الوحدة السادسة القوة والطاقة علوم سادس ابتدائي

الشحنات الكهربائية (Electric Charges):

• الشحنة الموجبة: توجد في البروتونات.
• الشحنة السالبة: توجد في الإلكترونات.
• قاعدة التجاذب والتنافر: الشحنات المتشابهة تتنافر، والمختلفة تتجاذب.

الكهرباء الساكنة (Static Electricity): هي تراكم الشحنات الكهربائية على سطح الجسم (مثل دلك البالون بالشعر ثم جذب قطع الورق).

الدوائر الكهربائية (Electric Circuits):

• مكونات الدائرة الكهربائية: مصدر طاقة (بطارية)، أسلاك موصلة، حمل (مصباح)، مفتاح.
• دائرة التوالي (Series Circuit): تتصل فيها المكونات على خط واحد. إذا تعطل أحد المكونات، تنقطع الدائرة كلها.
• دائرة التوازي (Parallel Circuit): تتصل فيها المكونات في مسارات متعددة. إذا تعطل أحد المكونات، تعمل باقي المسارات.

تجربة (كيف تعمل الدائرة الكهربائية؟):

الأدوات: بطارية، أسلاك، مصباح صغير، مفتاح.

الخطوات: صل البطارية بالمصباح بأسلاك، وضع المفتاح في الدائرة. أغلق المفتاح. ماذا يحدث؟ يضيء المصباح. افتح المفتاح. ماذا يحدث؟ ينطفئ المصباح.

الاستنتاج: الدائرة الكهربائية المغلقة تسمح بمرور التيار الكهربائي، والدائرة المفتوحة لا تسمح بمروره.

أسئلة السبب والنتيجة (ماذا يحدث عند احتراق مصباح في دائرة توصيل على التوالي؟):
الإجابة: في دائرة التوالي، إذا احترق مصباح واحد، تنقطع الدائرة كلها وتنطفئ جميع المصابيح.

كيفية استخدام الكهرباء بأمان (نصائح السلامة):

• لا تلمس الأجهزة الكهربائية بيد مبللة.
• لا تضع أصابعك أو أشياء معدنية في المقبس الكهربائي.
• لا تفرط في تحميل المقابس (لا تصل عدة أجهزة بمقبس واحد).
• أطفئ الأجهزة عند الانتهاء من استخدامها.
• استخدم التأريض (Grounding) لحماية الأجهزة من الصواعق.

خصائص المغناطيس (Magnet):

• له قطبان: شمالي (N) وجنوبي (S).
• الأقطاب المختلفة تتجاذب، والأقطاب المتشابهة تتنافر.
• يجذب المواد المغناطيسية (الحديد، النيكل، الكوبالت) ولا يجذب المواد غير المغناطيسية (البلاستيك، الخشب، النحاس).

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

المغناطيس الكهربائي (Electromagnet): هو مغناطيس يتم إنشاؤه عندما يمر 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، الرافعات الكهرومغناطيسية في مصانع الحديد.

تجربة (صنع مغناطيس كهربائي):

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

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

الاستنتاج: يتحول المسمار إلى مغناطيس كهربائي عند مرور التيار الكهربائي في السلك.

المولدات والمحركات الكهربائية (Generators and Motors):

• المولد الكهربائي: يحول الطاقة الحركية (الحركية) إلى طاقة كهربائية.
• المحرك الكهربائي: يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية (حركية).

المفردات (عرف المصطلحات التالية): الكهرباء الساكنة، دائرة التوالي، دائرة التوازي، المجال المغناطيسي، المغناطيس الكهربائي، التأريض.

الإجابة: الكهرباء الساكنة: تراكم الشحنات على سطح الجسم. دائرة التوالي: مكونات متصلة على خط واحد. دائرة التوازي: مكونات متصلة في مسارات متعددة. المجال المغناطيسي: المنطقة المحيطة بالمغناطيس. المغناطيس الكهربائي: مغناطيس يتكون بمرور تيار كهربائي. التأريض: توصيل الأجهزة بالأرض لتفريغ الشحنات.

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):

1. في دائرة التوالي، إذا احترق أحد المصابيح، فإن المصابيح الأخرى ______. (أ) تستمر في العمل (ب) تنطفئ (ج) تضيء أكثر (د) تتضاءل)
2. المواد التي يجذبها المغناطيس تسمى ______. (أ) عازلة (ب) موصلة (ج) مغناطيسية (د) بلاستيكية)
3. المحرك الكهربائي يحول الطاقة ______ إلى طاقة ______. (أ) الكهربائية – الحركية (ب) الحركية – الكهربائية (ج) الحرارية – الكهربائية (د) الضوئية – الحركية)

الإجابة: ب / ج / أ

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

مثال: إذا قطع جسم مسافة 100 متر في 20 ثانية، فما سرعته؟ (100 ÷ 20 = 5 م/ث).

السرعة المتجهة (Velocity): هي السرعة في اتجاه معين. مثال: “السيارة تتحرك بسرعة 60 كم/ساعة شمالاً”.

التسارع (Acceleration): هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن. يحدث التسارع عندما تزداد السرعة أو تنقص أو يتغير الاتجاه. التسارع = (السرعة النهائية – السرعة الابتدائية) ÷ الزمن. وحدة قياس التسارع: م/ث².

مثال: سيارة تزيد سرعتها من 10 م/ث إلى 20 م/ث خلال 5 ثوان. ما تسارعها؟ (20-10) ÷ 5 = 10 ÷ 5 = 2 م/ث².

نشاط (حساب السرعة): قم بقياس المسافة بين نقطتين في الفصل، واحسب الزمن الذي تستغرقه في المشي بينهما، ثم احسب سرعتك.
الإجابة: (المسافة ÷ الزمن)

تمرين (حل مسائل السرعة والتسارع):

1. قطعت طائرة مسافة 600 كيلومتر في ساعتين. ما سرعتها المتوسطة؟ (600 ÷ 2 = 300 كم/ساعة)
2. تسارعت سيارة من السكون (سرعة ابتدائية 0 م/ث) إلى سرعة 30 م/ث خلال 10 ثوان. ما تسارعها؟ (30 ÷ 10 = 3 م/ث²)

قوانين نيوتن للحركة (Newton’s Laws of Motion):

• القانون الأول (القصور الذاتي – Inertia): الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته.
• القانون الثاني (القوة والتسارع): القوة = الكتلة × التسارع (F = m × a). وحدة القوة: النيوتن (N).
• القانون الثالث (الفعل ورد الفعل): لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.

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

• الرافعة (Lever): عصا تستند على نقطة ارتكاز. (مثال: المقص، العتلة)
• البكرة (Pulley): عجلة بها حبل. (مثال: رفع العلم، رافعة البئر)
• السطح المائل (Inclined Plane): سطح مائل يسهل رفع الأشياء. (مثال: المنحدر، السلم)
• الوتد (Wedge): جسم مثلث يستخدم لفصل الأشياء. (مثال: السكين، المقص)
• البرغي (Screw): سطح مائل ملفوف حول محور. (مثال: المسمار، غطاء الزجاجة)
• العجلة والمحور (Wheel and Axle): عجلة تدور حول محور. (مثال: عجلة السيارة، مقبض الباب)

أسئلة التفكير الناقد (كيف تساهم الآلات البسيطة في تقليل الجهد المبذول؟):
الإجابة: الآلات البسيطة تقلل القوة المطلوبة لرفع أو تحريك جسم ثقيل عن طريق زيادة المسافة التي تؤثر فيها القوة، أو تغيير اتجاه القوة.

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

1. المقص (رافعة)
2. سلم السطح المائل
3. سارية العلم (بكرة)
4. مفك البراغي (عجلة ومحور)
5. المسمار (برغي)
6. السكين (وتد)

المفردات (عرف المصطلحات التالية): السرعة، السرعة المتجهة، التسارع، القصور الذاتي، الآلة البسيطة، الفعل ورد الفعل.

الإجابة: السرعة: المسافة ÷ الزمن. السرعة المتجهة: السرعة في اتجاه معين. التسارع: معدل تغير السرعة. القصور الذاتي: ميل الجسم لمقاومة تغيير حالته. الآلة البسيطة: جهاز يسهل العمل. الفعل ورد الفعل: القانون الثالث لنيوتن.

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):

1. وحدات قياس التسارع هي ______. (أ) م/ث (ب) م/ث² (ج) كم/ساعة (د) نيوتن)
2. القانون الأول لنيوتن يسمى ______. (أ) الفعل ورد الفعل (ب) القصور الذاتي (ج) القوة والتسارع (د) الجاذبية)
3. الآلة البسيطة التي تستخدم لرفع العلم هي ______. (أ) الرافعة (ب) السطح المائل (ج) البكرة (د) البرغي)

الإجابة: ب / ب / ج

سؤال 2 (حساب التسارع): سيارة تزيد سرعتها من 5 م/ث إلى 25 م/ث خلال 4 ثوان. ما تسارعها؟
الإجابة: (25-5) ÷ 4 = 20 ÷ 4 = 5 م/ث²

سؤال 1 (السبب والنتيجة): لماذا تنطفئ جميع مصابيح دائرة التوالي عند احتراق أحدها؟
الإجابة: لأن التيار الكهربائي يسير في مسار واحد، وعند احتراق مصباح ينقطع المسار ويتوقف التيار.

سؤال 2 (التفكير الناقد): كيف يمكن زيادة قوة المغناطيس الكهربائي؟
الإجابة: بزيادة عدد اللفات حول المسمار، أو زيادة شدة التيار الكهربائي.

سؤال 3 (نموذج اختبار – اختر الإجابة الصحيحة):

1. أي مما يلي يعتبر وحدة قياس القوة؟ (أ) الجول (ب) الواط (ج) النيوتن (د) الفولت)
2. السرعة المتجهة هي ______. (أ) المسافة ÷ الزمن (ب) السرعة في اتجاه معين (ج) معدل تغير السرعة (د) القوة × المسافة)
3. مثال على الآلة البسيطة من نوع الرافعة هو ______. (أ) السلم (ب) المقص (ج) سارية العلم (د) مسمار اللولب)

الإجابة: ج / ب / ب