ملخصات الفيزياء توجيهي فلسطين: قوانين وأفكار

الزخم (كمية التحرك) الخطي والدفع

الفصل الأول: الزخم (كمية التحرك) الخطي والدفع

• تتيح لنا المبادئ الأساسية للميكانيكا، المتمثلة بقوانين نيوتن، فهم حركة الأجسام؛ بل توقع المسارات التي تتخذها بدقة بالغة لدى معرفة القوى المؤثرة عليها.
• إن ركل الكرة بقوة، ولو لفترة وجيزة، يغير من زخمها ليمكنها من الحركة والانطلاق نحو الهدف، ثم لا تلبث أن تغير قوة الجاذبية من زخمها، ربما باتجاه مغاير.
• ثبت السطح المائل بزاوية ميل مقدارها 30° وضع الممحاة في نهاية السطح المائل.
• قم بدحرجة الكرة الأقل كتلة من أعلى السطح ولاحظ المسافة التي تحركتها الممحاة.
• أعد الخطوات السابقة مع الكرتين الثانية والثالثة، ماذا تلاحظ؟
• أعد الخطوات من 1-3 بتغيير زاوية ميل السطح المائل مثلاً 45° أو 60°، ماذا تلاحظ؟

التصادمات

2-2 أنواع التصادمات

• حدد ارتفاعاً ليكن 1 m ثم أسقط منه الكرات المختلفة الواحدة تلو الأخرى على سطح صلب أملس.
• لاحظ الارتفاع الذي ارتدت إليه كل من الكرات بعد اصطدامها بالسطح، وسجل النتائج.
• كرر المحاولة من ارتفاعات مختلفة. ماذا تلاحظ؟
• هل هناك علاقة بين الطاقة الحركية التي ترتد بها الكرة والارتفاع الذي تصل إليه؟
• ما تحولات الطاقة من لحظة سقوط الكرة حتى ارتدادها ووصولها إلى أقصى إرتفاع؟
• ما أشكال فقدان الطاقة الحركية نتيجة التصادم؟

الحركة الدورانية

• ثبت الورق المقوى على اللوح الخشبي بالدبابيس وثبت مسمار في منتصف اللوح.
• ثبت القلم الجاف على نهاية السيارة بحيث يلامس رأسه الورق.
• شغل السيارة واتركها تتحرك، ماذا تلاحظ؟
• اربط السيارة من منتصفها بطرف الخيط واربط طرفه الآخر بالبرغي.
• شغل السيارة وراقب ما يحدث، كيف تتحرك السيارة؟
• حرر الخيط ودع السيارة تتحرك، ولاحظ ماذا يحدث.

التيار الكهربائي والمقاومة

أناقش:

• هو اتجاه حركة الشحنات الكهربائية الموجبة من منطقة الجهد المرتفع إلى منطقة الجهد المنخفض في الدارة الكهربائية،
• ومن القطب الموجب للبطارية إلى قطبها السالب خلال السلك، ويطلق على هذا التيار: التيار الاصطلاحي.
• تحتوي الموصلات الفلزية على الإلكترونات الحرة، وتتحرك الإلكترونات الحرة كالسائل بين ذرات المادة الفلزية.
• وحركتها في الموصل تشبه حركة جزيئات الغاز المحصور، تتحرك حركة عشوائية في جميع الاتجاهات بسرعة (1 ×10⁶ m/s)، دون أن يحصل لها إزاحة محددة باتجاه ما، كما في الشكل (4-2-a).
• فعند وصل طرفي الموصل بمصدر فرق جهد (مثل البطارية)، ينشأ مجال كهربائي داخل السلك وبموازاته،
• وهذا بدوره يؤثر بقوة في الإلكترونات الحرة في الموصل باتجاه معاكس لاتجاه المجال،

دارات التيار المستمر

3-5 فرق الجهد بين نقطتين في دارة كهربائية

• إذا كان اتجاه العبور في المقاومة باتجاه التيار، أي من نقطة جهدها عال (+) إلى نقطة
• إذا كان اتجاه العبور في المقاومة بعكس اتجاه التيار، أي من نقطة جهدها منخفض (-)
• إذا كان اتجاه العبور في البطارية من القطب السالب إلى القطب الموجب، أي من نقطة
• إذا كان اتجاه العبور في البطارية من القطب الموجب إلى القطب السالب، أي من نقطة

المجال المغناطيسي

1-6 المجال المغناطيسي

• تعرفت سابقاً إلى المغناطيس، وبعض المواد التي يجذبها، والمجال المغناطيسي لمغناطيس مستقيم.
• ولعلك قمت يوماً بتخطيط المجال المغناطيسي لمغناطيس مستقيم مستخدماً برادة الحديد أو بوصلة، وتعرفت تلك الخطوط الوهمية التي تستخدم لوصف المجال المغناطيسي، وتسمى خطوط المجال المغناطيسي، كما في الشكل (6-1).
• أي من الأشكال الآتية يمثل المجال المغناطيسي لسلك مستقيم طويل يسري فيه تيار كهربائي شدته (I)؟
• إذا كانت شدة المجال المغناطيسي في ملف حلزوني عندما يمر به تيار كهربائي مستمر عند نقطة ما على محوره تساوي (B) تسلا. فإذا نقص عدد لفاته إلى الربع دون تغيير طوله، فما مقدار شدة المجال المغناطيسي عند نقطة ما على محوره؟
• يبين الشكل المجاور سلكين لا نهائيين يسري في كل منهما تيار كهربائي شدته (2 A) نحو الناظر، والمسافة بينهما (4 cm) في الهواء. ما مقدار شدة المجال المغناطيسي في النقطة (a) التي تبعد عن الأول (4 cm) بوحدة تسلا؟
• أي العوامل تسبب نقصان شدة المجال المغناطيسي داخل ملف حلزوني يمر فيه تيار كهربائي مع ثبوت باقي العوامل؟

القوة المغناطيسية

1-7 القوة المغناطيسية المؤثرة في شحنة كهربائية متحركة

• مقدار الشحنة q.
• شدة المجال المغناطيسي B.
• مركبة السرعة العمودية باتجاه شدة المجال (v sinθ)، حيث (θ): الزاوية بين السرعة واتجاه المجال المغناطيسي.
• ابسط يدك بحيث يشير الإبهام إلى اتجاه السرعة وأصابع اليد إلى اتجاه المجال المغناطيسي (B).
• فيكون اتجاه القوة المغناطيسية (F) عمودياً على راحة اليد إلى الخارج، انظر الشكل (2-7).
• الجسيم المشحون يكتسب تسارعاً ثابتاً في المقدار وعمودياً دائماً على السرعة.

الحث الكهرومغناطيسي

الخطوات:

• صل الدارة الموضحة في الشكل (8-1/a).
• أغلق المفتاح وراقب مؤشر الجلفانوميتر. ماذا تلاحظ؟
• اترك المفتاح مغلقاً فترة من الزمن، وراقب مؤشر الجلفانوميتر، كما في الشكل (8-1/b)، ماذا تلاحظ؟
• افتح المفتاح، وراقب مؤشر الجلفانوميتر، كما في الشكل (8-1/c)، ماذا تلاحظ؟
• لقد حاول العالم فارادي توليد تيار كهربائي من المجال المغناطيسي، فصمم النشاط المبين في الشكل (8-1)، الذي يحتوي على ملفين: الملف (1) موصول ببطارية ومفتاح كهربائي…
• وكانت النتائج عكس ما توقعه، حيث لم يتولد تيار في الملف (2) عندما وصلت شدة التيار في الملف (1) إلى قيمتها القصوى، ولكنه لاحظ الانحراف الكبير لمؤشر الجلفانوميتر باتجاه ما لحظة إغلاق دارة الملف (1)، وانحراف المؤشر بالاتجاه الآخر عند فتحها.

نظرية الكم

1-9 إشعاع الجسم الأسود

• أن هناك توزيعاً معيناً لشدة الإشعاع المنبعث من الجسم الأسود كاقتران في الطول الموجي، حيث تؤول شدة الإشعاع الطيفية إلى الصفر في منطقة الأمواج القصيرة والأمواج الطويلة.
• ينزاح طول موجة الإشعاع القصوى نحو اليسار باتجاه الطول الموجي الأقصر، وذلك بارتفاع درجة الحرارة.
• λ_max T = 2.898 ×10⁻³ m.K (9-1)
• تزداد القيمة القصوى للإشعاع المنبعث بزيادة درجة الحرارة. وقد تم توضيح هذا التأثير بوساطة قانون ستيفان- بولتزمان:
• I = σe T⁴ (9-2)
• I = P/A (9-3)

بنية النواة والإشعاع النووي

1-10 مكونات النواة

• احسب كتلة كل من الجسيمات السابقة بالجدول بوحدة مليون إلكترون فولت/c²
• ما العلاقة بين نصف قطر النواة والعدد الكتلي.
• ما العلاقة بين حجم النواة والعدد الكتلي.
• عنصران الأول عدده الكتلي 64 والثاني 16 فما نسبة:
• قوة تجاذب تنشأ بين أي نيوكليونين داخل النواة، وبالتالي فهي لا تعتمد على شحنة النيوكليون.
• القوة النووية أكبر من قوة التنافر الكهربائي بـ 140 مرة.