|
صفحة: 19
الأهداف التعليمية أن يفهم الطلاب المصطلحات الأساسية : التأثير المتبادل والقوى ، والعلاقة بينهما . أن يفهم الطلاب أن في التأثير المتبادل بين جسمين ، يؤثر كل جسم من الجسمين قوة على الجسم الآخر . القوى متساوية بقوتها ومتعاكسة بالاتجاه ( القانون الثالث لنيوتن ) . أن يشخص الطلاب في حالات مختلفة الأجسام المشتركة في التأثيرات المتبادلة والقوى التي تؤثر على كل جسم . أن يفهم الطلاب كيف تؤثر مجموع القوى المؤثرة على جسم على حركة الجسم . أن يتعرف الطلاب على المصطلح ضغط ، تعلقه بالقوة وبالمساحة واستخدامه لوصف ظواهر . أن يتعرف الطلاب على طرق لتعزيز قوة ( رافعة وسطح مائل - منحدر ) . أن يستخدم الطلاب قانون الرافعة لتطبيقات أساسية . أن يصف الطلاب حركة جسم كمسافة يقطعها الجسم في وحدة زمن . توضيحات تتعلق بأساليب التدريس تشير أبحاث كثيرة إلى أن الطلاب يصلون إلى دراسة موضوع علمي ولديهم مفاهيم مسبقة . تبلورت هذه المفاهيم خلال تجربتهم في الحياة اليومية ، ولا تلائم دائما المفهوم والتفسير العلمي للظواهر المختلفة . لذلك ، يوصى أثناء تعلم وتدريس هذا الفصل بالانتباه للنقاط التالية : . 1 عندما تؤثر قوة على جسم فهي تؤدي إلى تغيير سرعته و / أو شكله - يميل طلاب كثيرون إلى الاعتقاد بأن حركة جسم تنجم نتيجة القوى التي أثرها الجسم على أجسام أخرى . حسب قانون نيوتن الثاني ، تغير سرعة جسم ( بحجمها / أو باتجاهها ) يمكن أن يحدث عندما تؤثر عليه قوى فقط . مثلا ، حركة السيارة لا تتم بسبب القوة التي تؤثرها على الشارع ، بل بسبب القوة التي يؤثرها الشارع عليها . صعوبة أخرى هي بتشخيص تأثير القوة على الجسم الذي تؤثر عليه القوة - يتعلم الطلاب تشخيص تأثير قوى على أجسام ، لكن لا يظهر للعين دائما تأثير القوة على سرعة الجسم أو على شكله . عندما تؤثر على الجسم قوى متوازية فهو لا يغير سرعته ، رغم تأثير قوى عليه . مثلا ، عندما تؤثر قوة على جسم صلب ، مثل طاولة ، التغيير في شكله هو مجهري ( ميكروسكوبي ) ولا يمكن ملاحظته . هذه الصعوبة تنعكس أيضا على فهم القانون الثالث لنيوتن ، كما سيوض َّ ح لاحقا . . 2 تأثير متبادل بين أجسام – التأثير المتبادل هو عمل متبادل ، يؤثر فيه الجسمان قوة على بعضهما . يحدد القانون الثالث لنيوتن أنه في كل تأثير متبادل بين جسمين ، يؤثر كل من الجسمين قوة مساوية على الجسم الآخر ، بالاتجاه المعاكس للقوة التي يؤثرها عليه الجسم الآخر . أحيانا يجد الطلاب صعوبة لفهم هذا القانون ، لأنه يناقض الحدس : تأثير القوى على الأجسام لا يرى دائما بالعين ، وأحيانا يمكن رؤية نتائج تأثير القوة فقط على أحد الجسمين . يعرض الفصل نماذج تبين هذه الصعوبة ويوصى ببحثها : مثلا ، الحجر الذي يسقط إلى الأرض يجذب إليه الكرة الأرضية بنفس القوة التي تجذبه بها الكرة الأرضية ، لكن بالاتجاه المعاكس لاتجاه قوة الجاذبية؛ شخصان مختلفا الوزن يشدان بالحبل ، يؤثران عليه قوى متساوية ، طالما الحبل لا يتحرك . التفسير للتأثير المختلف للقوة على كل واحد من الجسمين ، يكمن بمجموع القوى التي تؤثر على كل جسم على انفراد ، ويتعلق بعوامل مثل كتلة الجسم . مثلا ، قوة الجذب التي يؤثرها الحجر على الكرة الأرضية تؤدي إلى تغير لا يذكر في سرعتها ، نتيجة كتلتها الهائلة . يصف هذا الفصل عروضا وتجارب توضح القانون الثالث لنيوتن بواسطة قياسات كمية . . 3 الاحتكاك - يتعرف الطلاب في هذا الفصل على نوعين من قوة الاحتكاك : احتكاك حركي ، كالذي بين الكرسي المزاح على المصطبة ، واحتكاك ساكن ، كالقائم عند المشي أو في حركة سيارات . اتجاه قوة الاحتكاك معاكس دائما للاتجاه التي تتحرك نحوه المسطحات أو " تحاول أن تتحرك " . نوعا قوى الاحتكاك - الساكن وأيضا الحركي ، قد " يعيقان " الحركة ، أي تؤثر بعكس اتجاه الحركة أو تتيح الحركة ، أي تؤثر باتجاه الحركة . يعتقد الكثير من الطلاب أن قوة الاحتكاك تعيق الحركة دائما ، مثلا الاحتكاك يعيق حركة أجزاء آلات ، تبطئ سرعة السفر بالدراجة الهوائية وغيرها . لكن في أحيان كثيرة ، الاحتكاك هو ما يمك ِّ ن الحركة . يعرض هذا الفصل نماذج لأهمية قيام قوة الاحتكاك في الحياة اليومية . مثلا ، السير على الرصيف ، سفر سيارة على شارع . في هذه الحالات الاحتكاك هو احتكاك ساكن ، يمك ِّ ن الحركة . مثلا ، عندما تدور عجلات السيارة ، يلامس في كل مرة الأرض جزء آخر من العجل ، لا ينزلق على الأرض . قوة الاحتكاك المتشكلة بين العجل والأرض هي قوة احتكاك ساكنة ، تمك ِّ ن حركة السيارة إلى الامام .
|