Page 6 - كتاب المعلم فيزياء اول ثانوي
P. 6

‫اﻟﺘﻔﻜﻴﺮ اﻟﻨﺎﻗﺪ‬                   ‫ال‪‬ضكل ‪  5-4‬‬         ‫ﹸﺗﺴـﻤﻰ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺗﺠﺰﺋﺔ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ﺇﻟﻰ ﻣﺮﻛﺒﺎﺗﻪ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ‪ .‬ﻻﺣﻆ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ﺍﻷﺻﻠﻲ ﻳﻤﺜﻞ‬
                 ‫العمل ‪‬يات ا‪�‬ضمو‪ ‬باإ‪‬رائها‬          ‫‪‬‬
                                                                                                ‫ﺍﻟﻮﺗـﺮ ﻓـﻲ ﻣﺜﻠﺚ ﻗﺎﺋـﻢ ﺍﻟﺰﺍﻭﻳﺔ‪ ،‬ﻣﻤﺎ ﻳﻌﻨﻲ ﺃﻥ ﻣﻘـﺪﺍﺭ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ﺍﻷﺻﻠﻲ ﻳﻜـﻮﻥ ﺩﺍﺋ ﹰﻤﺎ ﺃﻛﺒﺮ ﻣﻦ‬
‫ﺍﺳـﺄﻝ ﺍﻟﻄـﻼﺏ‪ :‬ﻣـﺎ ﺍﻟﻌﻤﻠ ﹼﻴـﺎﺕ ﺍﳊﺴـﺎﺑﻴﺔ ﺍﻟﺘـﻲ ﳚﻮﺯ‬                          ‫‪‬‬                                                                     ‫ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺃﻱ ﻣﺮ ﹼﻛﺒﺔ ﻣﻦ ﻣﺮﻛﺒﺘﻴﻪ‪.‬‬
‫ﺇﺟﺮﺍﺅﻫـﺎ ﺑﲔ ﺍﻟﻜﻤﻴـﺔ ﺍﳌ ﹼﺘﺠﻬﺔ ﻭﺑﲔ ﺍﻟﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﻘﻴﺎﺳـ ﹼﻴﺔ؟‬
‫ﻻ ﻳﻤﻜـﻦ ﺇﺟﺮﺍﺀ ﻋﻤﻠ ﹼﻴﺔ ﺍﳉﻤﻊ ﺃﻭ ﺍﻟ ﹼﻄﺮﺡ ﺑﲔ ﺍﳌ ﹼﺘﺠﻬﺎﺕ‬     ‫الربع ال‪‬ا‪‬‬   ‫الربع الأو‪‬‬                ‫ﻭﻫﻨﺎﻙ ﺳـﺒﺐ ﺁﺧﺮ ﻻﺧﺘﻴﺎﺭ ﺍﻟﻨﻈﺎﻡ ﺍﻹﺣﺪﺍﺛﻲ‪ ،‬ﻫﻮ ﺃﻥ ﺍﺗﺠﺎﻩ ﺃﻱ ﻣﺘﺠﻪ ﹸﻳﺤ ﱠﺪﺩ ﺑﺎﻟﻨﺴـﺒﺔ ﺇﻟﻰ ﻫﺬﻩ‬
‫ﻭﺍﻟﻜﻤ ﹼﻴـﺎﺕ ﺍﻟﻘﻴﺎﺳـ ﹼﻴﺔ‪ ،‬ﻭﻟﻜﻦ ﻳﻤﻜـﻦ ﴐﺏ ﺍﳌ ﹼﺘﺠﻪ ﰲ‬                                                ‫ﺍﻹﺣﺪﺍﺛﻴﺎﺕ‪ .‬ﻭﻳﻌ ﹼﺮﻑ ﺍﺗﺠﺎﻩ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ﻋﻠﻰ ﺃﻧﻪ ﺍﻟﺰﺍﻭﻳﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺼﻨﻌﻬﺎ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ﻣﻊ ﻣﺤﻮﺭ ‪ x‬ﻣﻘﻴﺴﺔ‬
‫ﻛﻤﻴﺔ ﻗﻴﺎﺳـ ﹼﻴﺔ‪ .‬ﹸﻳﻐ ﹼﲑ ﺍﻟﴬﺏ ﻃـﻮﻝ ﺍﳌ ﹼﺘﺠﻪ ﺩﻭﻥ ﺃﻥ ﻳﻐ ﹼﲑ‬                                           ‫ﻓـﻲ ﺍﺗﺠـﺎﻩ ﻋﻜﺲ ﻋﻘﺎﺭﺏ ﺍﻟﺴـﺎﻋﺔ‪ .‬ﻓﻔﻲ ﺍﻟﺸـﻜﻞ ‪ 5-3b‬ﺗﻤﺜـﻞ ﺍﻟﺰﺍﻭﻳﺔ ‪ θ‬ﺍﺗﺠـﺎﻩ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ‪.A‬‬
‫ﺍﲡﺎﻫﻪ‪ ،‬ﺇﻻ ﺇﺫﺍ ﻛﺎﻧﺖ ﺍﻟﻜﻤ ﹼﻴﺔ ﺍﻟﻘﻴﺎﺳـ ﹼﻴﺔ ﺳـﺎﻟﺒﺔ ﻓﻴﻨﻌﻜﺲ‬
‫ﺍﲡـﺎﻩ ﺍﳌﺘﺠﻪ‪ .‬ﻣﺜـ ﹰﻼ ﻋﻤﻠ ﹼﻴﺔ ﻃـﺮﺡ ﺍﳌ ﹼﺘﺠﻬـﺎﺕ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻋﻦ‬                                            ‫ﹸﻳﻤﻜـﻦ ﻗﻴﺎﺱ ﺃﻃﻮﺍﻝ ﻣﺮ ﹼﻛﺒﺎﺕ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬﺎﺕ ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺮﺳـﻢ‪ ،‬ﻛﻤﺎ ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻳ ﹰﻀﺎ ﺇﻳﺠﺎﺩ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ‬
‫ﴐﺏ ﺍﳌ ﹼﺘﺠـﻪ ﺍﻟﺜﺎﲏ ﰲ ﺍﻟﺮﻗﻢ ‪ ،-1‬ﺛـﻢ ﲨﻌﻪ ﻣﻊ ﺍﳌﺘﺠﻪ‬                                                  ‫ﺑﺎﺳـﺘﻌﻤﺎﻝ ﻋﻠﻢ ﺍﻟﻤﺜﻠﺜﺎﺕ‪ .‬ﻓﺘﺤﺴﺐ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺑﺎﺳـﺘﻌﻤﺎﻝ ﺍﻟﻤﻌﺎﺩﻻﺕ ﺍﻟﻤﺒﻴﻨﺔ ﺃﺩﻧﺎﻩ‪ ،‬ﻭﺗﻜﻮﻥ‬

                                    ‫ﺍﻷﻭﻝ‪1 .‬‬                                                                  ‫ﺍﻟﺰﺍﻭﻳﺔ ‪ θ‬ﻣﻘﻴﺴﺔ ﻓﻲ ﻋﻜﺲ ﺍﺗﺠﺎﻩ ﻋﻘﺎﺭﺏ ﺍﻟﺴﺎﻋﺔ ﻣﻦ ﻣﺤﻮﺭ ‪ x‬ﺍﻟﻤﻮﺟﺐ‪.‬‬

                             ‫اﻟﺘﻘﻮﻳﺔ‬                   ‫الربع ال‪‬ال‪‬‬  ‫الربع الرابع‬                                           ‫ﺍﻟﻀﻠﻊ ﺍﳌﺠﺎﻭﺭ‬        ‫=‬  ‫‪Ax‬‬  ‫‪⇒ Ax = Acos θ‬‬
‫‪‬م‪‬ع ا‪ ‬تجه‪‬ات ﻋﻨﺪﻣـﺎ ﺗﻄﺮﺡ ﻋـﲆ ﺍﻟﻄﻼﺏ ﻣﺴـﺄﻟﺔ‬                                                                     ‫ﺍﻟﻮﺗﺮ = ‪cos θ‬‬                   ‫‪A‬‬

‫ﺷﻔﻬﻴﺔ ﺗﺸﺘﻤﻞ ﻋﲆ ﺍﳌ ﹼﺘﺠﻬﺎﺕ ﰲ ﻣﻀﻤﻮﳖﺎ‪ ،‬ﻗﺪ ﻳﻠﺠﺆﻭﻥ‬                                                                       ‫‪sin‬‬  ‫=‪θ‬‬     ‫ﺍﳌﻘﺎﺑﻞ‬  ‫=‬  ‫‪Ay‬‬    ‫‪⇒ Ay = Asin θ‬‬
                                                                                                                               ‫ﺍﻟﻮﺗﺮ‬      ‫‪A‬‬
‫ﻋﻨـﺪ ﺣﻠﻬـﺎ ﺇﱃ ﻋﻤﻠ ﹼﻴﺔ ﺍﳉﻤـﻊ ﺍﳌﺄﻟﻮﻓـﺔ‪ .‬ﻭﻟﺘﺠﻨﺐ ﺫﻟﻚ‬       ‫ال‪‬ض‪‬ك‪‬ل‪  Rx 55 ‬‬
‫ﺍﻃﻠـﺐ ﺇﻟﻴﻬﻢ ﲣ ﹼﻴـﻞ ﺃﻥ ﻻﻋ ﹰﺒﺎ ﻳﺮﻛﺾ ‪ 50 m‬ﰲ ﻣﻠﻌﺐ‪،‬‬                                                  ‫ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﻜﻮﻥ ﺍﻟﺰﺍﻭﻳﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺼﻨﻌﻬﺎ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ﻣﻊ ﻣﺤﻮﺭ ‪ x‬ﺍﻟﻤﻮﺟﺐ ﺃﻛﺒﺮ ﻣﻦ ‪ 90°‬ﻓﺈﻥ ﺇﺷـﺎﺭﺓ‬
‫ﺛـ ﹼﻢ ﻳﻨﻌﻄﻒ ﺑﺰﺍﻭﻳـﺔ ‪ 90°‬ﻭﻳﺮﻛـﺾ ‪ 50 m‬ﺇﺿﺎﻓ ﹼﻴﺔ‪ .‬ﺛﻢ‬       ‫‪ ‬‬                       ‫ﺇﺣﺪ￯ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺘﻴﻦ ﺃﻭ ﻛﻠﺘﻴﻬﻤﺎ ﺗﻜﻮﻥ ﺳﺎﻟﺒﺔ ﻛﻤﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﺸﻜﻞ ‪.5-4‬‬
‫ﺍﺳـﺄﳍﻢ‪ :‬ﻛﻢ ﹸﻳﺒﻌﺪ ﺍﻟﻼﻋـﺐ ﻋﻦ ﻧﻘﻄـﺔ ﺍﻟﺒﺪﺍﻳﺔ؟ ‪71 m‬‬         ‫‪RyCBA‬‬
‫ﺇﺫﺍ ﻛﺎﻧﺖ ﺇﺟﺎﺑﺘﻬﻢ ‪ ،100 m‬ﻓﺎﺳﺄﳍﻢ‪ :‬ﳌﺎﺫﺍ ﻗﺎﻡ ﺍﻟﻼﻋﺐ‬         ‫‪ ‬‬                     ‫ﺟﻤﻊ اﻟﻤﺘﺠﻬﺎت ﺟﺒﺮ ًّﻳﺎ ‪Algebraic Addition of Vectors‬‬

‫ﲠﺬﻩ ﺍﳉﻮﻟﺔ ﻭﱂ ﻳﺬﻫﺐ ﻣﻦ ﻧﻘﻄﺔ ﺍﻟﺒﺪﺍﻳﺔ ﺇﱃ ﻧﻘﻄﺔ ﺍﻟﻨﻬﺎﻳﺔ‬      ‫‪  ‬‬             ‫ﻟﻤﺎﺫﺍ ﹸﺗﺤ ﹼﻠﻞ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬﺎﺕ ﺇﻟﻰ ﻣﺮ ﹼﻛﺒﺎﺗﻬﺎ؟ ﻷﻥ ﺫﻟﻚ ﹸﻳﺴﻬﻞ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺟﻤﻊ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬﺎﺕ ﻣﻦ ﺍﻟﻨﺎﺣﻴﺔ‬
                         ‫ﻣﺒﺎﴍﺓ ) ﻗﻄﺮ ﹰﹼﻳﺎ( ؟ ‪1‬‬       ‫‪  C  B  A‬‬
                                                       ‫‪RyRx ‬‬                ‫ﺍﻟﺤﺴﺎﺑﻴﺔ‪ .‬ﻓﻴﻤﻜﻦ ﺟﻤﻊ ﻣﺘﺠﻬﻴﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﺜﻞ‪ …. ،C ، B ، A‬ﺇﻟﺦ‪ ،‬ﻭﺫﻟﻚ ﺑﺘﺤﻠﻴﻞ ﻛﻞ ﻣﺘﺠﻪ‬
                                                       ‫‪       ‬‬         ‫ﺇﻟـﻰ ﻣﺮﻛﺒﺘﻴـﻪ ‪ x‬ﻭ‪ y‬ﺃﻭ ﹰﻻ‪ ،‬ﺛـﻢ ﺗﺠﻤﻊ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒـﺎﺕ ﺍﻷﻓﻘﻴﺔ )ﻣﺮﻛﺒﺎﺕ ﺍﻟﻤﺤـﻮﺭ ‪ ( x‬ﻟﻠﻤﺘﺠﻬﺎﺕ‬

                                                         ‫‪.CBA‬‬                                                       ‫ﻟﺘﻜ ﹼﻮﻥ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺔ ﺍﻷﻓﻘﻴﺔ ﻟﻠﻤﺤﺼﻠﺔ‪. Rx = Ax + Bx + Cy :‬‬

                                                                                                                                       ‫ﻭﺑﺎﻟﻤﺜـﻞ ﺗﺠﻤـﻊ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺍﻟﺮﺃﺳـﻴﺔ )ﻣﺮﻛﺒـﺎﺕ ﺍﻟﻤﺤﻮﺭ‬

                                                                                                                                       ‫‪ (y‬ﻟﻠﻤﺘﺠﻬـﺎﺕ ﻟﺘﻜـﻮﻥ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒـﺔ ﺍﻟﺮﺃﺳـﻴﺔ ﻟﻠﻤﺤﺼﻠـﺔ‪:‬‬

                                                                                                                                       ‫‪ Ry = Ay + By + Cy‬ﻭﻫـﺬﻩ ﺍﻟﻌﻤﻠﻴـﺔ ﻣﻮﺿﺤـﺔ ﺑﻴﺎﻧ ﹰﹼﻴـﺎ‬
                                                                                                                                       ‫ﻓﻲ ﺍﻟﺸـﻜﻞ‪ .5-5‬ﻭﻷﻥ ‪ Rx‬ﻭ ‪ Ry‬ﻣﺘﻌﺎﻣﺪﺗﺎﻥ؛ ﻟﺬﺍ ﻳﻤﻜﻦ‬

                                                                                                                                       ‫ﺣﺴـﺎﺏ ﻣﻘـﺪﺍﺭ ﺍﻟﻤﺘﺠـﻪ ﺍﻟﻤﺤﺼـﻞ ﺑﺎﺳـﺘﻌﻤﺎﻝ ﻧﻈﺮﻳﺔ‬

                                                                                                                                                               ‫ﻓﻴﺜﺎﻏﻮﺭﺱ ‪R2 = Rx2 + Ry2‬‬

                                                                                                                                       ‫ﻭﻹﻳﺠـﺎﺩ ﺍﻟﺰﺍﻭﻳـﺔ ﺃﻭ ﺍﺗﺠـﺎﻩ ﺍﻟﻤﺤﺼﻠـﺔ ﺗﺬﻛـﺮ ﺃﻥ ﻇـﻞ‬

                                                                                                           ‫ﺍﻟﺰﺍﻭﻳﺔ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺼﻨﻌﻪ ﺍﻟﻤﺘﺠﻪ ﺍﻟﻤﺤﺼﻞ ﻣﻊ ﻣﺤﻮﺭ ‪ x‬ﹸﻳﻌ ﹼﺒﺮ ﻋﻨﻪ ﺑﺎﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ‪:‬‬

                                                                                                ‫ﻟﻠﻤﺘﺠﻪ‬  ‫‪x‬‬  ‫ﺍﳌﺮﻛﺒﺔ‬  ‫ﻋﲆ‬  ‫ﻣﻘﺴﻮﻣﺔ‬  ‫‪y‬‬  ‫ﺍﳌﺮﻛﺒﺔ‬  ‫ﻗﺴﻤﺔ‬  ‫ﳋﺎﺭﺝ‬      ‫=‪θ‬‬  ‫"ﺯﺍﺯﺍﻭﻳﻭﺔﻳ ﺍﺔﳌﺍﺘﳌﺘﺠﻪﺠ ﺍﻪﳌﺍﳌﺤﺤﺼﺼﻞﻞ)ﺗ‪yx‬ﺴ‪R‬ﺎ‪R‬ﻭ(ﻱ‪ 1‬ﺍ‪-‬ﻟ‪n‬ﻈ‪a‬ﻞ‪t‬‬

                                                                                                                                                       ‫ﺍﻟﻌﻜﴘ‬

                                                                                                                                                                      ‫ﺍﳌﺤﺼﻞ"‪.‬‬

                                                       ‫‪11‬‬

‫‪11‬‬
   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11