بسم ا الرحمن الرحيم, الحمد ل رب العالمين والصلة والسلم على خير البرية, نبينا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين.

Transcript

1 1 مقدمة بسم ا الرحمن الرحيم, الحمد ل رب العالمين والصلة والسلم على خير البرية, نبينا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين. الفيزياء " ع 6 لم: الطب 6 يعة 6 الر 8 ائ 6 ع " الذي ما لبث مسلم 1 يبحث فيه أل زاده أيماناC وتقوى, ول كافرC إلى أصر على معرفة الدين الحق وأتباعه, ذالك العلم المتمثل دائماC بأعجاز ا سبحانه وتعالى- بروعة خلقه 6 وبديع صنعه عز وجل- ل أله إل أنت ربنا ل علم لنا إل ما علمتنا وأنت أعلم العالمين. أما بعد,,,, الفيزياء الميدان الخصب للبحث والتقصي والكتشاف والتطوير لهذا كله وجب الهتمام بها في المناهج الدراسية وجعلها مادة مشوقة لكل طالب سهلة التناول, محسوسة في الحياة اليومية. وما هذا البحث إل جزء يسير من مسيرة التطوير والعتناء بهذه الموضوعات حيث قمت في هذا البحث بالربط بين مقررات التعليم الجامعي للفيزياء العامة المتمثلة في (103 فيز و 104 فيز ( {معتمدين كمرجع كتاب Serway الطبعة السادسة} ومقررات الفيزياء في التعليم العام المتمثلة في (علوم من الول متوسط حتى الثالث متوسط و الفيزياء من الول ثانوي حتى الثالث ثانوي) {معتمدين كمرجع كتب العلوم والفيزياء التابعة لوزارة التربية والتعليم الطبعة 1428 ه 2007 م }فحاولت إيضاح المفهوم العام للمفردة في التعليم العام وقمت باختصار ما رأيت أن حقه: الختصار وإضافة ما رأيت أهمية إضافته ليكتمل عقد الموضوع الزاهي وتتضح الصورة على أكمل وجه. وفي أخر البحث قمت بصياغة القوانين التي تستخدم في المقرران أنفا الذكر.

2 2 شكرا... وما تم في هذا العمل من أنجاز يعود فضله: ل وحده أولC ثم أرجع الفضل لهله سعادة الدكتور أيمن سعيد كردي,والستاذ حسين طرابلسي,وزملئي المعلمين الذين أمدوني بكتب التعليم العام, فلهم جزيل الشكر,ولعل شكراC تلك الكلمة تفي بالغرض. ثم لعلي أبين أن ا سبحانه أبى أن يكون الكمال إل لكتابه المجيد, فما هذا البحث إل عمل بشري مستلزم 1 للخطأ والنقصان. هذا وبال التوفيق, وعلى ا الت:كلن, وصلى ا وسلم على نبينا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين.

3 3 - عن البحث وأهميته (الهدف): لعلي في بداية أعداد هذا المشروع لم أكن أعي أهميته التعليمية وكنت: أطلق عليه المشروع الفلسفي. ل كن ومع إعداد الجداول يوما: C بعد يوم تبين لي واتضحت فأدته: لي في المقام الول ثم للطلب دارسين المقررات التي يتم فيها الربط أو في سائر المقررات الفيزيائية. من ناحيتي أنا الشخصية فأن هذا البحث أفادني في مراجعة القوانين والنظريات والتطبيقات التي مضى على دراستها زمن وتمكن منها آفة العلم " النسيان". أما من ناحية الطلب دارسين المقررات التي تم فيها الربط فأن هذه النتائج ستساعدهم على الربط بين ما يدرسونه وما هو موجود في أرشيفهم الذهني من ما تعلموه في التعليم العام تتكون بذالك قد أضيئت لهم الطرق ليسيروا في أمان واطمئنان. وكأنك تقول لهم ل يوجد صعب فهذا ما درستموه في التعليم العام هانحن نعيده: عليكم دون أدنى اختلف. أما من ناحية سائر طلب الفيزياء ففي هذا المشروع طرح للمشاكل التي واجهتهم وستواجههم في الفيزياء وتسليط الضوء على إعداد طالب الفيزياء في تعليمنا العام. كما أن هذا البحث سيحمل في طياته توصيات واقتراحات للمقام الوزاري في التربية والتعليم حول بعض الضافات وكثير من التعديلت في الفيزياء لنخرج بطالب علمي ملم بأساسيات الفيزياء وأهميتها.

4 4 - الفيزياء في التعليم العام: تبدأ رحلة الفيزياء في التعليم العام من مرحلةÑ مبكرة. ويمكن تقسيم هذه الرحلة إلى قسمين: أ- مرحلة ما قبل الثانوية. ب- مرحلة الثانوية. أ- مرحلة ما قبل الثانوية: وتبدأ من البتدائية في مقررات العلوم والتي تحتوي على عناوين وتعريفات رئيسية دون التطرق إلى القوانين والعلقات الرياضية. ثم ومن مرحلة المتوسط يبدأ التشعب في علم الفيزياء ومن أول متوسط في منهج العلوم وفي أول فصل يتم الحديث عن المادة وخواصها وحالته وتركيبها, ثم يعرج الحديث إلى الكتلة والكثافة, ثم تمر الرحلة بالتغيرات الفيزيائية للمادة. وفي نهاية المنهج من الفصل الثاني يتم التطرق إلى القوى وأثرها على الجسام, ثم التوازن. وما يعيب هذا التقسيم أن هناك مواضيع في علوم أخرى داخله بين هذه الفصول. كما سنذكر لحقاC في حديثنا عن القتراحات والتوصيات. ثم نحلق في تفاصيل الفيزياء في منهج الثاني متوسط الذي أبدع مؤلفوه في الحديث المتجهات من رسومات توضيحية وصياغة سهلة للموضوع ثم عرجوا إلى الحركة بنوعيها الخطية والدائرية وأعاب هذا البداع حديثهم في الفصل الدراسي الثاني عن علم آخر. أما في منهج الثالث متوسط فنصيب الفيزياء فيه أتى في نهاية الفصل الدراسي الثاني بالطاقة وأنواعها وانتهاءC بالتطور التقني والتقدم العلمي. ولعل ذكري لهذه المناهج الثلثة في المرحلة المتوسطة بهذا التفصيل هو لبيان سبب تقديمي مقترح استقلل علم الفيزياء منذ الول متوسط كمقرر يدرس لوحده. ب- مرحلة الثانوية: أما في هذه المرحلة فأن علم الفيزياء يستقل في مقرر يدرس لوحده متضمنC تفاصيل العناوين التي ذكرت في المرحلة المتوسطة ومضاف عليها بعض الشياء. وفي لمحة بسيطة عن منهج الفيزياء الول ثانوي الغني بكمية كبيرة من الفيزياء على شكل أساسيات في عشرة فصول, في متوسط عدد صفحات لكل فصل 13 صفحة. الول العلم والقياس والثاني الحركة والثالث القوة والرابع الشغل والطاقة والخامس القوة والضغط ثم السادس خواص المادة فالسابع الحرارة والثامن تمدد الجسام والتاسع الكهرباء ثم المغناطيسية في الفصل العاشر والخير.

5 وفي منهج الفيزياء الثاني ثانوي فيحلوا الحديث عن القوى وعلم الحركة في الفصل الدراسي الول, أما الثاني فيكون عن الطاقة ثم الحركة الهتزازية فالصوت ثم الضوء والعدسات. وفي منهج الفيزياء الثالث ثانوي وهي آخر سنة دراسية في التعليم العام فيبدأ بالموائع مرورا: بالديناميكا الحرارية والتوصيل الحراري ثم ينتهي الفصل الدراسي الول بالكهرباء, أما الفصل الدراسي الثاني فيواصل الحديث عن الكهرباء ثم يتحول إلى المغناطيسية ويتحدث عن اللكترونيات ثم الفيزياء الحديثة قبل أن ينتهي بالليزر والنووية. 5

6 6 - الفيزياء في التعليم الجامعي: هناك جزئين أثنين للفيزياء في التعليم الجامعي وهما الول الفيزياء العامة والتي ت:قدم لطلب العداد العام في الكليات العلمية, والثاني الفيزياء التخصصية. 1 -مقررات الفيزياء العامة التي يقدمها قسم الفيزياء والفلك في جامعة الملك سعود لسائر الكليات العلمية في الجامعة وهي: 1)101 فيز : فيزياء عامة ١ يقدم باللغة العربية لطلب كليات العلوم والزراعة ويحتوي على: انعكاس و انكسار الضوء, العدسات, الجهزة البصرية, النظرية الموجية للضوء, تداخل و حيود و استقطاب الضوء, الكهرباء الساكنة, التيار الكهربائي, دوائر التيار المستمر, الكهرومغناطيسية ودوائر التيار المتردد, الجهزة الكهربائية, مقدمة في نظرية الكم, الطياف الذرية, الشعة السينية, خواص النواة, النشاط الشعاعي, تفاعلت النشطار والنحلل. 2)102 فيز : فيزياء عامة 2 يقدم باللغة العربية لطلب كليات العلوم والزراعة ويحتوي على: المتجهات, الحركة التوافقية البسيطة, الحركة في بعد واحد وفي بعدين, قوانين نيوتن, الشغل والطاقة وكمية الحركة, المرونة, ميكانيكا الموائع غير اللزجة, سريان الموائع اللزجة, التوتر السطحي, درجة الحرارة, كمية الحرارة, الشغل و الحرارة, انتقال الحرارة بالتوصيل و الحمل و الشعاع. 3)103 فيز : فيزياء عامة 1 يقدم باللغة النجليزية لطلب كليات الهندسة وعلوم الحاسب ويحتوي على: الكميات الفيزيائية, المتجهات, الحركة في بعد واحد وبتسارع ثابت والحركة في بعدين مع تطبيقات على

7 7 حركة المقذوفات والحركة الدائرية, قوانين نيوتن للحركة, الحركة الدائرية المنتظمة, الطاقة و الشغل, الطاقة الكامنة وحفظ الطاقة, كمية الحركة الخطية, الندفاع الخطي والتصادم, دوران جسم صلب حول محور ثابت. 4)104 فيز : فيزياء عامة 2 يقدم باللغة النجليزية لطلب كليات الهندسة وعلوم الحاسب ويحتوي على: المجال الكهربائي وقانون كولوم, قانون جاوس والفيض الكهربائي, الجهد الكهربائي, السعة والعوازل والمكثفات, التيار والمقاومة والقدرة, دوائر التيار الكهربائي المستمر, قواعد كيرشوف, المجال المغناطيسي, قانون بايوت وسفارت, قانون أمبير, قانون فارادي, الحث, دوائر التيار المتردد. 5)105 فيز : فيزياء عامة يقدم باللغة العربية لطلب كلية العمارة والتخطيط ويحتوي على: معاملت المرونة, ميكانيكا السوائل, الحركة الموجية, الرنين, الصوت, تداخل الموجات, شدة الصوت, الحرارة, التمدد الحراري, الطاقة و الحرارة الداخلية, الحرارة النوعية, كمية الحرارة, انتقال الحرارة, الضوء الهندسي, قانون كولوم, المجال الكهربي, فرق الجهد, التيار الكهربي, أجهزة قياس الجهد و التيار و المقاومة دوائر التيار المتردد. 6)106 فيز : فيزياء عامة للعلوم الصحية ويقدم باللغة النجليزية لطلب البرنامج الموحد (طب, صيدلة, أسنان, علوم طبية) ويحتوي على: الوحدات, المتجهات, السرعة و التسارع, القوة, قوانين نيوتن للحركة, الشغل و الطاقة و القدرة, الضغط, جريان السوائل, تطبيقات طبية, قانون كولوم في الكهربائية, المجال والجهد الكهربائيان, المكثفات, الكهرباء التيارية, قانون أوم, مقياس الكتلة,

8 8 الضوء الهندسي, النعكاس والنكسار, العدسات, بعض الجهزة البصرية, بعض التطبيقات الطبية البسيطة الطيف الكهرومغناطيسي, الفوتونات, الطبيعة الموجية للمادة, التركيب الذري, نموذج بوهر والطيف الذري, الشعة السينية, الشعاعات النووية, تفاعل الشعاع مع المادة, الستخدام الطبي للشعاعات. 2 -المقررات الفيزيائية التخصصية والتي ت:درس لطلب قسم الفيزياء والفلك إضافةC لبعض المعامل للحصول على درجة البكلوريوس. وهذه المقررات هي مقررات تفصيلية للمقررات العامة أنفة الذكر. ولعلي اذكر أسماء هذه المقررات دون تفصيل ليسعنا الوقت: (201 فيز) فيزياء رياضية 1, (209 فيز) فيزياء حيوية, (212 فيز) ميكانيكا تقليدية 1, (221 فيز) كهرومغناطيسية, (232 فيز) ظواهر موجيه 1, (233 فيز) ظواهر موجيه 2, (241 فيز) فيزياء حرارية, ) 302 فيز) فيزياء رياضية 2, (313 فيز) ميكانيكا تقليدية 2, (323 فيز) كهرومغناطيسية 2, (324 فيز) الكترونيات, (335 فيز) فيزياء الليزر وتطبيقاته, (342 فيز ( فيزياء إحصائية, (353 فيز) فيزياء حديثة 1, ) 354 فيز) فيزياء حديثة 2, (381 فيز) فيزياء إشعاعية, (403 فيز) فيزياء رياضية 3, (454 فيز) ميكانيكا الكم, (471 فيز) فيزياء جوامد, (474 فيز) علم الفلزات, (475 فيز) تحويلت الطاقة الشمسية, ) 481 فيز) فيزياء نووية, (487 فيز) فيزياء المفاعلت. ويمكن العودة لموقع قسم الفيزياء والفلك على الشبكة العنكبوتية لمعرفة تفاصيل هذه المقررات.. %20Colleges/CollegeOfScience/FalkAndPhisicsDept/default.aspx

9 9 - وصف المقررات: سأقوم هنا بأذن ا بوصف تفصيلي للجداول المرفقة من قوانين وتعاريف... أول: 103 فيز: كما أسلفت فأن هذا مقرر فيزياء عامة 1 يقدم باللغة النجليزية لطلب كليات الهندسة وعلوم الحاسب, وفيه عشرة فصول (كما هو موضح في الجداول المرفقة). الفصل الول الفيزياء والقياس (جدول رقم 1): لعملية القياس ثلثة عناصر رئيسية هي وحدات القياس المستخدمة. الكميات الفيزيائية الممكن قياسها. أدوات القياس المتوفرة. - وحدات القياس, علم الفيزياء هو علم قياس ومن أهم عناصر القياس الوحدات. قديماC كان العلماء في منطقة واحدة يتفقون فيما بينهم على نظام معين للقياس, واشتهر من تلك النظمة النظام النجليزي والنظام الفرنسي, ل كن كان بين تلك النظمة اختلفات عديدة, أظهرت الحاجة الماسة إلى توحيد المقاييس, فأجتمع العلماء واتفقوا على نظام جديد لوحدات القياس, وأسموه النظام الدولي للوحدات "."SI من هذه الوحدات: الطول } متر, m {, الكتلة } كيلوجرام, kg {, الزمن } ثانية, s.{

10 10 - الكميات الفيزيائية, تصنف الكميات الفيزيائية من حيث اشتقاقها إلى نوعين كميات فيزيائية أساسية, مثل الطول والكتلة والزمن. كميات فيزيائية مشتقة, مثل المساحة والحجم والسرعة. - تحليل البعاد, أو اشتقاق القوانين كما يسمى في التعليم العام مثل: لو أخذنا وحدة قياس السرعة {م \ ث,} m / s هي عبارة عن وحدة أطوال على وحدة زمن {مسافة \ زمن} - حفظ الوحدات, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام وهو أمكانية تحويل الوحدات لكمية معينة سواء من نفس النظام أو من نظام آخر. الفصل الثاني الحركة في اتجاه واحد (جدول رقم 1): الميكانيكا فرع من فروع الفيزياء يهتم بدراسة حركة الجسم والقوة التي سببت هذه الحركة. - الزاحة, هي كمية متجهة تمتد من موقع الجسم البتدائي حتى موقع الجسم النهائي, ومقدارها أقصر مسافة بين الموقعين } Δس = س 2 س x = x f x i 1,,{ حيث: Δ :هو مقدار التغير. س : 1,2 المسافتين عن النقطة النهائية والبتدائية على التوالي. - السرعة,هي الزاحة المقطوعة خلل وحدة الزمن, {ع = Δس \ Δز {, υ = Δx / Δt - السرعة اللحظية, هي سرعة السيارة على سبيل المثال- عند أي لحظة زمنية. - التسارع,هو مقدار التغير في السرعة بالنسبة للزمن, {ت = Δع \ Δز {, a = Δυ / Δt - الحركة الخطية المنتظمة, وفيها دراسة معادلت الحركة المستقيمة المتغيرة بانتظام, أي التي تتحرك بتسارع ثابت المقدار والتجاه, وما يجب ملحظته: في هذه المعادلت أنه قد تكون السرعة البتدائية < السرعة النهائية, المعادلة الولى معادلة السرعة- الزمن {ع = 1 ع + 0 ت ز,{, υ f = υ i + a t المعادلة الثانية معادلة

11 11 2 المسافة - الزمن } ف = ع 0 ز + 2\1 ت ز,{, x = υ i t + 1/2 a t 2 المعادلة الثالثة معادلة المسافة السرعة } ع ت ف = 2 f = υ 2 i + 2 a x ع {, υ - السقوط الحر, إذا كانت القوة الوحيدة المؤثرة على حركة جسمÑ ما هي الجاذبية الرضية فأن هذه الحركة توصف بالسقوط الحر, إذا 2 الجسام في حالة السقوط الحر تتأثر بتسارع مقداره 8,9 م \ ث بإتجاه مركز الرض. الفصل الثالث المتجهات (جدول رقم 2): - محاول السناد المرجعية ]الحداثيات[, في الحقيقة ليس من السهولة اكتشاف أن الجسم في حالة حركة خصوصاC أذا كان بعيدا بل أنه: يجب أن تلحظ جسم آخر يبدو ساكناC في محله بالنسبة للجسم الذي تظن أنه: في حالة حركة, هذه الجسام التي تبدو أنها ساكنةC في محلها نسميها نقطة المرجع, ومن النقاط الشائعة سطح الرض أو أي جسم ثابت بالنسبة للرض كالجبال وغيرها. - تحليل المتجهات, يقصد بكلمة تحليل أيجاد, فنقوم بتحليل اتجاه حركة جسم ليجاد القوى المؤثرة عليه, والقاعدة الرئيسية في التحليل هي [ المركبة المجاورة للزاوية تكون دائماC بدللة جتا, ومباشرةC ستكون المركبة المقابلة للزاوية بدللة جا دائماC [ - مركبة المتجه, بالخطوة السابقة تحليل المتجهات قمنا بإيجاد مركبات هذه المركبات هي مركبات المتجهات السينية والصادية. - خصائص المتجهات, للمتجهات عدة خصائص منها 0 نقل المتجهات وهي من الخواص الهندسية البسيطة والمهمة جداC للمتجهات, وتعني أمكانية نقل المتجه من مكانه إلى أي مكان آخر بشرط المحافظة على طوله واتجاهه. 0 وجمع المتجهات وهي عملية جمع عادية ولكن بمراعات التجاه فالقوى بالتجاه السيني تجمع سويا والقوى التي في التجاه الصادي تجمع سويا. 0 وضرب المتجهات وهو على نوعين احدهما الضرب القياسي [Dot] والناتج لهذا الضرب

12 12 يكون رقماC قياسياC دون اتجاه } م 0 1 م = 2 م 1 م 2 جتاه }, النوع الخر الضرب المتجه [Cros] والناتج لهذا الضرب يكون كمية متجهه أخرى } م x 1 م = 2 م 1 م 2 جاه = م.{ 3 الفصل الرابع الحركة في اتجاهين (جدول رقم 2): - الزاحة, - السرعة, - التسارع,هذه الثلث مواضيع في الحركة في اتجاه واحد أو في اتجاهين هي نفس القوانين, لكن في الحركة في اتجاهين الفرق مراعات اتجاهات المحاور. - المقذوفات, من المواضيع المهمة في الحركة, والمقصود فيها حركة الجسام في مجال الجاذبية الرضية, وتشمل 0 المقذوفات الرأسية وهي الجسام المقذوفة إلى العلى عمودياC أو الساقطة عموديا أيضا, ونستخدم لحسابها قوانين الحركة الخطية المنتظمة المشار إليها في الفصل الثاني, مثل السقوط الحر. 0 المقذوفات الفقية "المنحنية" والتي ستأخذ خطاC منحنياC عند حركتها, وحركت الجسام في الواقع تتركب من حركتين على المحورين السيني والصادي هما {ع س = ع 0 جتاه, ع ص = ع 0 جاه { - الحركة الدائرية, أعتبر حجر مربوطاC بخيط وأنت ممسك بالطرف الخر من هذا الخيط, أبداء بإدارة الحجر في مسار دائري, نستطيع وصف هذه الحركة بطريقتين 0 اعتبار الحجر يتحرك على محيط الدائرة حركة خطية يقطع خللها مسافات قوسية معينة خلل زمن معين بسرعة معينة تسمى هذه الحركة حركة خطية, 0 اعتبار الحجر يقطع زوايا معينة في أزمنة معينة بسرعة معينة تسمى هذه الحركة حركة زاوية. أذاC هذان النوعان من الحركة هما أنواع الحركة الدائرية. وسنعود في الفصل السادس بمشيئة ا لنفصل في هذه الحركة.

13 13 الفصل الخامس قوانين نيوتن للحركة (جدول رقم 3): - مفهوم القوة, بعد وصف الحركة يلزم البحث عن المسبب لهذه الحركة, وأحد مسببات الحركة القوة, وللوصول إلى وصف أفضل لمفهوم القوة لبد م دراسة قوانين نيوتن الثلثة. - قانون نيوتن الول للحركة, يبقى الجسم محافظاC على حالته من السكون أو الحركة بسرعة ثابته وعلى خطÑ مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية,{ق = صفر = 0 ΣF {, - قانون نيوتن الثاني للحركة, إذا أثرت قوة مقداره ق نيوتن على 2 جسم كتلته ك كجم فإنها تكسبه تسارعاC مقداره ت م\ث في نفس اتجاه القوة,{ ق = ك x ت, ΣF = m a { - قانون الجذب العام, كل جسمين ماديين يتجاذبان بقوة يتناسب مقدارها طردياC مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسياC مع مربع المسافة 2 بين مركزي كتلتيهما وذالك حسب العلقة } ق = ج ك 1 ك \ 2 ف { حيث ف: المسافة بين مركزي الجسمين و ج: ثابت الجذب العام أو ثابت الجذب الكوني = 11-7,6x10 - الوزن, هو مقدار جذب الرض للجسم ويكون اتجاهه: مركز الرض, } ق = ك x ج, F g = m g {,حيث ج: ثابت الجاذبية 2 الرضية =8,9 م \ ث

14 14 أب - قانون نيوتن الثالث, لكل قوة فعل رد فعل مساوية لها في المقدار ق, F 12 = - F 21 {, حيث ب أ معاكسه لها في التجاه, } ق أب = ق : القوة من الجسم أ إلى الجسم ب - تطبيقات على قوانين نيوتن للحركة, لعل التطبيقات لقوانين نيوتن كثيرة وأذكر هنا ما ذكر في التعليم العام ومنها الشد و القوة العمودية "العتيادية" وقوة الحتكاك. - قوى الحتكاك, الحتكاك من الظواهر الطبيعية الهامة في حياتنا العملية, وهناك نوعان من الحتكاك 0 الحتكاك الجاف وهو الذي ينشأ بين سطوح الجسام الجامدة المتلمسه, 0 الحتكاك الرطب وهو الذي ينشأ بين طبقات السوائل والغازات عند جريانها, ومن ما يجب ملحظته: أن اتجاه قوى الحتكاك عكس اتجاه الحركة. الفصل السادس الحركة الدائرية المنتظمة وتطبيقات لقوانين نيوتن(جدول رقم 3): 1) الحركة الخطية ]على محيط الدائرة[ وفيها: أ- السرعة الخطية } ع = ف \ ز { ب- المسافة المقطوعة } ف = ع x ز { 2 ج- التسارع المركزي } ت م = ع \ ر { د- القوة الطاردة المركزية وهي قوة ناتجة من القصور الذاتي للجسم 2 } ق ط = ك ع \ ر { ه- التردد وهو عدد الدورات التي يتمها الجسم خلل الثانية } د= عدد الدورات \ زمنها { و- الزمن الدوري وهو الزمن اللزم لكمال دورة واحدة } ن = زمن الدورات \ عددها = 1 \ د { 2) الحركة الزاوية وفيها: أ- الزاوية المقطوعة ي وهي الزاوية التي يقطعها الجسم عندما يتحرك على دائرة, مع ملحظة أن المقياس المستخدم هنا الراديان بدلC من الدرجات { 1 راديان = 3,57 { º ب- السرعة الزاوية هي الزاحة الزاوية المقطوعة خلل وحدة الزمن } ع ز = ي \ ز { ج- العلقة بين السرعة الزاوية والتردد } ع 2π د }. ز =

15 15 الفصل السابع والثامن الطاقة ونقل الطاقة (جدول رقم 4): يستعمل الشغل كمصطلح اجتماعي في التعبير عن ارتباط النسان بعمل, غير أننا نعني بالشغل هنا مصطلحاC فيزيائياC ذا دللة خاصة. - حساب الشغل لقوة ثابتة, نقول عن قوة ما إنها أحدثت شغلC إذا أثرت على جسم ما فسببت له: إزاحة, ويعطى مقدار الشغل في هذه الحالة بالعلقة { شغ = ق x ف}, إذا كانتا على محور واحد, بينما إذا كانت القوة تميل بزاوية ه عن الجسم فيعطى الشغل بالعلقة {شغ = ق 0 ف جتاهθ W} = F Δr cos حيث: ق:القوة المؤثرة على جسم, ف: الزاحة الناتجة عن القوة. - حساب الشغل لقوة متغيرة, في هذه الحالة يمكننا معرفة الشغل بحساب المساحة تحت المنحنى, وذالك باستخدام مفهوم التكامل الرياضي للدالة ق في ف بحسب العلقة {شغ = ق 0 دف {, W = F dx - الطاقة الحركية, هي طاقة الجسم الناشئة عن حركته,وتعطى 2 بالعلقة {طح = 2\1 ك ع {, K = ½ m υ² - قانون حفظ الطاقة, ينص على أن الطاقة ل تفنى ول تستحدث من العدم ول كن تتحول من صورة لخرى.

16 16 ق{ - القدرة, هي مقدار الشغل المنجز خلل وحدة زمن {قد = شغ \ ز,}, P = de / dt حيث: ز: الزمن المستغرق, و وحدة قياس القدرة هي الواط = جول \ ث,ويعرف الواط بأنه: قدرة إنسان أو آلة تنجز شغلC مقداره جول واحد خلل زمن قدره ثانية واحده. - الطاقة الكامنة, هي طاقة الجسم الناشئة عن وضعه أو شكله أو تركيبه الكيميائي أو النووي أو الناشئة عن الجاذبية الرضية كما سنتحدث عنها هنا, {طك = ج ك ف {, U g = m g y 2 حيث ج: الجاذبية الرضية = 8,9 م \ ث, ك: كتلة الجسم, ف: ارتفاع الجسم عن سطح الرض. مع ملحظة أن التعامل مع هذا القانون يقضي أن الطاقة الكامنة عند سطح الرض مساوية للصفر. - التغير في الطاقة الميكانيكية للقوى المحافظة, ما يحدث في البندول على سبيل المثال يمكن ملحظته وهو التحول من الطاقة الكامنة إلى الحركية والعكس, كذالك النابض. - قانون حفظ الطاقة الميكانيكية لنظام معزول, من نظرية الشغل والطاقة {مجموع شغ = Δطح + Δطك}, لكن عندما نأخذ جسما معزولC أي ل تؤثر عليه قوة خارجية فإن مجموع ق = صفر وبالتالي فإن مجموع شغ = صفر. أي أن الطاقة الميكانيكية الكلية البتدائية تساوي الطاقة الميكانيكية الكلية النهائية أي أن الطاقة محفوظة. - الحالة التي تتضمن احتكاكاC, الحتكاك من الظواهر الطبيعية الهامة في حياتنا العملية, وهناك نوعان من الحتكاك هي 1) الحتكاك الجاف الذي ينشأ بين سطوح الجسام المتلمسة. 2) الحتكاك الرطب وهو الذي ينشأ بين طبقات السوائل والغازات عند جريانها. وقوة الحتكاك هي قوة رد فعل مماسي بين سطحين متلمسين معاكسة لتجاه حركة الجسم. ويعطى الحتكاك بالعلقة أ = أ x ق ع }, حيث: ق أ : قوة الحتكاك الحركي, أ: ثابت الحتكاك, ق ع : قوة رد الفعل العمودي من السطح على الجسم. - نظرية الشغل والطاقة, يمكن تطبيق هذه النظرية على الجسم المتحرك ذي السرعة الثابتة والجسم المتحرك بتسارع منتظم أو غير منتظم, في حين ل يمكننا تطبيق معادلت الحركة الخطية وقانون نيوتن الثاني إل على جسم ذي تسارع منتظم, و تنص نظرية الشغل والطاقة على إن المجموع الجبري للشغال المبذولة على الجسم يساوي مقدار التغير في طاقته الحركية مضافاC إلى مقدار التغير في طاقته الكامنة, حسب العلقة {مجموع شغ = Δطح + Δطك}, مع ملحظة أنه: ل يلزم كتابة شغل الجاذبية الرضية في العلقة لنه

17 17 يمثل Δطك, كما يمكننا صياغة النظرية السابقة على الشكل التالي {مجموع شغ = ط 2 ط { 1 حيث ط هي الطاقة الميكانيكية للجسم = طح +طك, وهذه الصيغة تدل أن ل يوجد تغير في الطاقة إل بشغل مبذول ول شغل إل بتغير في الطاقة. الفصل التاسع كمية الحركة الخطية والتصادمات (جدول رقم 5): - كمية الحركة, هي كمية متجهة اتجاهها نفس اتجاه سرعة الجسم, وتعطى بالعلقة {كر = ك x ع,}, P = m υ حيث: ك: كتلة الجسم, و ع: سرعته:. - قانون حفظ كمية الحركة, ينص على أن محصلة كمية الحركة قبل التصادم مساوية لمحصلة كمية الحركة بعد التصادم, {مجموع كر = مجموع كر`, ΣPi = ΣPf { - كمية الحركة والدفع, يمكننا أن نوجد مقدار القوة المؤثرة على الجسم بأستخدام علقة مباشرة بينها والتغير الحادث في سرعة الجسم نفسه, {الدفع = ق xز Δ = Δكر} وهذه صياغة أخرى لقانون نيوتن الثاني والتي تدل على أن الدفع الذي يؤثر على جسم ما خلل زمن معين يساوي التغير الحاصل في كمية حركته. - التصادم في بعد واحد, وقد قسم إلى نوعين: 1) تصادم مرن وهو الذي يحقق قانون حفظ الطاقة الحركية وقانون حفظ كمية الحركة. 2) تصادم غير مرن وهو الذي يحقق قانون كمية الحركة ل كن ل يحقق قانون حفظ الطاقة. - التصادم في بعدين, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام, وهو يختلف عن التصادم في بعد واحد أن فيه تحليل متجهات كما تعلمنا.

18 18 الفصل العاشر دوران جسم صلب حول محور ثابت (جدول رقم 5): كما تكلمن سابقاC في الفصل الرابع والسادس سنفصل الن في بعض لك الموضوعات -الحركة الدورانية, أعتبر حجر مربوطاC بخيط وأنت ممسك بالطرف الخر من هذا الخيط, أبداء بإدارة الحجر في مسار دائري, نستطيع وصف هذه الحركة بطريقتين 0 اعتبار الحجر يتحرك على محيط الدائرة حركة خطية يقطع خللها مسافات قوسية معينة خلل زمن معين بسرعة معينة تسمى هذه الحركة حركة خطية. 0 اعتبار الحجر يقطع زوايا معينة في أزمنة معينة بسرعة معينة تسمى هذه الحركة حركة زاوية. - السرعة الزاوية, هي الزاحة الزاوية المقطوعة خلل وحدة الزمن } ع ز = ي \ ز {,حيث ي: هي الزاوية المقطوعة, ز: هو الزمن المستغرق. - التسارع المركزي, لماذا يظل الجسم دائماC على نفس البعد من مركز الدوران إن هذا يدل على أن القوة الطاردة له تساوي القوة الجاذبة, ولذا فإن نصف قطر المسار ل يتغير, أذاC هناك قوة طاردة وقوة جاذبة وهما متساويتان, واتجاه التسارع سيكون نحو المركز ولذا 2 سمي بالتسارع المركزي, ويعطى بالعلقة{ ت م = ع \ ر { حيث ر: نصف قطر المسار.

19 19 - نظرية الحركة الدورانية, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام. - العلقة بين الحركة الخطية والزاوية, أ- العلقة بين المسافة الخطية و الزاوية المقطوعة{ف = ي x نق} ب- العلقة بين السرعة الخطية والسرعة الزاوية {ع = ع ز x نق} ج- التردد في الحركة الخطية مساوياC له: في الحركة الزاوية د- الزمن الدوري في الحركة الخطية مساوياC له: في الحركة الزاوية ه- الدورة تساوي في الحركة الخطية المحيط {2 π تق}بوحدة المتر, بينما في الحركة الزاوية تساوي { 2π }بوحدة الراديان. - الطاقة الحركية الدورانية, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام. - حساب عزم القصور الذاتي, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام. - العلقة بين عزم الدوران والتسارع الزاوي, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام. - الشغل والقوة والطاقة في الحركة الدورانية : هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام.

20 20 ثانيا: 104 فيز: كما أسلفت فأن هذا مقرر فيزياء عامة 2 يقدم باللغة النجليزية لطلب كليات الهندسة وعلوم الحاسب, وفيه أحدى عشرة فصلC (كما هو موضح في الجداول المرفقة). الفصل الول المجال الكهربائي (جدول رقم 6): نتعرف في هذا الفصل عن الشحنة الكهربائية التي تؤثر على شحنة أخرى تبعد عنها مسافة ما حسب قانون كولوم, كما سنعلم أن لكل شحنة كهربائية حيز يحيط بها تؤثر خلله بأي شحنة موجودة في هذا الحيز. - قانون كولوم, نعلم أن الشحنات المختلفة تتجاذب وأن الشحنات المتشابهة تتنافر, من هذا المنطلق أجرى العالم الفرنسي شارل كولوم عدة تجارب على القوى التي تؤثر بها شحنة على أخرى باستخدام ميزان اللي ولحظ أن مقدار القوة بين الشحنتين يتناسب طردياC مع حاصل ضرب مقدار كل من الشحنتين وعكسياC مع مربع المسافة بين الشحنتين, مع الخذ بالعتبار نوع الوسط الذي يعتمد عليه الثابت أ, وذالك حسب العلقة 2 {ق = أ ش x 1 ش \ 2 ف {, F e = k e q 1 q 2 / r 2 حيث: أ : ثابت قيمته في وسط الهواء= 9x10 9 تقريباC, ف : المسافة بين الشحنتين, ش 1: شحنة الجسم 1, ش : 2 شحنة الجسم 2. - المجال الكهربائي, تعرف شدة المجال الكهربائي بأنها مقدار القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة اختبار "شحنة نقطية موجبة مقدارها 1 كولوم" موضوعة في تلك النقطة, {ج = ق \ ش {, E = F e / q 0 حيث ق : القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة "ش"

21 21 - خطوط المجال الكهربائي, هي خطوط وهمي تمثل مسار وحدة الشحنات الموجبة, ومن ما يجب ملحظته: بخطوط المجال الكهربائي أنها تبدأ من الشحنة الموجبة وتنتهي في الشحنة السالبة, و أن عدد هذه الخطوط الداخلة للشحنة أو الخارجة منها تتناسب مع مقدار الشحنة, و أنه: ل يمكن بأي حال من الحوال أن يتقاطع خطان من خطوط المجال الكهربائي. - حركة شحنة في مجال كهربائي, أن لحركة الشحنة في مجال شكلن : أ- حركة الشحنة موازية لخطوط المجال الكهربائي, المجال الكهربائي يعمل على تسارع الشحنة في نفس اتجاه المجال إذا كانت موجبة, مقدار هذا التسارع يتناسب مع حاصل ضرب الشحنة و شدة المجال وعكسياC مع كتلة هذه الشحنة {ت = ش x ج \ ك}. ب- حركة الشحنة عمودياC على اتجاه المجال الكهربائي, عندما تدخل الشحنة الكهربائية مجالC كهربائياC منتظماC بشكل عمودي عليه فإنها تسلك مساراC على شكل جزء من قطع مكافئ. الفصل الثاني قانون جاوس (جدول رقم 6): على أهمية هذا الموضوع إل أنه: ل يدرس في تعليمنا العام. الفصل الثالث الجهد الكهربائي (جدول رقم 6): - الجهد الكهربائي, نلحظ انه: عند انتقال شحنة كهربائية ش من نقطة إلى أخرى فإنها تفقد قدراC من طاقتها الكهربائية ط تتناسب طردياC مع فرق الجهد ج بين النقطتين اللتين انتقلت بينهما الشحنات. - فرق الجهد الكهربائي, يعرف فرق الجهد بين نقطتين بأنه: الطاقة المفقودة من وحدة الشحنات الكهربائية عند انتقالها بين هاتين النقطتين, ويقاس بوحدة الفولت, حسب العلقة {ج = ط \ ش, ΔV = ΔU / q 0.{ - العلقة بين فرق الجهد والمجال الكهربائي المنتظم, إن الطاقة التي تفقدها شحنة ما أثناء انتقالها بين نقطتين تستهلك على شكل شغل مبذول لنقل تلك الشحنة بين هاتين النقطتين, أي أن الطاقة

22 22 المفقودة تساوي الشغل المبذول, {ج = ج x ف}, حيث: ج :المجال الكهربائي, ف : مسافة. - الجهد الكهربائي لنقطة في مجال شحنة, لحساب الجهد الكهربائي الناشئ عن شحنة كهربائية نقطية نستخدم العلقة {ج = أ ش \ ف}, حيث أ : ثابت قيمته في وسط الهواء= 9x10 9 تقريباC, ف : المسافة بين النقطة والشحنة. الفصل الرابع السعة والعوازل (جدول رقم 7): - السعة الكهربائية وحسابها, إن السعة الكهربائية للجسم كبيرة إذا كان يستوعب كمية كبيرة من الشحنات, {سع = ش \ ج, C = Q / ΔV { - المكثفات, ويسمى أحياناC الخازن الكهربائي وهو جهاز يعمل على تخزين الشحنات الكهربائية, ويمكن حساب سعة المكثف من العلقة } سع = ز x ي x 0 س \ ف,{, C = ε 0 A / d حيث :ز: ثابت العزل للوسط, ي : 0 هي السماحية الكهربائية للفراغ, س: المساحة بين اللوحين, ف: المسافة بين اللوحين. - الطاقة المخزنة في مكثف مشحون, إن عملية شحن المكثف تجعل فرق الجهد بين لوحيه يزداد من صفر إلى أن يصبح ج وعليه يكنون جهد المكثف متغيراC اثناء عملية الشحن{ط = 1\2 ج x ش} - المكثفات ذات العوازل, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام. الفصل الخامس التيار والمقاومات (جدول رقم 7): - التيار الكهربائي, تعرف شدة التيار الكهربائي بأنها معدل الشحنات الكهربائية ش المارة خلل مقطع ما من الموصل في الثانية الواحدة {ت = ش \ ز, I = dq / dt,{ حيث:ش: معدل الشحنات الكهربائية, ز: زمن مرور الشحنات. والتيار الكهربائي في النواقل المعدنية ينشأ عن حركة إلكترونات أما في المحاليل الموصلة للتيار الكهربائي فإن التيار الكهربائي ينشأ عن حركة أيونات موجبة وأخرى سالبة.

23 23 - المقاومة الكهربائية, تعرف بأنها خاصية ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي فيه مما ينتج عنها ارتفاع في درجة حرارته, ووحدة قياس المقاومة هي الوم "Ω" } م = ج \ ت, R = ΔV / I,{ حيث ج : فرق الجهد الكهربائي, ت : التيار الكهربائي. أو بدللة المقاومة النوعية من {م = من x ل \ س}, حيث: ل:طول الموصل, س:مساحته. وتعرف المقاومة النوعية على أنها مقاومة موصل منتظم المقطع طوله وحدة الطوال ومساحة مقطعه وحدة المساحات. - المقاومة و الحرارة, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام. - القدرة الكهربائية, من دراسة الميكانيكا نعلم أن القدرة هي الشغل المبذول خلل وحدة الزمن, وبمعلومية الشغل وهو عبارة عن فرق الجهد في الشحنة والشحنة هي التيار في وحدة الزمن تظهر العلقة بالصورة النهائية, {قد = ج x ت, P = I ΔV { الفصل السادس دوائر التيار الكهربائي المستمر (جدول رقم 7): - القوة المحركة الكهربائية, هي مقدار الطاقة التي يعطيها المولد لكل كولوم يجتازه, ويمكن حسابها من العلقة {قم = ط \ ش}, حيث ط: الطاقة التي ينتجها المولد, و ش: الشحنة الكهربائية. ومن ما يجب ملحظته هنا أن القوة المحركة ليست قوة بالمعنى الميكانيكي ولكنها طاقة وحدة الشحنات ووحدة قياسها الفولت. - ربط المقاومات, هناك طريقتان لربط المقاومات لكل طريقة مميزات خاصة بها وهاتان الطريقتان هما : 1 )ربط المقاومات على التوالي "التسلسل", في هذه الحالة فإن التيار المار في أي منها يمر في المقاومات الخرى حسب قانون حفظ الشحنة, ويمكن تشبيه سريان التيار في مقاومات متصلة على التوالي بسريان الماء خلل أنبوب يتحكم ف سريان الماء فيه عدة محابس "صمامات",ويمكن حساب المقاومة الكلية لهذه المقاومات من العلقة {م الكلية = م + 1 م + 2 م R eq = R 1 + R 2 + R, { 2 )ربط المقاومات على التوازي, نقول أن مقاومتين م 1 و م 2 مربوطتان على التوازي في الدائرة الكهربائية إذا تفرع التيار الرئيسي عليهما ثم

24 24 تجمع بعد مروره خللهما, ويمكن تشبيه سريان التيار الكهربائي في المقاومات المتصلة على التوازي بسريان الدم في الوعية الدموية داخل جسم النسان, ويمكن حساب المقاومة الكلية لهذه المقاومات من العلقة } 1 \م الكلية = 1 \م \م + 2 / R eq = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3, { - قانونا كرشوف, تستخدم قواعد كرشوف لتبسيط الدوائر, ولعلهما من أشهر الطرق للتبسيط وهما: القانون الول: عند أي نقطة تفرع في دائرة كهربائية فإن {مجموع شدات التيار الداخلة=مجموع شدات التيار الخارجة, ΣI in =ΣI out.{ القانون الثاني: لي مسار مغلق في دائرة كهربائية فإن {مجموع قم = مجموع ت x م} - دوائر المقاومات والمكثفات, هذا الموضوع لم يتطرق له: تعليمنا العام, وفيه يمكن للطالب معرفة دوائر المقاومات بعد أن تعرف على طرق ربطها, على غرار دوائر التيار الكهربائي. الفصل السابع المجال المغناطيسي (جدول رقم 8): - المجال المغناطيسي, يعرف بأنه: المنطقة المحيطة بهذا المغناطيس والتي يظهر فيها أثر المغناطيس, ويمثل المجال المغناطيسي بخطوط وهمية تسمى خطوط المجال المغناطيسي "خطوط الحث المغناطيسي" وتشكل بمجموعها ما يعرف بالطيف المغناطيسي, ويمكن مشاهدتها بواسطة برادة الحديد. - القوة المغناطيسية, والتي تحسب من قانون لبلس {ق = ت xحم x ل x جاي}, حيث حم: شدة المجال المغناطيسي, ي: الزاوية بين حم واتجاه التيار, ل: طول السلك الذي يتعرض لتأثير المجال المغناطيسي, ت: شدة التيار. - القوة المغناطيسية على موصل يمر بتيار, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - حركة شحنة في مجال كهربائي منتظم وتطبيقاتها,كما سبق وأشرنا في الفصل الول أن لحركة الشحنة في مجال شكلن : أ- حركة الشحنة موازية لخطوط المجال الكهربائي, المجال الكهربائي يعمل على تسارع الشحنة في نفس اتجاه المجال إذا كانت موجبة,

25 25 مقدار هذا التسارع يتناسب مع حاصل ضرب الشحنة و شدة المجال وعكسياC مع كتلة هذه الشحنة {ت = ش x ج \ ك}. ب- حركة الشحنة عمودياC على اتجاه المجال الكهربائي, عندما تدخل الشحنة الكهربائية مجالC كهربائياC منتظماC بشكل عمودي عليه فإنها تسلك مساراC على شكل جزء من قطع مكافئ. ومن التطبيقات: 1) جهاز منتخب السرعات, وهو جهاز بسيط الغرض منه: الحصول على جسيمات مشحونة لها نفس السرعة, ويمكن تحديد سرعة الجسيمات التي يمكنها النفاذ عبر الفتحة المخصصة لذالك من العلقة {ع = ج \ حم,{, υ = E / B حيث:ج:المجال الكهربائي. 2) مطياف الكتلة, وهو جهاز يستخدم لقياس كتلة الجسيمات المشحونة, ولحساب كتلة الجسيم المشحون نستخدم العلقة {ك 2 2 = حم x ش x س \ 8 ج}, حيث : س: المسافة بين نقطة دخول الجسيم للمجال المغناطيسي ونقطة اصطدامه بالملف الحساس. الفصل الثامن مصدر المجال المغناطيسي (جدول رقم 8): - قانون بايوت وسفارت, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - القوة المغناطيسية بين موصلين, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - قانون أمبير, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - المجال المغناطيسي للملفات, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - التدفق المغناطيسي, يعرف على أنه: عدد متجهات الحث المغناطيسي التي تخترق هذا السطح عمودياC عليه, ويقاس بوحدة ويبر ويعطى بالعلقة التالية {تد = ن x حم x س x جايdA, B = B.,{ حيث:ن: عدد لفات الملف, س: مساحة الملف, ي: الزاوية بين حم ومستوى الملف. - قانون جاوس, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام.

26 26 الفصل التاسع قانون فارادي (جدول رقم 9): - قانون فارادي, وضع فارادي قانونين بعد عدة تجارب في التحليل الكهربائي حيث وجد خللها أن كتلة المادة المترسبة في عملية التحليل الكهربائي تتناسب طردياC مع شدة التيار المار والزمن الذي يستغرقه مرور التيار "كمية الكهرباء". القانون الول: كتلة المادة المتحررة بالتحليل الكهربائي تتناسب طرديا مع كمية الكهرباء المارة في وعاء التحليل, أي أن {ك = ه x ش}. القانون الثاني: أن كتلة المادة المتحررة في عملية التحليل الكهربائي تتناسب طردياC مع الوزن المكافئ الجرامي م {ك م}. - القوة الدافعة الكهربائية المتحركة, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - القوة الدافعة الكهربائية المستحثة والمجال الكهربائي, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. الفصل العاشر الحث (جدول 9): - الحث الذاتي, وهو شحن الجسام بجسم مشحون دون ملمسة الجسم المراد شحنه. - دوائر المقاومات والملفات, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - الطاقة في المجال الكهربائي, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. - الحث المتبادل, هذا الموضوع لم يتطرق له: في تعليمنا العام. الفصل الحادي عشر دوائر التيار المتردد (جدول 9): سمي بهذا السم لن اتجاهه: يتغير مع الزمن."AC" في تعليمنا العام تقتصر دراستنا على التيار المستمر فقط.

27 27 - النتائج ) الجداول) :