مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
🎯 أهداف التعلم
- أن يعرّف المتعلّم مفهوم السرعة وأهميتها في وصف الحركة.
- أن يميّز بين السرعة المتوسطة والسرعة اللحظية.
- أن يحسب السرعة المتوسطة باستخدام العلاقة: v = d / t.
- أن يفرّق بين أنواع الحركة: المنتظمة والمتسارعة والمتباطئة.
- أن يطبّق المفاهيم في حل مسائل وتمارين من الحياة اليومية.
📝 تمهيد
عندما ننظر إلى سيارة تسير على الطريق، أو طائراً يحلّق في السماء، أو لاعباً يركض في الملعب، نلاحظ أن هذه الأجسام تغيّر مواقعها مع مرور الزمن. هذا التغيّر في الموضع نسمّيه الحركة. ولكن كيف نصف مقدار هذه الحركة؟ وما الذي يخبرنا به عداد السرعة في السيارة؟ في هذا الدرس، سنتعلّم كيف ندرس حركة الأجسام من خلال مفهوم السرعة، وكيف نفرّق بين أنواعها المختلفة.
⚡ المفاهيم الأساسية
1. مفهوم السرعة
السرعة هي مقدار المسافة التي يقطعها جسم ما في وحدة الزمن. بعبارة أخرى، السرعة تخبرنا بمدى سرعة تغيّر موضع الجسم. كلما تحرّك الجسم مسافة أكبر في زمن أقصر، كانت سرعته أكبر.
نقول عن جسم أنه يتحرّك حركة منتظمة إذا قطع مسافات متساوية في أزمنة متساوية. أما إذا تغيّرت سرعته مع الزمن، فحركته غير منتظمة.
2. السرعة المتوسطة
السرعة المتوسطة هي السرعة المحسوبة على كامل المسافة المقطوعة خلال كامل زمن الرحلة. تُحسب بالعلاقة:
v = d / t
حيث:
- v: السرعة المتوسطة (وحدة القياس: متر في الثانية m/s أو كيلومتر في الساعة km/h)
- d: المسافة المقطوعة (وحدة القياس: المتر m أو الكيلومتر km)
- t: الزمن المستغرق (وحدة القياس: الثانية s أو الساعة h)
ملاحظة مهمة: لتحويل السرعة من km/h إلى m/s، نقسم على 3.6. وللتحويل من m/s إلى km/h، نضرب في 3.6.
3. السرعة اللحظية
السرعة اللحظية هي سرعة الجسم في لحظة معيّنة من الزمن، وليس على مدى كامل الرحلة. العداد الذي نراه في لوحة قيادة السيارة (Speedometer) يعطي السرعة اللحظية للسيارة في كل لحظة.
لحساب السرعة اللحظية تقريبياً، نأخذ مسافة صغيرة جداً جداً (Δd) ونقسمها على زمن صغير جداً (Δt) حول اللحظة المطلوبة:
4. أنواع الحركة حسب تغيّر السرعة
| نوع الحركة | وصفها | مثال |
|---|---|---|
| حركة منتظمة | السرعة ثابتة لا تتغيّر مع الزمن. يقطع الجسم مسافات متساوية في أزمنة متساوية. | سيارة تسير على طريق مستقيم بسرعة 80 km/h ثابتة |
| حركة متسارعة | السرعة تزداد مع مرور الزمن (التسارع موجب). | سيارة تبدأ الحركة من السكون وتزداد سرعتها تدريجياً |
| حركة متباطئة | السرعة تتناقص مع مرور الزمن (التسارع سالب = تباطؤ). | سيارة تضغط على الفرامل لتتوقف تدريجياً |
5. العلاقة بين السرعة والمسافة والزمن
يمكن إعادة ترتيب معادلة السرعة لإيجاد أي مجهول:
| المطلوب إيجاده | العلاقة |
|---|---|
| السرعة (v) | v = d / t |
| المسافة (d) | d = v × t |
| الزمن (t) | t = d / v |
📊 جدول مقارنة: السرعة المتوسطة vs السرعة اللحظية
| وجه المقارنة | السرعة المتوسطة | السرعة اللحظية |
|---|---|---|
| التعريف | المسافة الكلية ÷ الزمن الكلي | السرعة في لحظة معيّنة |
| المدى الزمني | زمن كامل الرحلة (طويل) | زمن صغير جداً (لحظي) |
| الاستخدام | حساب السرعة الإجمالية لرحلة | قراءة عداد السرعة في السيارة |
| القانون | v = d / t | v ≈ Δd / Δt |
🧪 تجربة افتراضية: قياس سرعة العداء
تخيّل أنك في ملعب الرياضة. عداء يجري مسافة 100 متر في زمن قدره 10 ثوانٍ. لنحسب سرعته المتوسطة:
🔹 مثال محلول 1
المعطيات:
- المسافة d = 100 m
- الزمن t = 10 s
- المطلوب: السرعة المتوسطة v
الحل: v = d / t = 100 / 10 = 10 m/s
إذا أردنا تحويلها إلى km/h: 10 × 3.6 = 36 km/h
🔹 مثال محلول 2
المعطيات: سيارة تسير بسرعة 90 km/h لمدة ساعتين على طريق سريع. ما المسافة التي تقطعها؟
الحل: d = v × t = 90 × 2 = 180 km
السيارة ستقطع مسافة 180 كيلومتراً في ساعتين.
🔹 مثال محلول 3: التمييز بين السرعة المتوسطة واللحظية
الوضعية: انطلقت حافلة من مدينة الجزائر إلى مدينة وهران فقطعت مسافة 432 km في 4 ساعات. في لحظة ما، أشار عداد السرعة إلى 120 km/h. ما هي السرعة المتوسطة للحافلة؟ وما هي السرعة اللحظية؟
الحل:
- السرعة المتوسطة: v = 432 / 4 = 108 km/h
- السرعة اللحظية: 120 km/h (قراءة العداد في تلك اللحظة)
نلاحظ أن السرعة اللحظية (120 km/h) أكبر من السرعة المتوسطة (108 km/h)، وهذا يعني أن الحافلة كانت تسرع في بعض الأجزاء وتتباطأ في أجزاء أخرى من الرحلة.
📝 تمارين تطبيقية
✏️ التمرين 1
قطع درّاج مسافة 60 km في مدة 3 ساعات. احسب سرعته المتوسطة:
أ) بالكيلومتر في الساعة (km/h)
ب) بالمتر في الثانية (m/s)
👈 انقر للإجابة
الحل:
أ) v = 60 / 3 = 20 km/h
ب) 20 / 3.6 ≈ 5.56 m/s
✏️ التمرين 2
يحتاج قطار إلى 5 ساعات ليقطع مسافة 400 km بين مدينتين. أحسب السرعة المتوسطة للقطار. إذا زادت سرعته إلى 100 km/h، كم سيستغرق من وقت لقطع نفس المسافة؟
👈 انقر للإجابة
الحل:
السرعة الأولى: v₁ = 400 / 5 = 80 km/h
الزمن بعد زيادة السرعة: t₂ = 400 / 100 = 4 ساعات
نلاحظ أن زيادة السرعة أدّت إلى تقليل الزمن المستغرق.
🧠 ملخص الدرس
- السرعة هي المسافة المقطوعة في وحدة الزمن. وحدتها m/s أو km/h.
- السرعة المتوسطة = المسافة الكلية ÷ الزمن الكلي (v = d / t).
- السرعة اللحظية هي سرعة الجسم في لحظة معيّنة (مثل عداد السيارة).
- لتحويل km/h → m/s: نقسم على 3.6. للعكس: نضرب في 3.6.
- الحركة المنتظمة: سرعة ثابتة. الحركة المتسارعة: سرعة متزايدة. الحركة المتباطئة: سرعة متناقصة.
- يمكن حساب المسافة: d = v × t، والزمن: t = d / v.
📍 دروس مشابهة:
- القوى والحركة — العلوم الفيزيائية للسنة الرابعة متوسط
- شغل قوة وطاقة — مفهوم الشغل والطاقة في الفيزياء — الرابعة متوسط
