نشاط استكشافي أثر القوة في الأجسام
الهدف: أصنف القوى إلى قوى تلامس وقوى تأثير عن بعد.
المواد والأدوات: ورقة / مشابك ورق / خيط / وعاء واسع فيه ماء / مغناطيس.
إرشادات الأمن والسلامة: أحذر من سكب الماء على الأرضية؛ كي لا تصبح زلقة.
خطوات العمل:
- أعمل نموذجا لقارب ورق بالشكل التالي، وأضعه على سطح الماء في الوعاء
خطوات صنع القارب الورقي
- اطوِ الورقة إلى نصفين. خذ ورقة مستطيلة وضعها أمامك في وضع رأسي لتكون الأضلاع الطويلة على الجانبين. اطوها لنصفين بالطول من أعلى لأسفل لتكون الطية في أعلى الورقة.
- اطو الورقة لنصفين وفكها. اطو الورقة من الجانب هذه المرة، لا من الأعلى لأسفل كما في الطية الأولى ثم أفردها. تترك هذه الثنيات خطوطًا تدل على المنتصف. ستعود الآن لما بعد الخطوة الأولى؛ الورقة مطوية لنصفين من أعلى لأسفل لكن مع وجود ثنية في الوسط. حافظ على استقامة جميع طياتك ونظافتها قدر الإمكان.
- اطو الزاوية العلوية اليمنى لأسفل. أمسك الزاوية العلوية اليمنى واطو الرأس لأسفل وتجاه المركز. يجب أن تحاذي الحافة العلوية خط الوسط.
- اقلبها. كرر الأمر. اطو الزاوية الأخرى بنفس الطريقة مع محاذاتها لخط المنتصف. يجب أن يشكل هذا شكلًا يشبه البيت مع خط كبير للسقف وقرابة (2,5) سم من الورق تحت مثلث السطح.
- اطو الزاوية السفلية لأعلى. أمسك إحدى أركان الشريط المستطيل السفلي من الورق واطوه لأعلى على "البيت" قدر إمكانك دون طي الورق تحته.
- اقلب الورقة. كرر الطية الأخيرة. اطو الشريط المستطيل المقابل بامتداد أسفل البيت. احرص أن يتحاذى الشريطان مع الحفاظ على تماثل جميع الطيات، ما يمنحك شكل قبعة ورقية.
- أمسك شكل القبعة الموجود في المنتصف. أفعل ذلك عند نقطة تقاطع الثنيات المائلة. افتح القبعة قليلًا وثبت الحافتين عند الثنيات المائلة.
- اسحب الحواف للخارج. اسحب القبعة وافردها برفق. يجب أن تحصل على ورقة بشكل معين في النهاية.
- اطو الحافة السفلية لأعلى. أمسك الزاوية السفلية من المعين واطوها لأعلى تجاه القمة. اترك (0,65) سم تقريبًا بين الحافة العلوية وحافة الجزء المطوي. أقلب الورقة حين تنتهي.
- كرر هذا. اطو الحافة السفلية لتحاذي الجانب الآخر. شكل نفس الطية كما في الخطوة السابقة.
- أمسك المركب الورقي من منصف الحافة السفلية. اسحبها لفكها وأفردها كما في الخطوة (اسحب الحواف للخارج).
- أمسك الجزأين المثلثين في اليمين واليسار. اسحبهما برفق وستنقلب الحافة السفلية بشكل تلقائي ويصبح قاربًا جاهزًا للتجربة.
2. أصف الحالة الحركة للقارب.
القارب لا يتحرك على سطح الماء.
3. أجرب تحريك القارب بطرائق مختلفة، بالنفخ عليه أو بدفعه.
4. أجرب. أثبت مشبك الورق على أحد طرفي القارب، وأقرب المغناطيس من المشبك من دون ملامسته. ماذا ألاحظ؟
ينجذب القارب باتجاه المغناطيس.
5. أصف. طريقة أحرك فيها القارب باستخدام الخيط.
اربط الخيط في المشبك المثبت في القارب ثم اسحبه.
6. استنتج. ما الذي يحتاج إليه الجسم الساكن كي يتحرك؟
تأثير قوة
القوة
درست في الصف الثالث أن المؤثرات من حولنا؛ إما أن تكون داخلية أو خارجية، وحالة الأجسام الحركية إما ساكنة أو متحركة، ولعلك لاحظت في النشاط السابق أن القارب الورقي يتحرك بتأثير خارجي من المغناطيس، وهذا ما يسمى بالقوة (Force)؛ فالقوة هي المؤثر الخارجي الذي يؤثر في جسم ما فيغير من حالته الحركية أو شكله، وتكون قوة دفع أو سحب.
أتحقق: ما القوة؟
القوة هي المؤثر الخارجي الذي يؤثر في جسم ما فيغير من حالته الحركية أو شكله.
قوى التلامس وقوى التأثير عن بعد
تأثير القوة في الأجسام إما أن يكون بالملامسة أو يكون تأثيرًا عن بعد.
قوى التلامس (Contact Force)
هي القوة التي ينشأ تأثيرها عند ملامسة جسمين مع بعضهما مثل قوة الاحتكاك وقوة الشد.
قوة الاحتكاك (Friction Force)
درست في صفوف سابقة أن سطح الجسم إما أن يكون خشنًا أو أملسا فعند تحريك جسم ملامس لجسم آخر تنشأ قوة بينهما تمنع حركتهما فالقوة التي تنشأ بين السطوح المتلامسة فتمنع انزلاقهما تسمى قوة الاحتكاك، وهي تعتمد على خشونة أو نعومة سطح الجسم فإذا كان السطح خشنًا تزداد قوة الاحتكاك وتقل إذا كان أملسًا.
قوة الشد (Tension Force)
هي قوة سحب تؤثر في جسم بوساطة حبل أو سلك أو خيط، انظر الصورة ولاحظ القوة التي تؤثر في العربة.
أتحقق: أذكر أمثلة على قوى التلامس.
- دفع عربة طفل 2- فتح الباب 3- إغلاق صمام الغاز
قوى التأثير عن بعد (Non-Contact Force)
قوة تؤثر في الأجسام بدون أن تلامسها مثل قوة الجاذبية الأرضية والقوة المغناطيسية والقوة الكهربائية.
قوة الجاذبية الأرضية (Gravity Force)
عندما ترمي الكرة إلى الأعلى فإنها ستسقط باتجاه الأرض بتأثير قوة جذب الأرض التي تسحب جميع الأشياء باتجاهها.
القوة المغناطيسية (Magnetic Force)
للمغناطيس قوة يؤثر بها في المواد القريبة منه مثل الحديد كما يؤثر في مغناطيس آخر قريب منه وتنشأ بين المغناطيسين قوة؛ إما أن تكون قوة تنافر أو قوة جذب كما في الصورة.
القوة الكهربائية (Electric Force)
درست في الصف الثالث أن دلك بالون بقطعة صوف يكسب أحدهما شحنة تختلف عن شحنة الآخر، فإذا قربت بالونين لهما نفس الشحنة فإنهما سيتنافران وإذا كانا مختلفي الشحنة فسينجذبان وهذه ما تسمى بالقوة الكهربائية.
أتحقق: أعطي أمثلة على قوى التأثير عن بعد.
- الشعور بالدفء عند الاقتراب من المدفأة 2- سقوط المطر