Physics
📄 اطبع pdf
00971504825082
قانون نيوتن الثاني
Newton's Second Law
نص قانون نيوتن الثاني على "أن محصلة القوى التي تؤثر على جسمٍ ما وكان الجسم قابل للحركة، ينتج عنها تسارع يتناسب طرديًا معها بينما يتناسب عكسيًا مع كتلة الجسم"
بمعنى أنه كلما زادت القوة زاد التسارع، وكلما زادت الكتلة قل التسارع
ويعبر عن قانون نيوتن الثاني بالصيغة الرياضية التالية:
\[ F = m \cdot a \]
في هذه المحاكاة المرحلة الأولى سوف ندرس علاقة التسارع بالقوة (بثبات الكتلة)
علاقة التسارع بالقوة (بثبات الكتلة) - اعتبر:
\[ g = 10 \, \frac{m}{s^2} \]
المستوى يجب أن يكون أملس
كتلة الجملة ثابتة - غيّر قوة الشد كل مرة واحسب التسارع
لاحظ ثبات كتلة الجملة حيث يتم نقل كتلة من العربة إلى الكتلة المعلقة
غيّر القوة كل مره بحذف 100 جرام من السيارة وإضافتها إلى الكتلة المعلقة
📊 المرحلة الأولى: جدول البيانات والتسارع مقابل القوة
📝 تعليمات التجربة:
1. استخدم المحاكاة أعلاه لتغيير القوة (بإزالة 100 جرام من العربة وإضافتها للكتلة المعلقة)
2. اقرأ قيمة التسارع و قوة الشد من المحاكاة
3. أدخل القيم في الحقول أدناه ثم اضغط "إضافة نقطة"
4. سيتم إضافة النقطة إلى الجدول والرسم البياني تلقائياً
💡 ملاحظة: الرسم البياني فارغ في البداية، وسيتم رسمه تدريجياً مع كل نقطة تدخلها!
#
القوة (N)
التسارع (m/s²)
➕ إضافة نقطة تجربة جديدة
عدد النقاط: 0
📊
أدخل نقاط التجربة لرسم الخط البياني
(ستظهر النقاط والخط تلقائياً)
📌 تلميح: كلما زاد عدد النقاط، أصبح الخط البياني أكثر دقة في إظهار العلاقة بين القوة والتسارع
في المرحلة الثانية سوف ندرس علاقة التسارع بالكتلة (بثبات القوة)
في هذه المرحلة اجعل قوة الشد ثابتة وغير كتلة السيارة عن طريق كتابة قيمة الكتلة للعربة وحمولتها داخل الإيقونة
أجري التجربة وفي كل مرة قم بزيادة كتلة السيارة دون إضافتها على الكتلة المعلقة
وسجل كل مرة كتلة الجملة والتسارع، ثم ارسم الخط البياني بين التسارع ومقلوب الكتلة
📊 المرحلة الثانية: التسارع مقابل مقلوب الكتلة
📝 تعليمات التجربة:
1. اجعل قوة الشد ثابتة في المحاكاة أعلاه
2. غيّر كتلة العربة (اكتب قيمة الكتلة في الإيقونة المخصصة)
3. اقرأ قيمة التسارع و الكتلة الكلية من المحاكاة
4. أدخل القيم في الحقول أدناه - سيتم حساب مقلوب الكتلة تلقائياً
5. سيتم رسم النقاط والخط البياني تدريجياً مع كل إدخال
💡 ملاحظة: الرسم البياني فارغ في البداية، وسيتم رسمه مع إدخال كل نقطة جديدة!
#
الكتلة (kg)
1/الكتلة (1/kg)
التسارع (m/s²)
➕ إضافة نقطة تجربة جديدة
عدد النقاط: 0
📊
أدخل نقاط التجربة لرسم الخط البياني
(ستظهر النقاط والخط تلقائياً)
📌 تلميح: يجب أن يكون الرسم البياني خطاً مستقيماً يوضح العلاقة الطردية بين التسارع ومقلوب الكتلة
📚 مسائل محلولة + مسائل للتدريب (قانون نيوتن الثاني)
هذه الأسئلة مرتبطة مباشرة بالمحاكاة السابقة وتستخدم: \(F = m \cdot a\)
✅ مسائل محلولة (Worked Examples)
مثال محلول (1): كتلة جسم \(m=2\,kg\) وقوة مؤثرة \(F=10\,N\). احسب التسارع.
الحل: \(\;a=\frac{F}{m}=\frac{10}{2}=5\;\frac{m}{s^2}\)
مثال محلول (2): قوة ثابتة \(F=12\,N\) وكتلة \(m=3\,kg\). احسب التسارع.
الحل: \(\;a=\frac{12}{3}=4\;\frac{m}{s^2}\)
مثال محلول (3) من نمط التجربة: الكتلة الكلية \(m=1.5\,kg\) وقوة الشد \(F=6\,N\). احسب التسارع.
الحل: \(\;a=\frac{6}{1.5}=4\;\frac{m}{s^2}\)
📝 مسائل للتدريب (بدون حل)
- قوة مقدارها \(20\,N\) تؤثر على جسم كتلته \(4\,kg\).
1) احسب التسارع.
2) ماذا يحدث للتسارع إذا تضاعفت القوة؟
- جسم كتلته \(5\,kg\) يتحرك بتسارع \(2\,\frac{m}{s^2}\).
احسب مقدار القوة المؤثرة عليه.
- في تجربة: ثبت الكتلة \(m=2kg\)، وقِس التسارع لقيم القوى التالية: \(4N, 6N, 8N, 10N\).
كوّن جدولًا ثم ارسم العلاقة بين \(a\) و \(F\).
- في المرحلة الثانية: ثبت القوة \(F=10N\) وغيّر الكتلة \(m=1, 2, 3, 4\,kg\).
سجل التسارع ثم ارسم \(a\) مقابل \(\frac{1}{m}\).
⭐ مسألة تحدي
إذا تضاعفت كتلة النظام وبقيت القوة ثابتة، فماذا يحدث للتسارع؟
فسّر باستخدام قانون نيوتن الثاني.
Newton's Second Law states that: "The net force acting on a body produces an acceleration that is directly proportional to the force and inversely proportional to the mass of the body."
That means: The greater the force, the greater the acceleration. The greater the mass, the smaller the acceleration.
It is expressed mathematically as:
\[ F = m \cdot a \]
In this simulation, Stage 1: Relationship between acceleration and force (constant mass)
Acceleration vs Force (constant mass) - Consider:
\[ g = 10 \, \frac{m}{s^2} \]
The surface must be smooth (frictionless)
Total system mass is constant - change the tension force each time and calculate the acceleration
Change the force by removing 100 g from the cart and adding 100 g to the hanging mass
📊 Stage 1: Data Table & Graph (Acceleration vs Force)
📝 Experiment Instructions:
1. Use the simulation above to change the force (remove 100g from cart, add to hanging mass)
2. Read the acceleration and tension force values from the simulation
3. Enter the values in the fields below and click "Add Point"
4. The point will be added to the table and graph automatically
💡 Note: The graph starts empty and will be drawn gradually as you add each data point!
#
Force (N)
Acceleration (m/s²)
➕ Add New Data Point
Data points: 0
📊
Enter experiment data to plot the graph
(Points and line will appear automatically)
📌 Hint: The more points you add, the more accurate the graph will show the relationship between force and acceleration
Stage 2: Relationship between acceleration and mass (constant force)
Keep the tension force constant and change the cart mass by typing the mass value in the input icon
Perform the experiment, each time increase the cart mass without adding it to the hanging mass
Record the total mass and acceleration, then plot acceleration vs 1/mass
📊 Stage 2: Acceleration vs 1/Mass
📝 Experiment Instructions:
1. Keep the tension force constant in the simulation above
2. Change the cart mass (type the mass value in the designated input)
3. Read the acceleration and total mass values from the simulation
4. Enter the values in the fields below - 1/mass will be calculated automatically
5. The graph will be drawn gradually as you enter each data point
💡 Note: The graph starts empty and will be drawn as you add each new point!
#
Mass (kg)
1/Mass (1/kg)
Acceleration (m/s²)
➕ Add New Data Point
Data points: 0
📊
Enter experiment data to plot the graph
(Points and line will appear automatically)
📌 Hint: The graph should be a straight line showing the direct relationship between acceleration and 1/mass
📚 Solved + Practice Problems (Newton's Second Law)
These questions directly match the simulations above and use: \(F = m \cdot a\)
✅ Solved Examples
Solved Example (1): A body has mass \(m=2\,kg\) and force \(F=10\,N\). Find the acceleration.
Solution: \(\;a=\frac{F}{m}=\frac{10}{2}=5\;\frac{m}{s^2}\)
Solved Example (2): A constant force \(F=12\,N\) acts on mass \(m=3\,kg\). Find the acceleration.
Solution: \(\;a=\frac{12}{3}=4\;\frac{m}{s^2}\)
Solved Example (3) (experimental style): Total mass \(m=1.5\,kg\), tension \(F=6\,N\). Find the acceleration.
Solution: \(\;a=\frac{6}{1.5}=4\;\frac{m}{s^2}\)
📝 Practice Problems (No Solution)
- A force of \(20\,N\) acts on a body of mass \(4\,kg\).
1) Find the acceleration.
2) What happens if the force is doubled?
- A body of mass \(5\,kg\) accelerates at \(2\,\frac{m}{s^2}\).
Find the applied force.
- In Stage 1 (constant mass): Use \(m=2kg\) and forces \(4N, 6N, 8N, 10N\).
Make a table and plot \(a\) vs \(F\).
- In Stage 2 (constant force): Keep \(F=10N\) and use masses \(m=1, 2, 3, 4\,kg\).
Record acceleration and plot \(a\) vs \(\frac{1}{m}\).
⭐ Challenge Question
If the mass is doubled while the force remains constant, what happens to acceleration?
Explain using Newton's Second Law.
قانون نيوتن الثاني
|
نص قانون نيوتن الثاني على "أن محصلة القوى التي تؤثر على جسمٍ ما وكان الجسم قابل للحركة، ينتج عنها تسارع يتناسب طرديًا معها بينما يتناسب عكسيًا مع كتلة الجسم"
بمعنى أنه كلما زادت القوة زاد التسارع، وكلما زادت الكتلة قل التسارع
ويعبر عن قانون نيوتن الثاني بالصيغة الرياضية التالية:
في هذه المحاكاة المرحلة الأولى سوف ندرس علاقة التسارع بالقوة (بثبات الكتلة)
علاقة التسارع بالقوة (بثبات الكتلة) - اعتبر:
\[ g = 10 \, \frac{m}{s^2} \]
المستوى يجب أن يكون أملس
كتلة الجملة ثابتة - غيّر قوة الشد كل مرة واحسب التسارع
لاحظ ثبات كتلة الجملة حيث يتم نقل كتلة من العربة إلى الكتلة المعلقة
غيّر القوة كل مره بحذف 100 جرام من السيارة وإضافتها إلى الكتلة المعلقة
📊 المرحلة الأولى: جدول البيانات والتسارع مقابل القوة
1. استخدم المحاكاة أعلاه لتغيير القوة (بإزالة 100 جرام من العربة وإضافتها للكتلة المعلقة)
2. اقرأ قيمة التسارع و قوة الشد من المحاكاة
3. أدخل القيم في الحقول أدناه ثم اضغط "إضافة نقطة"
4. سيتم إضافة النقطة إلى الجدول والرسم البياني تلقائياً
| # | القوة (N) | التسارع (m/s²) |
|---|
➕ إضافة نقطة تجربة جديدة
📌 تلميح: كلما زاد عدد النقاط، أصبح الخط البياني أكثر دقة في إظهار العلاقة بين القوة والتسارع
في المرحلة الثانية سوف ندرس علاقة التسارع بالكتلة (بثبات القوة)
في هذه المرحلة اجعل قوة الشد ثابتة وغير كتلة السيارة عن طريق كتابة قيمة الكتلة للعربة وحمولتها داخل الإيقونة
أجري التجربة وفي كل مرة قم بزيادة كتلة السيارة دون إضافتها على الكتلة المعلقة
وسجل كل مرة كتلة الجملة والتسارع، ثم ارسم الخط البياني بين التسارع ومقلوب الكتلة
📊 المرحلة الثانية: التسارع مقابل مقلوب الكتلة
1. اجعل قوة الشد ثابتة في المحاكاة أعلاه
2. غيّر كتلة العربة (اكتب قيمة الكتلة في الإيقونة المخصصة)
3. اقرأ قيمة التسارع و الكتلة الكلية من المحاكاة
4. أدخل القيم في الحقول أدناه - سيتم حساب مقلوب الكتلة تلقائياً
5. سيتم رسم النقاط والخط البياني تدريجياً مع كل إدخال
| # | الكتلة (kg) | 1/الكتلة (1/kg) | التسارع (m/s²) |
|---|
➕ إضافة نقطة تجربة جديدة
📌 تلميح: يجب أن يكون الرسم البياني خطاً مستقيماً يوضح العلاقة الطردية بين التسارع ومقلوب الكتلة
📚 مسائل محلولة + مسائل للتدريب (قانون نيوتن الثاني)
هذه الأسئلة مرتبطة مباشرة بالمحاكاة السابقة وتستخدم: \(F = m \cdot a\)
✅ مسائل محلولة (Worked Examples)
مثال محلول (1): كتلة جسم \(m=2\,kg\) وقوة مؤثرة \(F=10\,N\). احسب التسارع.
الحل: \(\;a=\frac{F}{m}=\frac{10}{2}=5\;\frac{m}{s^2}\)
مثال محلول (2): قوة ثابتة \(F=12\,N\) وكتلة \(m=3\,kg\). احسب التسارع.
الحل: \(\;a=\frac{12}{3}=4\;\frac{m}{s^2}\)
مثال محلول (3) من نمط التجربة: الكتلة الكلية \(m=1.5\,kg\) وقوة الشد \(F=6\,N\). احسب التسارع.
الحل: \(\;a=\frac{6}{1.5}=4\;\frac{m}{s^2}\)
📝 مسائل للتدريب (بدون حل)
- قوة مقدارها \(20\,N\) تؤثر على جسم كتلته \(4\,kg\).
1) احسب التسارع.
2) ماذا يحدث للتسارع إذا تضاعفت القوة؟ - جسم كتلته \(5\,kg\) يتحرك بتسارع \(2\,\frac{m}{s^2}\).
احسب مقدار القوة المؤثرة عليه. - في تجربة: ثبت الكتلة \(m=2kg\)، وقِس التسارع لقيم القوى التالية: \(4N, 6N, 8N, 10N\).
كوّن جدولًا ثم ارسم العلاقة بين \(a\) و \(F\). - في المرحلة الثانية: ثبت القوة \(F=10N\) وغيّر الكتلة \(m=1, 2, 3, 4\,kg\).
سجل التسارع ثم ارسم \(a\) مقابل \(\frac{1}{m}\).
⭐ مسألة تحدي
إذا تضاعفت كتلة النظام وبقيت القوة ثابتة، فماذا يحدث للتسارع؟
فسّر باستخدام قانون نيوتن الثاني.
Newton's Second Law states that: "The net force acting on a body produces an acceleration that is directly proportional to the force and inversely proportional to the mass of the body."
That means: The greater the force, the greater the acceleration. The greater the mass, the smaller the acceleration.
It is expressed mathematically as:
In this simulation, Stage 1: Relationship between acceleration and force (constant mass)
Acceleration vs Force (constant mass) - Consider:
\[ g = 10 \, \frac{m}{s^2} \]
The surface must be smooth (frictionless)
Total system mass is constant - change the tension force each time and calculate the acceleration
Change the force by removing 100 g from the cart and adding 100 g to the hanging mass
📊 Stage 1: Data Table & Graph (Acceleration vs Force)
1. Use the simulation above to change the force (remove 100g from cart, add to hanging mass)
2. Read the acceleration and tension force values from the simulation
3. Enter the values in the fields below and click "Add Point"
4. The point will be added to the table and graph automatically
| # | Force (N) | Acceleration (m/s²) |
|---|
➕ Add New Data Point
📌 Hint: The more points you add, the more accurate the graph will show the relationship between force and acceleration
Stage 2: Relationship between acceleration and mass (constant force)
Keep the tension force constant and change the cart mass by typing the mass value in the input icon
Perform the experiment, each time increase the cart mass without adding it to the hanging mass
Record the total mass and acceleration, then plot acceleration vs 1/mass
📊 Stage 2: Acceleration vs 1/Mass
1. Keep the tension force constant in the simulation above
2. Change the cart mass (type the mass value in the designated input)
3. Read the acceleration and total mass values from the simulation
4. Enter the values in the fields below - 1/mass will be calculated automatically
5. The graph will be drawn gradually as you enter each data point
| # | Mass (kg) | 1/Mass (1/kg) | Acceleration (m/s²) |
|---|
➕ Add New Data Point
📌 Hint: The graph should be a straight line showing the direct relationship between acceleration and 1/mass
📚 Solved + Practice Problems (Newton's Second Law)
These questions directly match the simulations above and use: \(F = m \cdot a\)
✅ Solved Examples
Solved Example (1): A body has mass \(m=2\,kg\) and force \(F=10\,N\). Find the acceleration.
Solution: \(\;a=\frac{F}{m}=\frac{10}{2}=5\;\frac{m}{s^2}\)
Solved Example (2): A constant force \(F=12\,N\) acts on mass \(m=3\,kg\). Find the acceleration.
Solution: \(\;a=\frac{12}{3}=4\;\frac{m}{s^2}\)
Solved Example (3) (experimental style): Total mass \(m=1.5\,kg\), tension \(F=6\,N\). Find the acceleration.
Solution: \(\;a=\frac{6}{1.5}=4\;\frac{m}{s^2}\)
📝 Practice Problems (No Solution)
- A force of \(20\,N\) acts on a body of mass \(4\,kg\).
1) Find the acceleration.
2) What happens if the force is doubled? - A body of mass \(5\,kg\) accelerates at \(2\,\frac{m}{s^2}\).
Find the applied force. - In Stage 1 (constant mass): Use \(m=2kg\) and forces \(4N, 6N, 8N, 10N\).
Make a table and plot \(a\) vs \(F\). - In Stage 2 (constant force): Keep \(F=10N\) and use masses \(m=1, 2, 3, 4\,kg\).
Record acceleration and plot \(a\) vs \(\frac{1}{m}\).
⭐ Challenge Question
If the mass is doubled while the force remains constant, what happens to acceleration?
Explain using Newton's Second Law.
No comments:
Post a Comment