1 أو 2 أو 3 ) مع العلم أن قوانين نيوتن تتضمن أفكار ومفاهيم فيزيائية ينبغي أن يستوعبها طلاب المرحلة المتوسطة ، وكما تعرفون فالميكانيكا الكلاسيكية مهمة جداً كأحد فروع الفيزياء وتتطلب قدر كبير من الرياضيات ولكن هذا في مرحلة متقدمة وما يعنينا في المرحلة المتوسطة هو أن يستوعب الطلاب الأفكار والمفاهيم الفيزيائية المتضمنة في القوة والحركة

إلا إذا ترون أن هناك مفاهيم أو موضوعات أهم منها ( قوانين نيوتن ) فلا مشكلة

سنعود بإذن الله

ثانياً : بالنسبة لمفهوم التسارع فهو مفهوم واحد لا يمكن تجزئته إلى أجزاء
فلايوجد تسارع ناتج عن تغير في السرعة هكذا فهو ناتج عن تغير في السرعة المتجهة

والكتاب أستاذتي يركز على مفهوم التسارع أولاً ويعرفة بأنه التغير في السرعة المتجهة بالنسبة للزمن

فالتعريف واضح تماماً
وحتى أنه يوجد نشاط أو رسمه توضح حالات حدوث التسارع الثلاث
أما بالنسبة لحساب التسارع فهذا موضوع أخر
فهو يحسب من قانون نيوتن الثاني بالنسبة لطلاب المرحلة المتوسطة
أما التسارع المركزي فسوف يتعلمون حسابه في المرحلة الثانوية عندما يدرسون الحركة الدورانية

ولكن هنا ( أقصد في الصف الأول المتوسط ) نركز على استيعاب المفهوم استيعاب حقيقي وليس حفظ فقط
وللأسف المفاهيم الفيزيائية مشكلاتها العالمية مع مايسمى ( التصورات البديلة ) أو الفهم المنقوص أو المفاهيم الخاطئة ..........الخ
ومن أجل هذا حبيت أن نتناقش في المفاهيم الفيزيائية الواردة في علوم الصف الأول المتوسط لعلمي بوجود مشكلة فيها نشأت من خلال عرض بعض الكتب العربية وحتى المدرسية السابقة

لنتصور أن معلم أو معلمه قام بتجربة أو دراسة علمية على طلاب الصف الأول متوسط
وكان عنوان التجربة أو الدراسة العلمية :

فاعلية التعلم التعاوني في تحصيل طلاب الصف الأول متوسط في مادة العلوم
إذا الهدف الرئيس من هذه الدراسة أو التجربة ......الخ

هو أن المعلم يريد معرفة أثر استراتيجية التعلم التعاوني في تحصيل الطلاب في مادة العلوم

في هذه التجربة متغير مستقل ومتغير ثابت ومتغيرات مضبوطة
أولاً : المتغير المستقل هو ( استراتيجية التعلم التعاوني )
إذا المتغير المستقل نحن نضعه عشان نقيس تأثيره على متغير أخر ،والمتغير الأخر الذي يتأثر بسبب وجود المتغير المستقل يسمى ( المتغير التابع )
ثانياً : إذا المتغير التابع في هذه التجربة هو ( التحصيل ) أو تحصيل الطلاب في العلوم
ثالثاً : المتغيرات المضبوطة وهي التي نثبتها عشان منقولش إنها أثرت على التجربة
مثلاً لو المعلم / المعلمة أثناء التجربة السابقة استخدم في تدريسه يوماً ما احد استراتيجيات التعلم الفردي
راح نقول له تجربة غير مضبوطة . راح يقول لنا كيف ؟ نقول له لأنه دخل على التجربة متغير مستقل أخر وهو استراتيجية التعلم الفردي
راح يقول لنا وهل هذا يضر بالتجربة ؟ نقول له نعم . ويقول لنا كيف ؟ نقول له ياسيدي حفظك الله لو طلعت درجات ( تحصيل الطلاب عالية أو منخفضة ) راح تعمم نتائجك وتقول لنا السبب استراتيجية التعلم التعاوني . قال لنا نعم .
فنقول له لا ليس التعلم التعاوني هو السبب الوحيد في انخفاض أو ارتفاع تحصيل الطلاب وإنما دخل على التجربة متغير أخر وهو ( استراتيجية التعلم الفردي ) إذاً تجربتك غير مضبوطة

إذا أختي الفاضلة كل المتغيرات التي يمكن أن تدخل على التجربة وتأثر على المتغير التابع لازم نضبطها حتى تكون تجربتنا صادقة
فعلى زميلنا الفاضل في التجربة السابقة أن يحيد كل المتغيرات الأخرى ويضبطها حتى لا يتأثر بها المتغير التابع ( التحصيل ) يعني لا يستخدم أي استراتيجية تدريس أخرى سوى التعلم التعاوني ( المتغير المستقل )

إذا كل مانضبطة أثناء التجربة بحيث لا يكون له تأثير على متغيراتها المستقلة أو التابعة يسمى ( متغير مضبوط )

لنعود إلى موضوعنا الأصلي : المناقشة حول بعض المفاهيم الفيزيائية في علوم الأول المتوسط
ونستكمل بقوانين نيوتن

القانون الأول لنيوتن

يتضمن قانون نيوتن الأول ثلاثة أفكار فيزيائية رئيسية
وهي :
1-يبقى الجسم ساكن ما دامت محصلة القوى المؤثرة علية تساوي الصفر
إذا السبب الرئيسي في سكون الجسم ليس لأن لا يوجد قوة تؤثر عليه كما يعتقد أو يتصور كثير من الطلاب بل لأن محصلة القوى المؤثرة علية تساوي الصفر
لنتناقش حول الفكرة الفيزيائية الأولى في القانون الأول لنيوتن ، ونطرح عليكم السؤال التالي :
جسم موضوع على سطح طاولة والطاولة طبعاً على الأرض
السؤال : كم زوج من القوى يؤثر على الجسم ، لنعمل مخطط يوضح كل أنواع القوى المؤثرة عليه ؟
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....

سأعود لأحقاً إن شاء الله وأكمل الموضوع تماماً