باختصار
- أقسام كامبريدج
- 0625 الموضوعات 1.3 و1.5 و1.6 و1.8
- أقسام إدكسل
- 4PH1 البنود 1.11 إلى 1.33P و5.5 إلى 5.7
- معادلات أساسية
- F = ma، W = mg، p = F/A، العزم = F × d
- الزخم
- p = mv، القوة = التغير في الزخم ÷ الزمن
- ضغط السوائل
- فرق الضغط = h × الكثافة × g
- الورقة ٢ فقط (إدكسل)
- 1.25P إلى 1.33P: الزخم والقانون الثالث والعزوم
أين يضع كل منهج كل فكرة
| الفكرة | كامبريدج 0625 | إدكسل 4PH1 |
|---|---|---|
| القوة المحصلة على خط واحد وقانون نيوتن الأول | أساسي 1.5.1 | 1.15 (الورقتان) |
| F = ma | موسع 1.5.1.11 | 1.17 (الورقتان، للحفظ) |
| الوزن W = mg | أساسي 1.3 | 1.18 (الورقتان، للحفظ) |
| منحنيات الحمل والاستطالة والنوابض | المنحنيات أساسي، وثابت النابض وحد التناسب موسع | 1.22 إلى 1.24: تجربة وقانون هوك والمرونة |
| العزوم ومبدأ العزوم | أساسي (قوة على كل جانب)، وأكثر من قوة موسع | 1.30P إلى 1.33P (الورقة ٢ فقط) |
| مركز الثقل والاتزان | أساسي 1.5.3 | 1.31P (الورقة ٢ فقط) |
| الزخم والدفع وحفظ الزخم | موسع 1.6 بالكامل | 1.25P إلى 1.28P (الورقة ٢ فقط) |
| مسافات التوقف | غير مذكورة | 1.19 و1.20 |
| الضغط p = F/A | أساسي 1.8 | 5.5 |
| الضغط في السوائل | وصفي في الأساسي، والمعادلة في الموسع | 5.6 و5.7 |
الأفكار الأساسية
القوة كمية متجهة. عند تأثير عدة قوى على خط واحد اجمع القوى في اتجاه واطرح القوى المعاكسة لتحصل على المحصلة. القوة المحصلة تغير السرعة أو الاتجاه، وغيابها يعني بقاء الجسم ساكنًا أو متحركًا بسرعة ثابتة في خط مستقيم. الكتلة مقدار المادة في الجسم وتقاس بالكيلوجرام، والوزن قوة الجاذبية عليه ويقاس بالنيوتن. وعلى الأرض g نحو ٩٫٨ نيوتن/كجم، فوزن طالب كتلته ٥٠ كجم نحو ٤٩٠ نيوتن.
تتناسب استطالة النابض مع الحمل حتى حد التناسب، وهو الجزء المستقيم من المنحنى. العزم = القوة × البعد العمودي عن المحور، وفي الاتزان لا توجد قوة محصلة ولا عزم محصل، فتتساوى العزوم مع عقارب الساعة وعكسها.
الزخم = الكتلة × السرعة المتجهة. في التصادم أو الانفجار دون قوة خارجية يبقى الزخم الكلي ثابتًا. والقوة = التغير في الزخم ÷ الزمن، ولهذا تقلل مناطق الانبعاج والوسائد الهوائية وأحزمة الأمان الإصابات بإطالة زمن التوقف. والضغط هو القوة على وحدة المساحة، ويزداد في السائل بزيادة العمق والكثافة.
أمثلة محلولة
١. الزخم: سيارة كتلتها ١٢٠٠ كجم وسرعتها ١٥ م/ث تصطدم بسيارة ساكنة كتلتها ٨٠٠ كجم فتتحركان معًا. الزخم قبل = ١٢٠٠ × ١٥ = ١٨٠٠٠ كجم م/ث، وبعد التصادم ٢٠٠٠ × v = ١٨٠٠٠، فتكون v = ٩٫٠ م/ث.
٢. القوة من تغير الزخم: كرة كتلتها ٠٫٠٦٠ كجم تُضرب من السكون إلى ٤٠ م/ث خلال ٠٫٠١٢ ثانية. التغير في الزخم = ٢٫٤ كجم م/ث، والقوة = ٢٫٤ ÷ ٠٫٠١٢ = ٢٠٠ نيوتن.
٣. العزوم: طفل وزنه ٤٠٠ نيوتن يجلس على بعد ١٫٥ م من محور أرجوحة. أين يجلس رجل وزنه ٦٠٠ نيوتن ليتزنا؟ ٤٠٠ × ١٫٥ = ٦٠٠ × d، فتكون d = ١٫٠ م على الجانب الآخر.
٤. ضغط السائل: غواص على عمق ١٢ م في ماء بحر كثافته ١٠٣٠ كجم/م³. الضغط = ١٠٣٠ × ٩٫٨ × ١٢ = ١٢١١٢٨ باسكال، أي نحو ١٫٢ × ١٠^٥ باسكال، دون احتساب الضغط الجوي.
٥. ثابت النابض (موسع كامبريدج): حمل ٦٫٠ نيوتن يمد نابضًا ٤٫٠ سم. حوّل إلى المتر أولًا: k = ٦٫٠ ÷ ٠٫٠٤٠ = ١٥٠ نيوتن/م.
أخطاء شائعة
- كتابة الوزن بالكيلوجرام، والوزن قوة تقاس بالنيوتن.
- استخدام المسافة على عارضة مائلة بدل البعد العمودي عن المحور.
- إهمال الاتجاه في أسئلة الزخم، فاختر اتجاهًا موجبًا وأعط السرعات المعاكسة إشارة سالبة.
- ترك الاستطالة بالسنتيمتر عند طلب ثابت النابض بوحدة نيوتن/م.
- الخلط بين حد التناسب وحد المرونة، واستخدم المصطلح الوارد في السؤال.
- استخدام المساحة بالسنتيمتر المربع مع النيوتن وتسمية الناتج باسكال.
- القول إن وسائل الأمان "تقلل الزخم"، والصحيح أنها تطيل زمن تغير الزخم فتقل القوة.
أسلوب الإجابة ولغة سلم التصحيح
معظم أسئلة القوى حسابات قصيرة: اكتب المعادلة ثم عوّض بالوحدات ثم أعط الإجابة بوحدتها. وفي أسئلة الزخم يتوقع المصحح عبارة "الزخم الكلي قبل = الزخم الكلي بعد" قبل الأرقام. وفي وسائل الأمان سلسلة الدرجات هي: الوسيلة تزيد زمن التصادم، فيقل معدل تغير الزخم، فتقل القوة على الراكب.
في تجربة العزوم صف مسطرة مترية متزنة على محور مع أثقال على أبعاد مقيسة، وفي تجربة النابض اذكر قياس الاستطالة من الطول الأصلي بمسطرة على مستوى العين، وإضافة الأحمال بخطوات متساوية.
كيف تساعد الدروس الفردية في هذا الموضوع
موضوع القوى واسع أكثر منه عميق، فتسهل الفجوات فيه دون أن يلاحظها أحد في الصف. يبدأ المدرس باختبار تشخيصي قصير يغطي كل جزء، ثم يركز وقت الدرس على نقاط الضعف، وهي غالبًا إشارات الزخم ومسائل العزوم متعددة القوى. ولطلاب إدكسل يتأكد من تغطية بنود الورقة الثانية التي تؤجلها بعض المدارس.
قائمة التحقق الذاتي
- أجد محصلة عدة قوى على خط واحد.
- أشرح الفرق بين الكتلة والوزن مع الوحدات.
- أستخدم F = ma وW = mg وأعيد ترتيبهما.
- أصف تجربة الحمل والاستطالة وأحدد حد التناسب.
- أستخدم مبدأ العزوم لإيجاد قوة أو مسافة مجهولة.
- أحل مسألة تصادم بحفظ الزخم.
- أشرح كيف تقلل منطقة الانبعاج القوة على الركاب.
- أحسب الضغط من القوة والمساحة والضغط على عمق في سائل.
أسئلة شائعة
هل الزخم في أوراق المستوى الأساسي في كامبريدج؟
لا، فالموضوع 1.6 كله من المستوى الموسع ويظهر فقط في الورقتين ٢ و٤.
ما موضوعات القوى الخاصة بالورقة الثانية في إدكسل؟
البنود التي تحمل الحرف P: الزخم ووسائل الأمان، وقانون نيوتن الثالث، والعزوم ومركز الثقل. وكل طلاب إدكسل يقدمون الورقة الثانية، فيجب مراجعتها.
هل أحفظ معادلة الضغط في السوائل؟
يضعها إدكسل في قائمة المعادلات الواجب حفظها (الملحق ٧)، وهي في كامبريدج من بنود المستوى الموسع للحفظ والاستخدام.
كم تكلفة دروس الفيزياء في LiveTutor؟
١٥ $ للدرس لكل المواد والمستويات، ضمن خطة أسبوعية من درس إلى خمسة دروس تُدفع شهريًا. الدرس ٦٠ دقيقة فردي عبر الإنترنت، والأول تجريبي مجاني.
ما قانون نيوتن الثالث؟
إذا أثر الجسم A بقوة على الجسم B فإن B يؤثر على A بقوة مساوية ومعاكسة. القوتان تؤثران على جسمين مختلفين، ولذلك لا تلغي إحداهما الأخرى.
المصادر
التواريخ والأرقام في هذه الصفحة مأخوذة من هذه المصادر الرسمية والمنشورة. تأكد دائماً من المواعيد النهائية في الصفحة الرسمية قبل الاعتماد عليها.