مجال الميكانيك
الصعوبات في تدريس الوحدات التعلمية:
"وصف حركة جسم صلب في مرجع معين" (*)
تعرضنا في السنة الثانية من التعليم المتوسط، في مجال
الظواهر الميكانيكية إلى دراسة الحركة.
وتتمحور هذه الدراسة بالخصوص على وصف حركة الجسم المادي
الصلب، وتحديد شكل مساره ومقارنة سرعته بالنسبة لسرعات أجسام أخرى متحركة في نفس
المرجع المعتبر. حيث أنه لا يمكن وصف حركة ما إلا عند ربطها بمرجع نختاره.
كما نتعرض في هذا المجال أيضا إلى مفهوم نقل الحركة
واختيار وسيلة النقل المناسبة وشكل كل من العنصر القائد والعنصر المنقاد، وهذا حسب
تماسهما أو تباعدهما عن بعضهما البعض.
عند دراسة حركة الجسم الصلب المركب من مجموعة من النقاط
المادية المتماسكة قد نجد صعوبة في تفسير الحركة للتلاميذ في هذا السن، لذا نلجأ
إلى استعمال نموذج النقطة المادية لتكون أبسط للفهم، وأسهل لتفسير مميزات
الحركة ، مع العلم أن مميزات حركة النقطة المادية هي نفسها مميزات حركة الجسم
الصلب في الحركة الانسحابية، وهذا لأن الأبعاد بين النقاط المادية المشكلة للجسم
الصلب تبقى ثابتة سواء أثناء الحركة أو عند السكون.
فمثلا : خلال حركة عجلة الدراجة ، فإذا اعتبرنا نقطة
واحدة فقط من العجلة فحركتها حول محور العجلة إنسحابية ومسارها يكون دائريا.
أما العجلة ككل (أي نأخذ جميع نقاط العجلة) فحركتها حول
نفس المحور تكون دورا نية ويكون مسار نقاطها أيضا دائريا حول المحور المعتبر.
الوحدة التعلمية رقم-1. الجملة الميكانيكية
نستعمل مصطلح الجملة
الميكانيكية بدل الجسم المادي، حيث نطلق اسم الجملة الميكانيكية على كل جسم أو
أكثر نهتم بدراسته. وكل جسم لا ينتمي
للجملة الميكانيكية المعنية
بالدراسة ، نعتبره خارجا عنها.
كل دراسة حول الجملة الميكانيكية المتماسكة
والجملة الميكانيكية غير المتماسكة هو خارج المنهاج.
نقدم أمثلة من واقع التلميذ على الأفعال الميكانيكية
المختلفة الموجودة بين الجمل الميكانيكية ، قد تكون هذه الأفعال:
-
أفعال ميكانيكية
تلامسية، مثل قذف كرة بالرجل أو رميها باليد.
-
أفعال ميكانيكية عن
بعد، مثل انجذاب قطعة حديدية بالمغناطيس.
هذه الأفعال يمكن أن
تكون متموضعة كفعل نابض في جملة ميكانيكية، جر عربة بالخيط.أو تكون موزعة على سطح الجملة كفعل الرياح على القوارب
الشراعية.
يمكن لهذه الأفعال الميكانيكية أن تكون متبادلة بين
جملة ميكانيكية وجملة ميكانيكية أخرى ، مثل شد نابض مثبت في أحد طرفيه باليد، فإن
النابض كجملة ميكانيكية يؤثر على اليد
كجملة ميكانيكة ثانية، فنقول أن هناك تأثير متبادل بين الجملتين الميكانيكيتين
وفي اتجاهين متعاكسين.
يمكن لنا نمذجة
الفعل الميكانيكي بقوة جهتها هي
جهة الفعل الميكانيكي.
الوحدة التعلمية رقم-2. المقاربة الأولية للقوة كشعاع
-
لقد
سبق أن درسنا في الوحدة التعلمية رقم 1 ،
نمذجة الأفعال الميكانيكية بقوة ، في هذه
الوحدة نعمل على تجسيد هذه النمذجة بأنشطة لتوضيح بعض
مميزات القوة : لنقل عربة من الوضع(1) إلى الوضع (2) مثلا نقوم بجرها
بواسطة حبل يؤثر على العربة بقوة تلامسية
في النقط A من العربة هذه القوة تتميز بـ:
-
A
منحى القوة : يكون
وفق استقامة الخيط A .
-
جهة القوة: تكون من A نحو B .(وهي جهة
انتقال العربة)
- قيمة القوة:
وهو المقدار العددي ويقاس بالربيعة. وحدة قيمة القوة هي النيوتن ورمزه (ن)،(N).
بعد معرفتنا للمميزات القوة ، يمكننا أن ننمذج القوة بشعاع منحاه هو منحى القوة ،
جهته هي جهة القوة. القيمة العددية لطوله
تحدد باختيار سلم رسم مناسب و تتناسب مع
قيمة القوة.
نرسم شعاع القوة انطلاقا من نقطة مناسبة من الجملة.
ملاحظة
: تحديد موضع تطبيق القوة خارج المنهاج.
مثال
: نأخذ المثال السابق، نمثل القوة بشعاع
كما في الشكل ونرمزلشعاع القوة بالرمز F
 |
A
تعليقات
إرسال تعليق