الصف الثاني الثانوي الفصل 5

القانون الاول لنيوتن

الرياضيات التطبيقية

وقت القراءة المقدر: ١٥ دقيقة

# ملخص: القانون الاول لنيوتن

> **المادة:** applied_math | **الصف:** الصف الثاني الثانوي | **الفصل:** الفصل الثاني

---

## أهداف التعلم
1. فهم القانون الأول لنيوتن وتطبيقاته.
2. تعريف القصور الذاتي وآثاره على الأجسام.
3. فهم كيفية تطبيق القانون الأول لنيوتن في حالات السكون والحركة المنتظمة.
4. القدرة على حل المسائل المتعلقة بالقانون الأول لنيوتن.
5. فهم العلاقة بين الكتلة والقصور الذاتي.
6. تطبيق القانون الأول لنيوتن في حل المسائل التي تتضمن مقاومة الهواء والجاذبية.

## المصطلحات والتعريفات
- **القانون الأول لنيوتن (قانون القصور الذاتي):** الجسم الساكن يبقى ساكنًا، والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته.
- **القصور الذاتي:** خاصية مقاومة الجسم لتغيير حالته الحركية.
- **القوة (F):** المؤثر الذي يغير أو يحاول أن يغير من حالة الجسم الحركية.
- **الاتزان:** محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوي صفرًا، $\Sigma \vec{F} = 0$.
- **الكتلة (m):** مقياس لممانعة الجسم لتغيير حالته الحركية.
- **السرعة (v):** معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن.

## القانون الأول لنيوتن
القانون الأول لنيوتن يصف حالة الجسم عندما تكون القوى المؤثرة عليه متزنة. الأجسام تحتفظ بحالتها، فتبقى ساكنة مثل الكتاب الموضوع على المكتب أو الصور المعلقة على الحائط، ويكون تأثير القوة مباشر (contact force) مثل سحب حبل أو دفع صندوق. ويمكن أن تكون القوة عن بعد (Action-at-a-distance) مثل تنافر أو تجاذب قطبي مغناطيسي.

يكون الجسيم في حالة اتزان عندما تكون محصلة القوى المؤثرة عليه تساوي صفرًا. توجد العديد من أنواع القوى الموجودة في الطبيعة، وهي إما أن تكون ميكانيكية أو جاذبية أو كهربية أو مغناطيسية أو نووية؛ وسندرس في هذه الوحدة النوع الأول والثاني فقط.

### ملاحظات على القانون الأول لنيوتن
1. الجسم الساكن يظل ساكنًا ما لم تؤثر عليه قوة تحاول تحريكه، والجسم المتحرك حركة منتظمة يظل متحركًا بها ما لم تؤثر عليه قوة تغير من حركته.
2. يقصد بتعبير "القوة" في صياغة القانون محصلة جميع القوى المؤثرة على الجسم.
3. تقاس القوة بوحدة النيوتن (N).
4. يضع القانون حالتي السكون والحركة المنتظمة في خط مستقيم في وضع متكافئ، وتمثل كلتاهما "الحالة الطبيعية" للجسم عندما تكون محصلة القوى المؤثرة عليه مساوية للصفر.

## تطبيقات وأمثلة محلولة
### مثال 1: جندي يهبط بمظلة
جندي يهبط بمظلة وكانت سرعته 10 كم/ساعة. سرعة هبوط الجندي عندما تكون مقاومة الهواء مساوية لوزن الجندي ومعداته هي السرعة النهائية. إذا كانت $م_1$ هي مقاومة الهواء عندما كانت سرعة الجندي $ع_1 = 6$ كم/ساعة، وكانت $م_2 = 90$ كجم، وإذا كانت $ع_2$ هي مقاومة الهواء عندما كانت سرعة الجندي $ع_2 = 10$ كم/ساعة، فأوجد $ع_1$.

### مثال 2: رجل مربوط إلى مظلة نجاة
رجل مربوط إلى مظلة نجاة يهبط هو والمظلة رأسيًا، فإذا كانت مقاومة الهواء تتناسب مع مربع سرعته، ومقاومة الهواء تساوي $\frac{1}{4}$ من وزن الجندي ومعداته عندما كانت سرعته 16 كم/ساعة. أوجد أقصى سرعة لهبوط الجندي.

## تنبيهات الامتحان
1. يجب فهم أن القوة هي المؤثر الذي يغير أو يحاول أن يغير من حالة الجسم الحركية.
2. يجب التأكد من أن محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوي صفرًا في حالة الاتزان.
3. يجب مراعاة أن القصور الذاتي يعتمد على كتلة الجسم.
4. يجب الحذر عند حل المسائل التي تتضمن مقاومة الهواء والجاذبية.

## قائمة المراجعة
1. القانون الأول لنيوتن: الجسم الساكن يبقى ساكنًا، والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته.
2. القصور الذاتي: خاصية مقاومة الجسم لتغيير حالته الحركية.
3. القوة (F): المؤثر الذي يغير أو يحاول أن يغير من حالة الجسم الحركية.
4. الاتزان: محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوي صفرًا.
5. الكتلة (m): مقياس لممانعة الجسم لتغيير حالته الحركية.
6. السرعة (v): معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن.
7. مقاومة الهواء: قوة تعارض حركة الجسم في الهواء.
8. الجاذبية: قوة جذب بين الأجسام الكتلية.
9. القوة العمودية: قوة تعمل على جسم في اتجاه عمودي على سطحه.
10. القوة الأفقية: قوة تعمل على جسم في اتجاه أفقي على سطحه.
11. قانون القصور الذاتي: الجسم الساكن يبقى ساكنًا، والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته.
12. تطبيق القانون الأول لنيوتن في حل المسائل التي تتضمن مقاومة الهواء والجاذبية.

> بالتوفيق في امتحاناتك!

أهداف الدرس الأساسية

فهم قانون نيوتن الأول

يتعرف الطالب على نص القانون الأول لنيوتن، ويفهم العلاقة بين القوة والحركة (أو السكون).

تحديد مفهوم القصور الذاتي

يشرح الطالب مفهوم القصور الذاتي، وكيف يرتبط بميل الجسم للحفاظ على حالته الحركية.

تمييز أنواع القوى

يتعرف الطالب على أنواع القوى المختلفة (ميكانيكية، جاذبية، كهربية، مغناطيسية، نووية) مع التركيز على الميكانيكية والجاذبية.

تطبيق القانون على الأجسام الساكنة

يستخدم الطالب القانون الأول لنيوتن لحساب القوى المؤثرة على جسم ساكن، وإيجاد القوى المجهولة.

تطبيق القانون على الأجسام المتحركة بسرعة ثابتة

يستخدم الطالب القانون الأول لنيوتن لحساب القوى المؤثرة على جسم يتحرك بسرعة ثابتة، وإيجاد القوى المجهولة.

حساب محصلة القوى

يتمكن الطالب من حساب محصلة القوى المؤثرة على جسم في حالة اتزان.

تحليل مسائل القطارات

يحل الطالب مسائل تتضمن حساب أقصى سرعة لقطار، مع الأخذ في الاعتبار قوة السحب والمقاومة.

تحليل مسائل الجندي

يحل الطالب مسائل تتضمن حساب أقصى سرعة لجندي، مع الأخذ في الاعتبار مقاومة الهواء.

تحليل مسائل المظلات

يحل الطالب مسائل تتضمن حساب أقصى سرعة لهبوط مظلة، مع الأخذ في الاعتبار مقاومة الهواء.

حل مسائل متنوعة

يحل الطالب مسائل متنوعة تتضمن حساب القوى المجهولة في حالات مختلفة.

تحديد العلاقة بين الكتلة والقصور الذاتي

يفهم الطالب العلاقة الطردية بين كتلة الجسم وقصوره الذاتي.

كمّل مذاكرة مع الزتونة

حمّل التطبيق دلوقتي واسأل المدرس الذكي عن أي نقطة مش فاهمها في الدرس ده. هيشرحلك المنهج كله بصوتك!

تحميل مجاني للأندرويد