الأول ثانوي · فيزياء · الميكانيكا
الجسم يتحرّك، فأين القوة التي تدفعه؟
ورقة عمل على قوانين نيوتن الثلاثة، ومعها صفحة للمعلّم
أ. يوسف الجبوري
مدرسة ج
ثمانية مواقف يرسم فيها الطالب القوى بقلمه قبل أن يرى رقماً واحداً، فيظهر الخطأ في الرسم لا في الحساب.
هذه الصفحة هي بالضبط ما سيراه معلّم نشر عمله. المعلّم وحده غير حقيقي بعد.
ماذا يفعل الطالب؟
- 1
يقرأ الموقف ولا يحسب
ثمانية مواقف قصيرة، وسؤال واحد لكل موقف: ما القوى المؤثّرة، وإلى أين محصّلتها؟ بلا أرقام.
- 2
يرسم القوى بقلمه
مربع فارغ إلى جانب كل موقف. يرسم الجسم نقطةً والقوى أسهماً من عنده، ولا يختار من قائمة جاهزة.
- 3
يسمّي الزوج
لكل قوة يكتب من يؤثّر على من. فيظهر زوج الفعل وردّ الفعل واقعاً على جسمين، لا على جسم واحد.
- 4
يحسب أخيراً
بعد أن يكتمل الرسم، يعوّض في القانون الثاني (ق = ك × ت) في أربعة مواقف فقط.
ما بداخله
- 8 مواقف، لكل منها مربع فارغ يرسم فيه الطالب
- جدول «من يؤثّر على من» لزوج الفعل وردّ الفعل
- 4 مسائل عددية تأتي بعد الرسم لا قبله
- صفحة للمعلّم فيها الخطأ المتوقّع لكل موقف
النتاجات
يحدّد القوى المؤثّرة على جسم واحد ويستبعد ما يؤثّر على غيره.
يستنتج أن محصّلة القوى على جسم يتحرّك بسرعة ثابتة تساوي صفراً.
يكتب زوج الفعل وردّ الفعل على جسمين مختلفين لا على الجسم نفسه.
يحسب التسارع من محصّلة القوى والكتلة في أربعة مواقف.
على ماذا ركّز المعلّم؟
الطالب يحسب حساباً صحيحاً ويحلّ المسألة خطأً، لأنه رسم قوة لا وجود لها. فمنعت الأرقام حتى ينتهي الرسم.
استراتيجيات التدريس
- الرسم قبل الحساب
- جسم واحد في كل مربع
- الخطأ المتوقّع مكتوب في صفحة المعلّم
اختار أن يرسم الطالب الأسهم بقلمه في مربع فارغ بدل أن يسحبها من قائمة جاهزة. القائمة تعطيه مجموعة القوى الصحيحة قبل أن يفكّر فيها، والسؤال كله هو: أيّ القوى موجودة أصلاً. ورفض أن يظهر أي رقم في الصفحة الأولى، لأن الطالب الذي يرى رقماً يبدأ بالتعويض قبل أن يفهم الموقف.
أسئلة من داخله
- 1كرة تتدحرج على أرض أفقية ملساء بسرعة ثابتة. ارسم القوى المؤثّرة عليها. هل بينها قوة في اتجاه الحركة؟
- 2كتاب ساكن على طاولة، ووزنه 12 نيوتن. ما مقدار القوة التي تؤثّر بها الطاولة على الكتاب، وعلى أي جسم يؤثّر ردّ فعلها؟
- 3حصان يجرّ عربة بقوة 400 نيوتن، والعربة تجرّ الحصان بالقوة نفسها. فسّر كيف يتحرّكان رغم تساوي القوتين.
معلومات المنهاج
- الصف
- الأول ثانوي
- المبحث
- فيزياء
- الوحدة
- الميكانيكا
- دُرّس في
- فلسطين
أين يقع هذا الدرس في المنهاج
الدرس نفسه موجود في مناهج هذه الدول. الصفحة واحدة، والمسارات إليها خمسة.
متى تستعمله
الشرح
القانون الأول يقول إن الجسم يبقى على حاله، ساكناً أو متحرّكاً بسرعة ثابتة في خط مستقيم، ما لم تؤثّر عليه محصّلة قوى. أي أن الحركة نفسها لا تحتاج قوة، والذي يحتاج قوة هو تغيّر الحركة. القانون الثاني يقيس هذا التغيّر: محصّلة القوى تساوي الكتلة مضروبة في التسارع (ق = ك × ت)، فإن كانت المحصّلة صفراً كان التسارع صفراً وبقيت السرعة كما هي. القانون الثالث يقول إن القوى تأتي أزواجاً: إن أثّر أ في ب بقوة، أثّر ب في أ بقوة تساويها في المقدار وتعاكسها في الاتجاه. والشرط الذي يُنسى دائماً هو أن قوتَي الزوج تقعان على جسمين مختلفين، ولهذا لا تُلغي إحداهما الأخرى أبداً.
أخطاء شائعة يلتقطها
ارسم القوى على كرة تتدحرج على جليد: الوزن إلى الأسفل، وقوة السطح إلى الأعلى، ولا شيء إلى الأمام. السرعة الثابتة دليل على أن المحصّلة صفر، لا على وجود قوة دافعة. القوة تغيّر السرعة ولا تصنعها.
القوتان تقعان على الكتاب نفسه، فلا يمكن أن تكونا زوجاً. زوج وزن الكتاب هو جذب الكتاب للأرض، وزوج دفع الطاولة للكتاب هو دفع الكتاب للطاولة. اسأل عند كل سهم: على أي جسم تقع هذه القوة؟
القوتان على جسمين مختلفين، فلا تجتمعان في حساب واحد. انظر إلى العربة وحدها: الحصان يشدّها إلى الأمام والاحتكاك يشدّها إلى الخلف، والفرق بينهما هو ما يحرّكها.