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.
درس: السقوط الحر (Chute Libre) — معادلات الحركة في مجال الجاذبية
المستوى: الأولى ثانوي — المادة: العلوم الفيزيائية — المنهاج: الجزائري
اهداف الدرس
- تعريف السقوط الحر وشروطه
- تطبيق قوانين نيوتن على حركة السقوط الحر
- إيجاد معادلات السرعة والمسافة بدلالة الزمن
- حل مسائل السقوط الحر
1. تعريف السقوط الحر
السقوط الحر هو حركة جسم يخضع فقط لتأثير قوة الجاذبية الأرضية، مع إهمال مقاومة الهواء. في هذه الحالة، يتحرك الجسم بتسارع ثابت مقداره g ≈ 9.81 m/s² نحو مركز الأرض.
2. معادلات السقوط الحر (حركة مستقيمة متسارعة بانتظام)
نعتبر محوراً رأسيّاً (Oz) موجهًا نحو الأسفل، حيث نقطة الأصل O هي نقطة الانطلاق.
- التسارع: a(t) = g (ثابت)
- السرعة: v(t) = g·t + v₀ (إذا سقط من السكون v₀ = 0 ← v(t) = g·t)
- المسافة المقطوعة: z(t) = (1/2)g·t² + v₀·t + z₀
3. حالات السقوط الحر
أ. السقوط من السكون (v₀ = 0)
- v(t) = g·t
- z(t) = (1/2)g·t²
- v² = 2g·z (علاقة مستقلة عن الزمن)
ب. السقوط بسرعة ابتدائية (v₀ ≠ 0)
- v(t) = g·t + v₀
- z(t) = (1/2)g·t² + v₀·t
4. تطبيقات مهمة
- زمن السقوط: t = √(2h/g) حيث h الارتفاع
- سرعة الاصطدام: v = √(2g·h)
تمرين بكالوريا محلول
التمرين: أسقطت كرة من سطح بناء ارتفاعه 45m (g = 10 m/s²). أحسب:
- زمن السقوط حتى تصل الكرة إلى الأرض
- سرعة الكرة لحظة الاصطدام
الحل:
- z = (1/2)g·t² → 45 = (1/2)×10×t² → 45 = 5t² → t² = 9 → t = 3s
- v = g·t = 10×3 = 30 m/s
إذن زمن السقوط 3 ثوانٍ وسرعة الاصطدام 30 m/s.
خلاصة
- السقوط الحر: حركة بتسارع ثابت g
- السرعة تتناسب طرداً مع الزمن: v = g·t
- المسافة تتناسب مع مربع الزمن: z = (1/2)g·t²
- جميع الأجسام تسقط بنفس التسارع بغض النظر عن كتلتها
دروس مشابهة: الفيزياء – الأولى ثانوي | جميع دروس العلوم الفيزيائية
