الوحدة السادسة القوى والطاقة رابع ابتدائي

ما هي القوة؟ القوة هي دفع أو سحب يؤثر على الجسم لتغيير حالته الحركية. القوة تقاس بوحدة تسمى النيوتن (N).

• الدفع (Push): قوة تبعّد الجسم عن مصدر القوة. (مثال: دفع الكرة، دفع السيارة المتوقفة)
• السحب (Pull): قوة تقرّب الجسم إلى مصدر القوة. (مثال: سحب الحقيبة، فتح الباب)

السرعة (Speed): هي المسافة التي يقطعها الجسم في وحدة الزمن. وحدة قياس السرعة هي متر/ثانية (m/s) أو كيلومتر/ساعة (km/h).

قانون حساب السرعة: السرعة = المسافة ÷ الزمن (Speed = Distance ÷ Time)

مثال: إذا قطع جسم مسافة 100 متر في زمن قدره 20 ثانية، فما سرعته؟
الحل: السرعة = 100 ÷ 20 = 5 م/ث

المتجهة (Velocity): هي السرعة في اتجاه معين. مثلاً: “السيارة تتحرك بسرعة 60 كم/ساعة شمالاً” (هذا متجهة). أما “السيارة تتحرك بسرعة 60 كم/ساعة” (هذه سرعة بدون اتجاه).

القوى المتزنة وغير المتزنة:

• القوى المتزنة (Balanced Forces): قوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه تؤثران على الجسم، فتكون محصلة القوى صفراً. الجسم يبقى ساكناً أو يتحرك بسرعة ثابتة.
• القوى غير المتزنة (Unbalanced Forces): قوتان غير متساويتان تؤثران على الجسم، فمحصلة القوى لا تساوي صفراً. تؤدي إلى تغيير حركة الجسم (زيادة أو نقص السرعة، أو تغيير الاتجاه).

نشاط استكشافي (كيف تتحرك الأجسام؟)

الأدوات: كرة، سطح مستوٍ أملس.

الخطوات: ادفع الكرة بقوة، ولاحظ سرعتها ومسارها. غير مقدار القوة، ماذا يحدث للسرعة؟

الاستنتاج: كلما زادت القوة زادت سرعة الجسم، وتغير اتجاه القوة يغير اتجاه حركة الجسم.

مسائل حسابية على السرعة (المسافة والزمن):

1. قطع أحمد مسافة 150 متراً في 30 ثانية. ما سرعته؟ (الجواب: 150 ÷ 30 = 5 م/ث)
2. تحركت سيارة بسرعة 20 م/ث لمدة 5 ثوانٍ. ما المسافة التي قطعتها؟ المسافة = السرعة × الزمن = 20 × 5 = 100 متر
3. طارت طائرة بسرعة 400 كم/ساعة لمسافة 1200 كم. كم استغرقت من الوقت؟ الزمن = المسافة ÷ السرعة = 1200 ÷ 400 = 3 ساعات

قوانين الحركة (قانون نيوتن الأول – القصور الذاتي): الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته.

القصور الذاتي (Inertia): هو ميل الجسم إلى مقاومة تغيير حالته الحركية (سكون أو حركة).

أمثلة على القصور الذاتي في الحياة اليومية:

• عند ركوب الحافلة وتتحرك فجأة، يميل جسمك للخلف (لأن جسمك كان ساكناً).
• عند توقف السيارة فجأة، يندفع الركاب للأمام (لأن أجسامهم كانت متحركة).
• هز السجادة لإزالة الغبار (الغبار كان ساكناً فبقي ساكناً عند هز السجادة).

قوة الجاذبية (Gravity): هي قوة سحب تبذلها الأرض على جميع الأجسام، وتسحبها نحو مركزها. بفضل الجاذبية، تقف على الأرض وتسقط الأشياء نحوها عندما تسقطها.

قانون الجاذبية: قوة الجذب بين جسمين تزداد كلما زادت كتلتاهما وقلت المسافة بينهما.

قوة الاحتكاك (Friction): هي قوة مقاومة تحدث عندما يتحرك جسم على سطح آخر. الاحتكاك يبطئ حركة الأجسام أو يوقفها. يحدث الاحتكاك بسبب خشونة الأسطح الملامسة.

أنواع الاحتكاك:

• احتكاك انزلاقي: يحدث عند انزلاق جسم على آخر (مثل انزلاق الكتاب على الطاولة).
• احتكاك سكوني: يمنع حركة الجسم الساكن (مثل صعوبة تحريك خزانة ثقيلة).
• احتكاك متدحرج: يحدث عند تدحرج جسم على آخر (مثل عجلات السيارة).

تجربة عملية لملاحظة أثر الاحتكاك على سطوح مختلفة:

الأدوات: كتاب، طاولة أملس، سجاد خشن.

الخطوات: ادفع الكتاب على الطاولة الأملس، ثم ادفعه بنفس القوة على السجادة الخشنة.

ملاحظات: الكتاب يتحرك لمسافة أطول على الطاولة الأملس، ويتوقف بسرعة على السجادة الخشنة بسبب الاحتكاك الأكبر.

الاستنتاج: الاحتكاك أكبر على الأسطح الخشنة منه على الأسطح الملساء.

أفكر وأتحدث وأكتب: لماذا يندفع الركاب للأمام عند توقف السيارة فجأة؟
الإجابة: بسبب القصور الذاتي؛ أجسام الركاب كانت متحركة مع السيارة، وعند توقف السيارة فجأة، تحاول أجسامهم الاستمرار في الحركة إلى الأمام.

مراجعة الفصل الثامن (القوة)

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):
1. السرعة هي ______ مقسومة على الزمن. (أ) القوة (ب) المسافة (ج) الكتلة (د) الاتجاه)
2. القوى المتزنة تؤدي إلى ______. (أ) تغيير الحركة (ب) زيادة السرعة (ج) بقاء الجسم ساكناً أو متحركاً بسرعة ثابتة (د) توقف الجسم)
3. ميل الجسم إلى مقاومة تغيير حالته الحركية يسمى ______. (أ) الاحتكاك (ب) الجاذبية (ج) القصور الذاتي (د) السرعة)
الإجابة: ب / ج / ج

سؤال 2 (أكمل الفراغات):
1. إذا قطع جسم مسافة 200 متر في 10 ثواني، فإن سرعته = ______ م/ث.
2. القوى غير المتزنة تؤدي إلى ______ حركة الجسم.
3. قوة ______ تؤثر بين سطحين متلامسين وتسبب إبطاء الحركة.
الإجابة: 20 / تغيير / الاحتكاك

سؤال 3 (النموذج الاختباري): أي من الحالات التالية توضح القصور الذاتي؟
(أ) الكرة تسقط نحو الأرض (ب) السيارة تتوقف عند الضغط على الفرامل (ج) اندفاع الراكب للأمام عند توقف السيارة (د) الطائرة تطير في الهواء
الإجابة: (ج)

ما هي الطاقة الحرارية؟ هي شكل من أشكال الطاقة تنتقل من الجسم الساخن إلى البارد. نشعر بالحرارة عندما تلامس الأجسام الساخنة، ونشعر بالبرودة عندما تفقد الحرارة.

تنتقل الحرارة دائماً من الجسم الأعلى حرارة إلى الجسم الأقل حرارة حتى يتساوى درجة حرارتهما.

طرق انتقال الحرارة (3 طرق):

• التوصيل (Conduction): انتقال الحرارة عبر المواد المتلامسة. يحدث في المواد الصلبة. (مثال: سخونة مقلاة معدنية عند وضعها على النار)
• الحمل (Convection): انتقال الحرارة عبر السوائل والغازات بحركة جزيئاتها. (مثال: تسخين الماء في القدر، فالماء الساخن يرتفع والماء البارد يهبط)
• الإشعاع (Radiation): انتقال الحرارة عبر الموجات الكهرومغناطيسية دون الحاجة إلى وسط مادي. (مثال: الشعور بحرارة الشمس على الأرض، الشعور بحرارة النار عن بعد)

المواد الموصلة والمواد العازلة للحرارة:

• المواد الموصلة (Conductors): هي المواد التي تنقل الحرارة بسرعة. أمثلة: المعادن (الحديد، الألمنيوم، النحاس).
• المواد العازلة (Insulators): هي المواد التي لا تنقل الحرارة بسرعة (تعزل الحرارة). أمثلة: الخشب، البلاستيك، الزجاج، الهواء، الصوف، الفلين.

نستخدم المواد العازلة لحماية أنفسنا من الحرارة (مثل مقابض الأواني البلاستيكية)

نشاط استكشافي (كيف تنتقل الحرارة؟)

الأدوات: ملعقة معدنية، ملعقة بلاستيكية، كوب ماء ساخن.

الخطوات: ضع الملعقتين في كوب الماء الساخن. المس طرفي الملعقتين بعد دقيقة.

ملاحظات: الملعقة المعدنية تصبح ساخنة (لأنها موصلة للحرارة)، بينما الملعقة البلاستيكية تبقى باردة أو فاترة (لأنها عازلة للحرارة).

تصنيف المواد (موصلة / عازلة):

المادة	موصلة / عازلة
الحديد	موصلة
الخشب	عازلة
البلاستيك	عازلة
النحاس	موصلة
الزجاج	عازلة
الألمنيوم	موصلة

الكهرباء الساكنة (Static Electricity): هي تراكم الشحنات الكهربائية على سطح الجسم دون حركة. تحدث عندما تنتقل الإلكترونات من جسم إلى آخر عن طريق الدلك.

تجربة الكهرباء الساكنة: دلك بالوناً بشعرك الجاف، ثم قرّبه من قطع صغيرة من الورق. ستلتصق الورق بالبالون.

التيار الكهربائي (Electric Current): هو سريان الشحنات الكهربائية عبر موصل (مثل الأسلاك المعدنية). يستخدم التيار الكهربائي لتشغيل الأجهزة مثل المصابيح والتلفاز والثلاجة.

مصادر التيار الكهربائي: البطاريات (جافة، قابلة للشحن)، محطات توليد الكهرباء.

موصلات الكهرباء (Conductors): المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي (مثل: المعادن).

عوازل الكهرباء (Insulators): المواد التي لا تسمح بمرور التيار الكهربائي (مثل: البلاستيك، الخشب، المطاط).

الدائرة الكهربائية (Electric Circuit): هي مسار مغلق يسمح للتيار الكهربائي بالانتقال من مصدر الطاقة عبر موصلات إلى جهاز (مصباح) ويعود إلى المصدر.

أنواع الدوائر الكهربائية:

• دائرة على التوالي (Series Circuit): تتصل فيها المكونات على خط واحد. إذا تعطل أحد المكونات، تنقطع الدائرة كلها. (مثال: أضواء شجرة عيد الميلاد القديمة)
• دائرة على التوازي (Parallel Circuit): تتصل فيها المكونات في مسارات متعددة. إذا تعطل أحد المكونات، تعمل باقي المسارات. (مثال: أسلاك المنزل)

نشاط (رسم ومقارنة بين الدوائر الكهربائية):

ارسم دائرة على التوالي ودائرة على التوازي. قارن بينهما من حيث عدد مسارات التيار وتأثير تعطل مصباح واحد.

الإجابة: في دائرة التوالي مسار واحد، تعطل مصباح يطفئ الدائرة كلها. في دائرة التوازي مسارات متعددة، تعطل مصباح لا يؤثر على المصابيح الأخرى.

كيفية استخدام الكهرباء بأمان (نصائح السلامة):

• لا تلمس الأجهزة الكهربائية بيدٍ مبللة.
• لا تضع أصابعك أو أشياء معدنية في المقبس الكهربائي.
• لا تفرط في تحميل المقابس الكهربائية (لا تصل عدة أجهزة بمقبس واحد).
• أطفئ الأجهزة عند الانتهاء من استخدامها.
• لا تترك الأسلاك الكهربائية مكشوفة أو مقطوعة.

التقويم الأدائي (تصميم دائرة كهربائية): باستخدام بطارية، أسلاك، مصباح، ومفتاح، صمم دائرة كهربائية بسيطة تشغل المصباح.

ما هو المغناطيس؟ هو جسم يجذب المواد المصنوعة من الحديد (مثل المسامير والمشابك والإبر).

خصائص المغناطيس:

• له قطبان: القطب الشمالي (N) والقطب الجنوبي (S).
• تجاذب المغناطيس: الأقطاب المختلفة تتجاذب (N مع S).
• تنافر المغناطيس: الأقطاب المتشابهة تتنافر (N مع N، S مع S).
• قوة المغناطيس تكون أكبر عند القطبين.

المواد التي يجذبها المغناطيس: الحديد، النيكل، الكوبالت (المواد المغناطيسية).
المواد التي لا يجذبها المغناطيس: البلاستيك، الخشب، الزجاج، النحاس، الألمنيوم.

المجال المغناطيسي (Magnetic Field): هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس التي تظهر فيها تأثير القوة المغناطيسية. يمكن رؤية خطوط المجال المغناطيسي باستخدام برادة الحديد.

المغناطيس الكهربائي (Electromagnet): هو مغناطيس يتم إنشاؤه عندما يسري تيار كهربائي في ملف من الأسلاك حول قطعة حديد. يمكن التحكم في قوته بتغيير شدة التيار أو عدد اللفات.

تطبيقات المغناطيس الكهربائي: الجرس الكهربائي، المحركات الكهربائية، أجهزة التسجيل، الرافعات الكهرومغناطيسية في مصانع الحديد.

نشاط استكشافي (كيف يمكننا صنع مغناطيس كهربائي؟)

الأدوات: مسمار حديدي كبير، سلك نحاسي معزول، بطارية، مشابك ورقية.

الخطوات: لف السلك حول المسمار عدة مرات، ثم صل طرفي السلك بالبطارية. قرّب المسمار من المشابك الورقية. ماذا تلاحظ؟ تجذب المشابك.

الاستنتاج: تيار الكهرباء يخلق مجالاً مغناطيسياً حول المسمار، فيصبح مغناطيساً كهربائياً.

العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية: الكهرباء والمغناطيسية مرتبطتان معاً. يولد التيار الكهربائي مجالاً مغناطيسياً. كما يمكن توليد الكهرباء بتغيير المجال المغناطيسي.

مراجعة الفصل التاسع (الطاقة)

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):
1. انتقال الحرارة عبر الموجات دون وسط مادي يسمى ______.
(أ) التوصيل (ب) الحمل (ج) الإشعاع (د) التمدد)
2. أي من المواد التالية يعتبر عازلاً للكهرباء؟
(أ) الحديد (ب) النحاس (ج) الألمنيوم (د) البلاستيك)
3. في الدائرة الموصولة على التوازي، إذا تعطل أحد المصابيح ______.
(أ) تنقطع الدائرة كلها (ب) تعطل المصابيح الأخرى (ج) تعمل المصابيح الأخرى (د) تنفجر البطارية)
الإجابة: ج / د / ج

سؤال 2 (أكمل الفراغات):
1. ينتقل التيار الكهربائي في ______ (مسار مغلق / مفتوح).
2. الأقطاب المغناطيسية المختلفة ______ (تتجاذب / تتنافر).
3. الخشب يعتبر ______ للحرارة (موصل / عازل).
الإجابة: مغلق / تتجاذب / عازل

سؤال 3 (النموذج الاختباري): أي مما يلي يعتبر تطبيقاً على المغناطيس الكهربائي؟
(أ) المقص (ب) البوصلة (ج) الجرس الكهربائي (د) المكواة
الإجابة: (ج)

نموذج اختبار (الوحدة السادسة: القوى والطاقة)

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):
1. السرعة = ______ ÷ الزمن. (أ) القوة (ب) المسافة (ج) الكتلة (د) العجلة)
2. القوى غير المتزنة تؤدي إلى ______. (أ) بقاء الجسم ساكناً (ب) تغيير حركة الجسم (ج) سرعة ثابتة (د) بقاء الجسم في حالته)
3. القصور الذاتي هو ميل الجسم إلى ______. (أ) تغيير حركته (ب) التوقف (ج) مقاومة تغيير حالته (د) السقوط)
4. الاحتكاك يحدث بسبب ______.
(أ) نعومة الأسطح (ب) خشونة الأسطح (ج) الجاذبية (د) القصور الذاتي)
الإجابة: ب / ب / ج / ب

سؤال 2 (ضع علامة صح أو خطأ):
1. القوى المتزنة محصلتها صفر. (صح)
2. الجاذبية قوة سحب تجذب الأجسام إلى مركز الأرض. (صح)
3. البلاستيك موصل جيد للحرارة. (خطأ)
4. في دائرة التوالي، التيار يسير في مسار واحد فقط. (صح)
5. الأقطاب المغناطيسية المتشابهة تتجاذب. (خطأ)

سؤال 3 (أكمل الفراغات):
1. كلما زادت ______ زادت سرعة الجسم عند تطبيق قوة معينة.
2. وحدة قياس السرعة هي ______.
3. الحرارة تنتقل من الجسم ______ إلى الجسم ______.
4. المغناطيس الكهربائي يتكون من ملف من الأسلاك حول قطعة من ______.
الإجابة: القوة / متر/ثانية / الساخن / البارد / الحديد

مطوية منظم الأفكار (نشاط يدوي لتلخيص الدروس):

اصنع مطوية تلخص فيها الدروس التالية:

• القوى: تعريف القوة، أنواعها (دفع، سحب)، القوى المتزنة وغير المتزنة، القصور الذاتي، الجاذبية، الاحتكاك.
• الحرارة: تعريف الطاقة الحرارية، طرق انتقال الحرارة (توصيل، حمل، إشعاع)، المواد الموصلة والعازلة.
• الكهرباء: الكهرباء الساكنة، التيار الكهربائي، الدائرة الكهربائية (توالي، توازي)، نصائح السلامة.
• المغناطيسية: خصائص المغناطيس، الأقطاب، المواد التي يجذبها، المغناطيس الكهربائي.