ملتقى الفيزيائيين العرب - عرض مشاركة واحدة - كيف تشرح فيزياء ثاني ثانوي المطور كامل المنهج؟ (المُرشد الدراسي، صور، فيديو، فلاشات)
عرض مشاركة واحدة
  #11  
قديم 06-09-2011, 07:03
الصورة الرمزية ناصر اللحياني
ناصر اللحياني
غير متواجد
المُشـــرف العـــام
أبو صــالح وجُمــانة وراشــد
 
تاريخ التسجيل: Feb 2006
الدولة: مكة المكرمة
المشاركات: 14,476
افتراضي رد: كيف تشرح المنهج الجديد ثاني ثانوي ؟ ( المُرشد الدراسي ، صور ، فيديو ، فلاشات )

[justify]
3-2 الآلات Machines

( يحتاج إلى 3 حصص )

الحصة الـ 24 :

نشاط 1 : يعرض المعلم بعض الآلات التي يمكن توفيرها مثل :

- حديدة طويلة أو مفك طويل ( كنموذج لآلة الرافعة Lever)





- فأس أو سكين أو سحّاب ملابس (كنموذج لآلة الآسفين Wedge )





- لوح ( كنموذج لآلة السطح المائل Inclined Plane )


- مرطبان زجاجي ( كنموذج لآلة البرغي Screw )



- بكرة بسيطة ( كنموذج لآلة البكرات Pulleys )





ويتسائل عن أهميّة الآلات ؟ سيجب الطلاب أنّ أهمية الآلات تكمن في ( تخفيف الحمل ) .

ثم يُبيّن المعلم بأختصار أنّ هناك هنالك ستة أنواع أساسية من الآلات البسيطة هي :


1- الرافعة Lever ، مثل : العتلة .
2- البكرات Pulleys ، مثل : البكرة الثابتة والمتحركة والسيور .
3-السطح المائل Inclined Plane ، مثل : أي سطح يميل عن الأفق بزاوية معينة اعتماداً على الارتفاع المطلوب.
4- العجلة والمحور The wheel and axle ، مثل : العربة .
5- البرغي Screw : مثل البراغي
6- الإسفين Wedge : مثل : الفـأس وسحّاب الملابس .

ثم يعرض هذا مقطع الفيديو التالي :



نشاط 2 : يعرض المعلم المحاكاة التالية :

[flash=http://ksa.obeikaneducation.com/books/physics/swf/SAPH_1100_0302_LI01.swf]WIDTH=550 HEIGHT=400[/flash]

ويطلب من الطلاب الإجابة على الأسئلة التالية :

1 - ما فكرة عمل الآلات بشكل عام ؟
2 - على ماذا اصطلاح كل من : ( القوة المبذولة على الآلة ، القوة التي تبذلها الآلة ، الشغل المبذول على الآلة ، الشغل الذي تبذله الآلة ) .
3 - أيهما أكبر القوة المسلطة أم القوة المقاومة مع التعليل ، وما هي الفائدة الميكانيكية ؟ والفائدة الميكانيكية المثالية ؟
4 - كيف تعمل الآلات ؟ وما هي كفائتها .

الملاحظة والاستنتاج :

1 - سيشاهد الطلاب في المحاكاة أنّ مبدأ عمل الآلات هو بذل شغل على الآلة لتقوم الآلة ببذل شغل على المراد تخفيفه وذلك بتغير مقدار القوة أو اتجاهها .

2 - ثم يشاهد الطلاب في المحاكاة إلى أنّه اصطلح على ما يلي :






تسمية القوة المبذولة على الآلة بـ ( القوة المسلطة Fe )
تسمية القوة التي تبذلها الآلة بـ ( القوة المقاومة Fr )
تسمية الشغل المبذول على الآلة بـ ( الشغل المبذول Wi ) ويساوي : Wi = Fe de
تسمية الشغل الذي تبذله الآلة بـ ( الشغل الناتج Wo ) ويساوي : Wo = Fr dr

3 - وسيلاحظ الطلاب في المحاكاة أنّ القوة المسلطة أقل من القوة المقاومة بسبب أنّ القوة المسلطة يقابلها إزاحة كبيرة مقارنة بالإزاحة المقابلة للقوة المقاومة ولذلك تسمى نسبة القوة المقاومة إلى القوة المسلطة بالفائدة الميكانيكية للآلة MA ، أما الفائدة الميكانيكية المثالية للآلة IMA فهي تساوي نسبة إزاحة القوة المسلطة إلى إزاحة القوة المقاومة .

4 - يوجه المعلم النقاش ليتوصل الطلاب إلى أنّ بذل الشغل في الآلة يعني نقل الطاقة إليها ومن ثمّ ينتقل جزء من هذه الطاقة من الآلة إلى الجسم المراد التأثير عليه ( لا ينتقل كل الشغل إلا في الآلة المثالية وهي غير موجودة في الحقيقة ) مع ملاحظة أنّ الشغل الناتج Wo لا يمكن أنّ يكون أكبر من الشغل المبذول Wi استنادا إلى مبدأ حفظ الطاقة ، والآلة ليست مصدرا للطاقة .
وكفاءة الآلة تساوي الشغل الناتج مقسوما على الشغل المبذول مضروبا في 100 ، ويمكن كذلك التعبير عنها بقسمة الفائدة الميكانيكية على الفائدة الميكانيكية المثالية مضروبا في 100 .

ملاحظة : في نظام البكرات الثابتة تتساوى القوة المسلطة بالقوة المقاومة ، إذا ما الفائدة منها !! الفائدة هو تغير اتجاه القوة.

الحصة الـ 25 :

نشاط 3 : يعرض المعلم هذه الصور :




ويطلب من الطلاب تصنيفها إلى نوع من أنوع الآلات البسيطة ، سيلاحظ الطلاب أنّ هذه الآلات تتكون من أكثر من آلة بسيطة ولذلك تعتبر آلات مركبة ، وهي كثيرة جدا ، ثم يبيّن المعلم أنّ الفائدة الميكانيكية تساوي حاصل ضرب الفوائد الميكانيكية للآلات البسيطة التي تتكون منها .

ويستطرد المعلم بتوضيح أنّ الدراجة الهوائية هي عبارة عن آلتين بسيطتين هي :



الآلة الأولى : الدواسة وناقل الحركة الأمامي
الآلة الثانية : ناقل الحركة الخلفي و العجلة الخلفية


في الآلة الأولى :
القوة المسلطة هي القوة التي يؤثر بها السائق على الدواسة ،
أما القوة المقاومة فهي القوة التي يؤثر بها ناقل الحركة الأمامي على السلسلة

وفي الآلة الثانية :
القوة المسلطة هي القوة التي تؤثر بها السلسلة على ناقل الحركة الخلفي .
أما القوة المقاومة هي القوة التي تؤثر بها العجلة الخلفية على الطريق .

مع التذكير بأنّ :
القوة المبذولة على الآلة تسمى بـ ( القوة المسلطة Fe )
القوة التي تبذلها الآلة تسمى بـ ( القوة المقاومة Fr )

و تساوي الفائدة الميكانيكية للدراجة حاصل ضرب فائدة كلا من الآلتين الأولى والثانية .


ميكانيكية الدراجة الهوائية متعددة النواقل :
إنّ سائق الدراجة الهوائية متعددة نواقل الحركة يستيطع تغيير الفائدة الميكانيكية للآلة (MA) بأختيار الحجم المناسب لأنصاف أقطار ناقلي الحركة ( ناقل الحركة الأمامي أو ناقل الحركة الخلفي ) حسب الحالات التي يمر بها :

الحالة الأولى : في حالة التسارع أو صعود مرتفع :
فإن السائق يحتاج إلى زيادة الفائدة الميكانيكية المثالية للآلة (IMA) لكي يزيد القوة التي يؤثر بها الدولاب في الطريق ، ولهذا هو يحتاج إلى جعل نصف قطر ناقل الحركة الخلفي كبير مقارنة بنصف قطر ناقل الحركة الأمامي ( دقق في النظر إلى مقطع الفيديو أدناه / عند 20 ثانية تحديدا ) وبالتالي عندما يؤثر السائق بالقوة نفسها يؤثر الدولاب في الطريق بقوة أكبر ، ولكن السائق يدّور الدواسة عدد أكبر من الدورات مقابل دورة واحدة للدولاب .


الحالة الثانية : في حالة السير على طريق منحدر :
تحتاج الدراجة الهوائية إلى قوة أقل ، لذلك يجب اختيار مجموعة ناقل الحركة بحيث يكون الخلفي صغيرا والأمامي كبيرا ( دقق في النظر إلى مقطع الفيديو أدناه / عند 30 ثانية تحديدا ) وعندها تكون الفائدة الميكانيكية المثالية للآلة (IMA) قليلة ، وبالتالي عندما يؤثر السائق بالقوة نفسها يؤثر الدولاب في الطريق بقوة أقل ، ولا يحتاج السائق إلى تدوير الدواسات بمقدار كبير مقابل كل دورة .

================================
[justify]
مُساهمة قيّمة من الأستاذ مشاعر الروح ، وأترقب المزيد مثل هذه الإضافات الرائعة :

ممكن أن نطرح السؤال التالي بعد تأمل الصور المتتابعة التالية :
1-

2-

3-

كيف أمكن المطورين للدراجة الهوائية زيادة فائدتها الآلية ؟

ويتم النقاش حول اختلاف الصور وأبرز التطورات فيها ،،،
حيث أن

الأولى : يدور الدولاب دورة كاملة إذا تم إدارة الدواسة دورة كاملة .
الثانية : لقطع مسافة أطول عند كل دورة للدواسة، كان من الضروري الزيادة في قطر العجلة الأمامية: تم تطبيق هذا المبدأ على الدراجة ذات العجلة الكبيرة.
الثالثة : أما الدراجة الهوائية فتستخدم سلسلة مضبوطة على مسننتين مختلفتي الحجم، مما يسمح بقطع مسافة أطول عند القيام بدورة واحدة للدواسة.

لأن عندما يكون ناقل الحركة الأمامي كبير( الترس الأيمن ) وناقل الحركة الخلفي صغير ( الترس الأيسر ) فإن بواسطة دورة واحدة من الأمامي سيدور الخلفي أكثر من دورة :


من ثم نتفحص المكونات الآلة الدراجة الهوائية ،،، كما في الصورة التي أدرجها الاستاذ ناصر
ومن هنا نجد أن الدراجة الهوائية مكون من آلتين ...



ملاحظة :
هذا المنهج يدرس للطلاب الحاليين على اساس انهم درسوا الآلات البسيطة سابقا والان يدرسوا في هذا الكتاب الفائدة والكفاءة لها وللآلات المركبة ،،، وهم واقعا لا يعرفون شئ عن الآلات البسيطة لانها بالمنهج السابق القديم والحالي بمنهج اول متوسط ،،، فراحت عليهم :emot30_astonishe:


أتمنى يكون ما ذككرته واضحا ً
تحياتي - م مشاعر

[/justify]
================================

نشاط 4 : يعرض المعلم الصورة التالية :


ثم يطلب تخمين الأجزاء الرئيسية لأنظمة الرافعات في جسم الإنسان البشري ( المُشار إليها بالأسهم في الصورة أدناه ) ، مع طرح الخيارات التالية : قضيب صلب ( العظام ) ، مصدر قوة ( انقباض العضلات ) ، نقطة أرتكاز ( المفاصل بين العظام ) ، مقاومة ( وزن الجسم الذي يتم رفعه ) .

ليتوصل معهم إلى أن الأسهم في الصورة تشير إلى :
- 1 - قضيب صلب ( العظام )
- 2 - مصدر قوة ( انقباض العضلات )
- 3 - نقطة أرتكاز ( المفاصل بين العظام )
- 4 - مقاومة ( وزن الجسم الذي يتم رفعه ) .

ثم يُبيّن لهم أنّ قيمة الكفاءة في أنظمة الروافع بجسم الإنسان ليست عالية والفوائد الميكانيكية محدودة وهذا ما يفسر حاجة جسم الإنسان إلى طاقة



- كما أنّ الورك يعمل كنقطة الارتكاز عندما يمشي الإنسان ، ولذلك يُؤرجح المتسابق وركه نحو الأعلى عند انطلاقة السباق لكي يزيد من سرعته عن طريق زيادة طول الرافعة المكونة من عظام الساق .


نشاط 5 : يطلب المعلم من أحد الطلاب تنفيذ تجربة الدولاب والمحور ص 83 .

- الأدوات : سلكين طول كل منهما 1 m ، كفر (دولاب) ، محور (عصا) بشرط أنّ تكون العصا مُثبّتة في الكفر أيّ أنهما يدوران مع بعضهما .


- الخطوات بإختصار شديد :
1 - لفّ السلك الأول في اتجاه عقارب الساعة على العصا .
2 - لفّ السلك الثاني عكس اتجاه عقارب الساعة على الكفر (الدولاب)، واربط فيه كتلة 0.5 kg
3 - اسحب السلك الأول ( الملفوف على العصا )

سيلاحظ الطلاب أنّه عند سحب السلك الأول مسافة صغيرة فإنّ الكتلة المعلقة على الكفر (الدولاب) سترتفع مسافة كبيرة ، وبمعنى آخر فإنّ القوة الصغيرة المؤثرة على العصا أصبحت كبيرة على الكفر (الدولاب) . وهذا يعني تناسب هذه المسافات مع أنصاف الأقطار ( وبالتالي تناسب الشغل أيضا مع أنصاف الأقطار ) .

في الرابط التالي : مجلد يحتوي على جميع الصور والفلاشات والفيديو المدرجة في الدرس السابع ، و المرشد الدراسي للدرس السابع :



الحصة الـ 26 :

تمارين صفحة 85
[/justify]
رد مع اقتباس