الوحدة السادسة علوم القوى والطاقة خامس ابتدائي

الشغل (Work): هو تطبيق قوة على جسم وتحريكه لمسافة معينة. يحدث الشغل عندما تؤثر قوة على جسم ويتحرك هذا الجسم في اتجاه القوة.

القوة (Force): هي دفع أو سحب يؤثر على الجسم. تقاس القوة بوحدة تسمى النيوتن (N).

صيغة حساب الشغل: الشغل = القوة × المسافة (W = F × d)

الآلات البسيطة (Simple Machines): هي أجهزة تساعدنا على أداء العمل بتقليل القوة المبذولة أو تغيير اتجاهها. عددها ستة أنواع رئيسية:

نشاط استقصائي (صناعة آلة بسيطة): اصنع رافعة باستخدام مسطرة وممحاة صغيرة وعلبة. ضع الممحاة تحت المسطرة كنقطة ارتكاز، وضع العلبة عند أحد طرفي المسطرة، واضغط على الطرف الآخر. ماذا تلاحظ؟ ترفع العلبة.

تمرين (حدد نوع الآلة البسيطة في كل مما يلي):

1. مقص (رافعة)
2. سلم (سطح مائل)
3. سارية العلم (بكرة)
4. مفك براغي (عجلة ومحور)
5. سكين (وتد)
6. مسمار لولبي (برغي)

تمرين (حساب الشغل): إذا أثرت قوة مقدارها 10 نيوتن على جسم لتحرك مسافة 5 أمتار، فما مقدار الشغل المبذول؟
الإجابة: الشغل = القوة × المسافة = 10 × 5 = 50 جول.

سؤال 1 (المفردات): عرف المصطلحات التالية: الشغل، الآلة البسيطة، الرافعة، البكرة.
الإجابة: الشغل: تطبيق قوة وتحريك جسم مسافة. الآلة البسيطة: جهاز يسهل العمل. الرافعة: عصا على نقطة ارتكاز. البكرة: عجلة بها حبل لرفع الأثقال.

سؤال 2 (اختر الإجابة الصحيحة):

1. وحدة قياس القوة هي ______. (أ) الجول (ب) النيوتن (ج) الواط (د) المتر)
2. أي من التالي يعتبر آلة بسيطة؟ (أ) السيارة (ب) الكمبيوتر (ج) المقص (د) الثلاجة)
3. الآلة التي تستخدم لرفع العلم هي ______. (أ) الرافعة (ب) البكرة (ج) السطح المائل (د) البرغي)

الإجابة: ب / ج / ب.

سؤال 3 (ما الفرق بين الرافعة والبكرة؟):
الإجابة: الرافعة عبارة عن عصا تستند على نقطة ارتكاز لرفع الأحمال، أما البكرة فهي عجلة بها حبل تستخدم لرفع الأشياء إلى ارتفاعات عالية.

كيف يحدث الصوت؟ يحدث الصوت نتيجة اهتزاز (Vibration) الأجسام. عندما يهتز جسم ما، فإنه يحرك جزيئات الوسط المحيط به (الهواء، الماء، المواد الصلبة)، وتنتقل هذه الاهتزازات على شكل موجات صوتية إلى أذن الإنسان حيث يسمعها.

انتقال الصوت في الأوساط المختلفة:

• المواد الصلبة: ينتقل الصوت فيها بسرعة كبيرة. (مثال: نسمع صوت القطار عبر القضبان الحديدية قبل أن يصل عبر الهواء)
• السوائل: ينتقل الصوت فيها بسرعة أقل من المواد الصلبة. (مثال: يسمع الغواصون الأصوات تحت الماء)
• الغازات (الهواء): ينتقل الصوت فيها بسرعة أقل من السوائل والمواد الصلبة. (هذا هو الوسط الذي نسمع فيه معظم الأصوات).

ملاحظة مهمة: الصوت لا ينتقل في الفراغ (الفضاء الخارجي) لعدم وجود جزيئات تنقل الاهتزازات.

خصائص الصوت:

• شدة الصوت (Loudness): تعبر عن قوة الصوت ومدى ارتفاعه أو انخفاضه. تعتمد على سعة الاهتزاز. تقاس بوحدة الديسيبل (dB). كلما زادت سعة الاهتزاز، زادت شدة الصوت.
• حدة الصوت (Pitch): تعبر عن درجة الصوت (حدة أو غلظة). تعتمد على تردد الاهتزاز. تقاس بوحدة الهرتز (Hz). كلما زاد التردد، زادت حدة الصوت (صوت حاد)، وكلما قل التردد، غلظ الصوت (صوت غليظ).

نشاط استقصائي (تأثير المسافات على شدة الصوت):

تجربة: اطلب من أحد أصدقائك أن يقف على بعد متر منك ويتحدث. لاحظ شدة صوته. ثم اطلب منه أن يبتعد إلى 10 أمتار ويتحدث. ماذا تلاحظ؟ يضعف الصوت.

الاستنتاج: كلما زادت المسافة عن مصدر الصوت، قلت شدته.

تمرين (أكمل الفراغ):

1. الصوت يحدث نتيجة ______ الأجسام.
2. الصوت لا ينتقل في ______.
3. شدة الصوت تعتمد على ______ الاهتزاز.
4. وحدة قياس شدة الصوت هي ______.

الإجابة: اهتزاز / الفراغ / سعة / الديسيبل.

سؤال: كيف ينتقل الصوت في الماء؟
الإجابة: ينتقل الصوت في الماء عبر اهتزاز جزيئات الماء، وينتقل بسرعة أكبر من انتقاله في الهواء.

طبيعة الضوء: الضوء هو شكل من أشكال الطاقة، ينتقل على شكل موجات كهرومغناطيسية في خطوط مستقيمة. سرعة الضوء حوالي 300,000 كم/ثانية.

مصادر الضوء:

• مصادر طبيعية: الشمس، النجوم، النار، البرق، اليراعات.
• مصادر صناعية: المصابيح الكهربائية، الشموع، مصابيح الهواتف، أضواء LED.

انعكاس الضوء (Reflection): عندما يصطدم الضوء بسطح أملس ولامع، فإنه يرتد منه ويغير اتجاهه.

• المرآة: سطح أملس يعكس الضوء بشكل منتظم، مما يمكننا من رؤية صورنا فيها.
• الأسطح الخشنة: تعكس الضوء بشكل غير منتظم في جميع الاتجاهات، وهذا ما يمكننا من رؤية الأشياء غير اللامعة من زوايا مختلفة.

انكسار الضوء (Refraction): عندما يمر الضوء من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر (مثل من الهواء إلى الماء)، فإنه ينحني (يغير مساره).

أمثلة على انكسار الضوء:

• رؤية القلم مكسوراً داخل كوب الماء.
• العدسات (في النظارات والتلسكوبات والمجاهر) تعمل على مبدأ انكسار الضوء.
• تكون قوس قزح نتيجة انكسار الضوء في قطرات المطر.

الألوان وكيفية رؤيتها:

• الضوء الأبيض (مثل ضوء الشمس) يتكون من سبعة ألوان الطيف: الأحمر، البرتقالي، الأصفر، الأخضر، الأزرق، النيلي، البنفسجي. (يمكننا رؤية ذلك في قوس قزح).
• نرى الأجسام بلون معين لأنها تعكس هذا اللون و تمتص باقي الألوان. (مثال: الورقة الخضراء تعكس الضوء الأخضر وتمتص باقي الألوان).
• الأجسام البيضاء تعكس جميع الألوان، والأجسام السوداء تمتص جميع الألوان.

تمرين (أكمل الفراغ):

1. الضوء ينتقل في خطوط ______.
2. انعكاس الضوء عن المرآة يمكننا من رؤية ______.
3. تكون قوس قزح نتيجة ______ الضوء في قطرات المطر.
4. الورقة الخضراء تعكس الضوء ______ وتمتص باقي الألوان.

الإجابة: مستقيمة / صورنا / انكسار / الأخضر.

سؤال: كيف نرى الأجسام؟
الإجابة: عندما يسقط الضوء على جسم يعكسه إلى أعيننا، فترى العين الضوء المنعكس وترى الجسم. في الظلام الدامس لا نرى الأجسام لعدم وجود ضوء ينعكس منها.

سؤال 1 (المفردات): عرف المصطلحات التالية: الاهتزاز، شدة الصوت، حدة الصوت، انعكاس الضوء، انكسار الضوء.
الإجابة: الاهتزاز: حركة ذهاباً وإياباً. شدة الصوت: قوة الصوت وارتفاعه (سعة الاهتزاز). حدة الصوت: درجة الصوت (تردد الاهتزاز). انعكاس الضوء: ارتداد الضوء عن سطح أملس. انكسار الضوء: انحناء الضوء عند انتقاله بين وسطين.

سؤال 2 (اختر الإجابة الصحيحة):

1. الصوت يحدث نتيجة ______. (أ) تسخين (ب) تبريد (ج) اهتزاز (د) انعكاس)
2. أسرع وسط ينتقل فيه الصوت هو ______. (أ) الهواء (ب) الماء (ج) الحديد (د) الزيت)
3. الجهاز الذي يستخدم مبدأ انعكاس الضوء هو ______. (أ) النظارة (ب) المرآة (ج) المجهر (د) التلسكوب)
4. قوس قزح ينتج عن ______. (أ) انعكاس الضوء (ب) انكسار الضوء (ج) امتصاص الضوء (د) حيود الضوء)

الإجابة: ج / ج / ب / ب.

سؤال 3 (المهارات والأفكار العلمية): لماذا نسمع صوت الرعد بعد رؤية البرق؟
الإجابة: لأن سرعة الضوء أسرع بكثير من سرعة الصوت، فنرى البرق أوّلاً ثم نسمع الرعد لاحقاً.

سؤال 4 (قارن بين انعكاس الضوء وانكسار الضوء):

وجه المقارنة	انعكاس الضوء	انكسار الضوء
التعريف	ارتداد الضوء عن سطح	انحناء الضوء بين وسطين
مثال	المرآة	قلم مكسور في الماء

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):

1. وضع العالم الذي اكتشف أن الضوء الأبيض يتكون من سبعة ألوان هو ______. (أ) نيوتن (ب) مندليف (ج) أينشتاين (د) جاليليو)
2. الآلة البسيطة التي تستخدم لقطع الأشياء هي ______. (أ) البكرة (ب) الرافعة (ج) السطح المائل (د) الوتد)
3. عندما يزداد تردد الاهتزاز، تزداد ______. (أ) شدة الصوت (ب) حدة الصوت (ج) سرعة الصوت (د) شدة الضوء)

الإجابة: أ / د / ب.

سؤال 2 (أكمل الفراغات):

1. وحدة قياس الشغل هي ______.
2. الآلة البسيطة التي تستخدم لرفع العلم هي ______.
3. سرعة الضوء في الفراغ هي ______ كم/ث.
4. الألوان السبعة للطيف الضوئي هي: ______، ______، ______، ______، ______، ______، ______.

الإجابة: الجول / البكرة / 300,000 / أحمر، برتقالي، أصفر، أخضر، أزرق، نيلي، بنفسجي.

سؤال 3 (حساب الشغل): إذا أثرت قوة مقدارها 8 نيوتن على صندوق لتحريكه لمسافة 4 أمتار، فما مقدار الشغل المبذول؟
الإجابة: الشغل = 8 × 4 = 32 جول.