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.
الميكانيك — حركة المقذوفات والسقوط الحر — السنة الثالثة ثانوي (بكالوريا) — شعبة علوم تجريبية — العلوم الفيزيائية — المنهاج الجزائري
تدرس حركة المقذوفات حركة الأجسام المقذوفة في مجال الجاذبية الأرضية. يجمع هذا الدرس بين مفاهيم الميكانيك والهندسة التحليلية. وهو من المواضيع الهامة في بكالوريا شعبة علوم تجريبية.
أولاً: السقوط الحر (Chute Libre)
السقوط الحر هو حركة جسم يخضع فقط لتأثير قوة الجاذبية (وزنه) في غياب مقاومة الهواء. جميع الأجسام تسقط بنفس التسارع g = 9.81 m/s^2 بغض النظر عن كتلتها.
معادلات السقوط الحر (v0 = 0):
- التسارع: a(t) = g
- السرعة: v(t) = g x t
- المسافة: y(t) = 0.5 x g x t^2
ثانياً: حركة المقذوفات (Mouvement des Projectiles)
عند قذف جسم بسرعة ابتدائية v0 بزاوية alpha مع الأفقي، تتحلل الحركة إلى حركتين مستقلتين:
- حركة أفقية: منتظمة (سرعة ثابتة) لأن القوى الأفقية منعدمة.
- حركة عمودية: متسارعة بانتظام (تأثير الجاذبية).
المعادلات البارامترية (في معلم مناسب):
- x(t) = v0 x cos(alpha) x t (الحركة الأفقية)
- y(t) = -0.5 x g x t^2 + v0 x sin(alpha) x t + y0 (الحركة العمودية)
ثالثاً: المعادلة الديكارتية للمسار
بحذف t من المعادلتين السابقتين نحصل على معادلة المسار وهي معادلة قطع مكافئ (Parabole).
رابعاً: خصائص هامة لحركة المقذوفات
- زمن التحليق: t_vol = (2 x v0 x sin(alpha)) / g
- أقصى ارتفاع: h_max = (v0^2 x sin^2(alpha)) / (2g)
- المدى الأفقي: R = (v0^2 x sin(2alpha)) / g
- أقصى مدى يتحقق عند زاوية alpha = 45 درجة (إذا أغفلنا مقاومة الهواء).
خامساً: مثال بكالوريا
تمرين بكالوريا (دورة 2023 – شعبة علوم تجريبية): يقذف لاعب كرة بسرعة ابتدائية v0 = 20 m/s بزاوية alpha = 30 درجة مع الأفقي. نأخذ g = 10 m/s^2.
1. احسب أقصى ارتفاع تصل إليه الكرة.
2. احسب المدى الأفقي للكرة.
3. احسب سرعة الكرة عند أقصى ارتفاع.
الحل:
1. h_max = (v0^2 x sin^2(alpha)) / (2g) = (400 x 0.25) / 20 = 100/20 = 5 متر
2. R = (v0^2 x sin(2alpha)) / g = (400 x sin(60)) / 10 = (400 x 0.866) / 10 = 34.64 متر
3. عند أقصى ارتفاع، المركبة العمودية للسرعة تنعدم. تبقى المركبة الأفقية:
v = v0 x cos(alpha) = 20 x cos(30) = 20 x 0.866 = 17.32 m/s
خلاصة
حركة المقذوفات تطبيق مهم على قوانين نيوتن والمعادلات البارامترية. فهم هذه الحركة ضروري في الرياضات (كرة القدم، كرة السلة)، والعسكرية، والفيزياء الفلكية. وهي من المواضيع الهامة في البكالوريا لشعبة العلوم التجريبية.
دروس مشابهة
- العلوم الفيزيائية — النظائر (مفاهيم أساسية) — السنة الثالثة ثانوي
- العلوم الفيزيائية — البصريات الهندسية — السنة الثالثة متوسط
- العلوم الفيزيائية — الكهرباء: التيار الكهربائي (مفاهيم أساسية) — السنة الأولى ثا
