فعل الأرض على جملة ميكانيكية: الثقل

مؤشرات الكفاءة:- يعرف أن ثقل جملة ميكانيكية هو القوة التي تطبقها الأرض على
هذه الجملة.
- يمثل الثقل بشعاع يتجه دائما نحو مركز الأرض.
الدروس التي ينبغي مراجعتها:
- الجملة الميكانيكية (الدرس الأول في هذا الإرسال)
- المقاربة الأولية للقوة كشعاع (الدرس الأول في هذا الإرسال)
الوسائل التي يمكن الاستعانة بها:
ربيعة، كتل مختلفة، مسطرة ، ..
المراجع أي مرجع يتعرض لهذا الموضوع
تصميم الدرس
*فعل الأرض على جملة ميكانيكية
*الخلاصة
*أسئلة التصحيح الذاتي
*أجوبة التصحيح الذاتي
فعل الأرض على جملة ميكانيكية: الثقل
*فعل الأرض على جملة ميكانيكية
نشاط- 1
حضر ثلاثة دلاء(جمع دلو) متماثلة، ضع في الدلو الأول لتين من الماء، وضع في الدلو الثاني ثلاثة
.( لترات من الماء، ثم ضع أخيرا خمسة لترات من الماء في الدلو الثالث (أنظر الوثيقة- 1
ارفع كل دلو على حدة. بماذا تشعر؟
عند رفع كل دلو على حدة تشعر بأن الدلو الأول أخف من الثاني وأن الدلو الثاني أخف من الثالث. ولو
تركنا أحد الدلاء المرفوعة باليد وشأنه فإنه يسقط باتجاه سطح الأرض.
يتبين لنا مما سبق بأن الأرض تؤثر عن بعد على كل جسم حولها بفعل ميكانيكي تزداد قيمته بازدياد
كتلة ذلك الجسم. أي أن الأرض
تجذب كل جسم بقوة. تسمى هذه القوة ثقل الجسم.وما شعورنا بخفة
الدلو الأول بالنسبة لكل من الدلوين الآخرين إلا لكون قيمة ثقل هذا الدلو الأول أقل من كل من ثقلي
الدلوين الثاني والثالث كل على حدة.
بفعل ميكانيكي نسميه ثقل هذه T تؤثر عليها الأرض (s) وبصورة عامة، فإن أية جملة ميكانيكية
الجملة. ويرمز له بالرمز .
وعليه فكل ثقل من الدلاء السابقة هو:
PT / S3 ، ،
ρ
.
مميزات ثقل جملة ما
الوثيقة- 1
ثلاثة دلاء متماثلة
دلو- 1 S1 دلو- 2 S2 دلو- 3 S3
بما أن ثقل جملة ميكانيكية هو الفعل الميكانيكي للأرض على هذه الجملة، فإنه يمكننا أن ننمذج هذا
الفعل الميكانيكي بقوة.
وكما نعلم فإن من مميزات القوة: هي الحامل والجهة والقيمة.
حامل الثقل:
قبل أن نحدد حامل الثقل لا بد لنا أن نتعرف على المصطلحين الآتيين:
- المستوي الأفقي:
إذا أفرغنا كمية من الماء في حوض زجاجي وتركناه حتى يسكن فإن السطح السائب الحر للسائل
.( (الماء) يحدد لنا مستويا أفقيا.(أنظر الوثيقة- 2
المستقيم الشاقولي:
هو كل مستقيم عمودي على المستوي الأفقي.
شاقول نقطة:
هو كل مستقيم يشمل هذه النقطة ومركز الأرض، ويكون عموديا على المستوي الأفقي
ملاحظة:
في المكان الواحد نعتبر عمليا كل المستقيمات الشاقولية متوازية.
: نشاط- 2
نعلق خيط مطمار في حامل ونضع قطعة طباشير صغيرة تحت الكتلة المدببة لخيط المطمار، ونترك
الجملة حتى تستقر،حيث تمثل لنا
.( استقامة خيط المطمار الشاقول في ذلك المكان(أنظر الوثيقة- 3
السطح الأفقي الحر للسائل
الوثيقة- 2
خيط
قطعة طباشير
الوثيقة- 4 ب الوثيقة- 4 أ الوثيقة- 3
نلف خيط المطمار على خطاف التعليق ونترك الجملة حتى تستقر(أنظر الوثيقة 4-أ). ثم نقوم بحرق
خيط التعليق فيسقط الجسم المدبب على قطعة الطباشير الصغيرة دلالة على اتباعه استقامة الخيط كما
هو مبين في الوثيقة 4-ب. أي أن سقوط الجسم كان وفق شاقول نقطة التعليق . ومنه فمنحى الثقل هو
الشاقول (أي الحامل هو الشاقول).
جهة الثقل:
إن سقوط الجسم كان وفق الشاقول متجها نحو الأسفل أي نحو مركز الأرض. إذن فجهة الثقل تكون
من الأعلى نحو الأسفل.
قيمة الثقل:
إذا رجعنا إلى النشاط - 1 وعلقنا كل دلو من الدلاء الثلاثة على حدة في خطاف ربيعة، فإن مؤشر هذه
الأخيرة يشير في كل مرة إلى قيمة معينة تختلف باختلاف كتلة كل دلو. والربيعة هي أداة نستعملها
لقياس قيمة القوة وهي تتكون من نابض مرن، هو الجزء الأساسي فيها،يثبت أحد طرفي هذا النابض
.( بخطاف تعليق الربيعة والطرف الآخر للنابض يثبت به خطاف تعليق الأجسام.(أنظر الوثيقة- 5
خطاف تعليق
السدادة العلویة
صامولة
النابض الهيكل
المؤشر
تدریجات
السدادة السفلية خطاف تعليق
الوثيقة - 5
هل يتغير ثقل جملة بتغير موضعها على سطح الأرض؟
لقد دلت الدراسات التجريبية بأن ثقل جملة يتغير بالزيادة عند انتقال هذه الجملة من خط الاستواء إلى
أحد القطبين.
كما ينقص ثقل هذه الجملة في المكان الواحد عند الارتقاء بها إلى علو أكبر.
تمثيل الثقل بشعاع:
يمثل الثقل بشعا حامله الشاقول وجهته نحو الأسفل وطوله يتناسب مع قيمة الثقل الممثل وفق سلم رسم
مناسب.
وحدة الثقل:
يقدر الثقل في الجملة الدولية بالنيوتن.
الخلاصة:
* القوة التي تؤثر بها الأرض على جملة ما تسمى ثقل ه الجملة.
* بعض مميزات ثقل جملة:
- الحامل: وفق المستقيم الشاقولي.
- الجهة: من الأعلى نحو الأسفل باتجاه مركز الأرض.
- القيمة: تقاس بالربيعة.
يرمز لها بالرمز ، ويرمز إلى قيمتها بالرمز S لجملة ميكانيكية T * إن قوة جذب الأرض
T S P . /
يقدر الثقل في الجملة الدولية بوحدة النيوتن التي يرمز لها بالرمز . *N
* كلما تغير بعد جملة ميكانيكية عن مركز الأرض تعير ثقلها.
أسئلة التصحيح الذاتي
التمرين الأول:
أكمل أماكن الفراغ بما يناسبه.
- ثقل جملة ميكانيكية هو قوة جذب..........
- من بين مميزات ثقل جملة ميكانيكية..........و.........و........
- تقاس قيمة القوة ب..............
- وحدة ثقل جملة ميكانيكية في الجملة الدولية هي.......ورمزها....
التمرين الثاني:
نعلق جسما بخطاف ربيعة فيشير مؤشرها إلى 6 نيوتن.
-1 أذكر مميزات الثقل المعلق باستثناء نقطة التأثير مع الشرح.
( 1cm 2N -2 مثل ثقل الجسم بشعاع (سلم الرسم
التمرين الثالث:
من بين الرسومات الآتية التي تمثل سقوط جسم على سطح الأرض، ماهو الرسم الصحيح؟ برر
إجابتك.
الأرض
1
الأرض
2
الأرض
3
أجوبة التصحيح الذاتي
أجوبة التمرين الأول:
أكمل أماكن الفراغ بما يناسبه.
- ثقل جملة ميكانيكية هو قوة جذب الأرض لها.
- من بين مميزات ثقل جملة ميكانيكية الحامل والجهة والقيمة.
- تقاس قيمة القوة بالربيعة.
.N - وحدة ثقل جملة ميكانيكية في الجملة الدولية هيالنيوتن ورمزها
أجوبة التمرين الثاني:
من مميزات الثقل:
- الحامل: شاقولي.
- الجهة: من الأعلى نحو الأسفل باتجاه مركز الأرض.
.( 6N - القيمة: هي القيمة التي أشارت إليها الربيعة (أي
تمثيل ثقل الجسم:
لتمثيل ثقل الجسم نستعمل مقياس الرسم المعطى:
.6N قيمة الثقل هي
1cm 2N
Xcm 6N
2
x = 6X1
X = 3cm
أجوبة التمرين الثالث:
إن الرسم الصحيح الذي يمثل سقوط جسم على سطح الأرض هو الرسم( 1) ، لأن حامل شعاع الثقل
يمر دائما من مركز الأرض.
الأرض
الأرض
3

كتب بواسطة kamel

محمد السيد وألقب ب (ميدو) مصري الوطن والجنسية، أبلغ من العمري 20 عاماً، بدأت في مجال التدوين في عام 2011، تدرجت في هذا المجال حتي يومنا هذا وقد بلغت من العلم قليله.