الكتاب التفاعلي فيزياء 1 مسارات — شروحات ومفاهيم رقمية

الفصل 1: مدخل إلى الفيزياء

الفيزياء هي فرع من فروع العلم يُعنى بدراسة العالم الطبيعي: الطاقة والمادة وكيفية ارتباطهما. يهدف الفيزيائيون إلى معرفة كيف تعمل الأشياء من حولنا.

تتمثل في خطوات منهجية لحل المشكلات: تحديد المشكلة، جمع المعلومات، وضع الفرضية، اختبار الفرضية، تحليل البيانات، والاستنتاج.

القياس هو مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية. الدقة هي مدى تقارب نتائج القياسات، بينما الضبط هو مدى قرب النتيجة من القيمة المقبولة.

وصف الحركة يكون باستخدام الكلمات، الصور، أو المخططات، ومعادلات الرياضيات.

الإزاحة هي كمية متجهة تمثل التغير في موقع الجسم، وتُعطى بالمعادلة:

Δd = df - di

هي التغير في الموقع مقسوماً على الفترة الزمنية، واتجاهها هو نفس اتجاه الإزاحة.

v = Δd / Δt

التسارع هو التغير في السرعة المتجهة لجسم خلال فترة زمنية محددة. قد يكون التسارع منتظماً أو متغيراً.

a = Δv / Δt

تستخدم هذه المعادلات للتنبؤ بموقع وسرعة الجسم في أي لحظة زمنية، بافتراض أن التسارع ثابت:

حركة الجسم تحت تأثير جاذبية الأرض فقط بإهمال مقاومة الهواء (g = 9.8 m/s²).

القوة هي سحب أو دفع يؤثر في جسم ما، وتسبب تغيراً في سرعته المتجهة (تكسبه تسارعاً).

قانون نيوتن الأول: يبقى الجسم الساكن ساكناً والمتحرك متحركاً بسرعة منتظمة ما لم تؤثر عليه محصلة قوى.
قانون نيوتن الثاني: تسارع الجسم يساوي محصلة القوى مقسومة على كتلته.
قانون نيوتن الثالث: لكل قوة فعل، قوة رد فعل مساوية لها في المقدار ومعاكسة في الاتجاه.

F_net = m · a

المتجهات تُجمع وتحلل في بُعدين (x و y). يمكن تحليل المتجه إلى مركباته المتعامدة.

Rx = R · cos(θ)
Ry = R · sin(θ)

قوة ممانعة تنشأ بين السطوح المتلامسة. الاحتكاك السكوني يمنع بدء الحركة، والاحتكاك الحركي يقاوم الحركة أثناء حدوثها.

f_k = μ_k · F_N