العودة إلى قائمة الدروس
physicsالمستوى: سنة ثالثة ثانوي (بكالوريا - علوم تجريبية، رياضيات، تقني رياضي)

الوحدة 2: تطور جملة ميكانيكية (الميكانيك وقوانين نيوتن)

دليل الميكانيك الشامل: قوانين نيوتن الثلاثة، حركة الكواكب والأقمار الاصطناعية وقوانين كبلر، السقوط الشاقولي الحقيقي والحر، حركة القذيفة في الهواء، وحركة الأجسام على المستويات مع المنهجية الرسمية لتنقيط البكالوريا.

⚛️ العلوم الفيزيائية — السنة الثالثة ثانوي (بكالوريا)

الوحدة الثانية: تطور جملة ميكانيكية (قوانين نيوتن والحركات)

المنهجية الرسمية لتطبيق القانون الثاني لنيوتن، دراسة حركة الكواكب والأقمار، السقوط الشاقولي، حركة القذائف والمستويات.

🎯 المنهجية الإلزامية لتطبيق القانون الثاني لنيوتن في البكالوريا (نصف نقطة مضمونة):

قبل كتابة العلاقة الشعاعية Σ Fext = m·a، يجب ذكر الخطوات الثلاث التالية إجبارياً في ورقة الإجابة:

1. الجملة الميكانيكية: (الجسم S، الكرة، القمر الاصطناعي...).
2. المرجع الغاليلي المختار: مع ذكر الفرضية (سطحي أرضي، مركزي أرضي، ونعتبره عطالياً).
3. إحصاء وتمثيل القوى: الثقل P، رد الفعل R، الاحتكاك f، دافعة أرخميدس...

1️⃣ حركة الكواكب والأقمار الاصطناعية (قوانين كبلر)

🪐 المراجع الفضائية الغاليلية:
  • مركزي شمسي (هيليومركزي): مبدؤه مركز الشمس، لدراسة حركة الكواكب والمذنبات.
  • مركزي أرضي (جيومركزي): مبدؤه مركز الأرض، لدراسة حركة الأقمار الطبيعية والاصطناعية.
📐 قانون الجذب العام لنيوتن:

F = G · (M · m) / r²
حيث G ثابت الجذب العام، M كتلة الكوكب المركزي، m كتلة القمر، و r نصف قطر المدار: r = R_T + h.

السرعة المدارية:
v = √(G · M / r)
(مستقلة تماماً عن كتلة القمر m)
الدور المداري T:
T = 2πr / v = 2π √(r³ / (G·M))
(الزمن اللازم لإنجاز دورة كاملة)
قانون كبلر الثالث:
T² / r³ = 4π² / (G·M) = ثابت
(ثابت لكل الكواكب حول نفس المركز)
🛰️ الشروط الثلاثة للقمر المستقر جغرافياً (Géostationnaire):
1) يدور في مستوي خط الاستواء.
2) يدور في نفس جهة دوران الأرض حول نفسها (من الغرب إلى الشرق).
3) دوره يساوي دور الأرض: T = 24 h = 86400 s ويكون على ارتفاع ثابت h ≈ 36000 km، ليبدو ثابتاً بالنسبة لملاحظ أرضي.

2️⃣ السقوط الشاقولي: الحقيقي (في مائع) vs السقوط الحر

💧 السقوط الشاقولي الحقيقي في مائع (هواء، زيت)

  • القوى المؤثرة: الثقل P = m·g (للأسفل) + دافعة أرخميدس Π = ρ_f · V · g (للأعلى) + الاحتكاك f = k·v (للأعلى).
  • المعادلة التفاضلية للسرعة:
    dv/dt + (k/m)·v = g · (1 - ρ_f / ρ_s)
  • التسارع الابتدائي a₀: عند t=0 (حيث v=0):
    a₀ = g · (1 - ρ_f / ρ_s).
  • السرعة الحدية vl: في النظام الدائم لما dv/dt = 0:
    vl = (m·g / k) · (1 - ρ_f / ρ_s).

🕊️ السقوط الحر في الفراغ

  • التعريف: سقوط الجسم خاضعاً لقوة ثقله فقط P (إهمال دافعة أرخميدس وقوى الاحتكاك).
  • المعادلة: P = m·a ⇒ m·g = m·a ⇒ a = g (تسارع ثابت شاقولي).
  • طبيعة الحركة: حركة مستقيمة متغيرة بانتظام:
  • السرعة: v(t) = g·t + v₀.
  • الموضع: z(t) = ½ g·t² + v₀·t + z₀.
  • مستقلة عن الزمن: v₂² - v₁² = 2·g·(z₂ - z₁).

3️⃣ حركة القذيفة في حقل الجاذبية والمستويات المائلة

🎯 حركة القذيفة (دراسة على المحورين Ox و Oz)

  • المحور الأفقي Ox: التسارع ax = 0 ⇒ حركة مستقيمة منتظمة: x(t) = (v₀ cosα)·t.
  • المحور الشاقولي Oz: التسارع az = -g ⇒ متغيرة بانتظام: z(t) = -½ gt² + (v₀ sinα)·t + z₀.
  • معادلة المسار (قطع مكافئ):
    z(x) = - [g / (2 v₀² cos²α)] · x² + (tanα) · x + z₀
  • شرط بلوغ الذروة S: تنعدم السرعة الشاقولية: vz = 0.

📐 حركة الأجسام على المستويات (أفقي ومائل)

  • على مستو مائل بزاوية α: إسقاط الثقل يعطي مركبتين: Px = m·g·sinα (محرك للأسفل) و Pz = -m·g·cosα (يوازن رد الفعل R).
  • معادلة التسارع عند الهبوط: a = g·sinα - (f / m).
  • في غياب الاحتكاك (أملس f=0): a = g·sinα.
  • طريقة انحفاظ الطاقة: Ec₂ - Ec₁ = W(P) + W(f)، حيث W(P) = ± m·g·h و W(f) = - f · AB.

اختبر معلوماتك في هذا الدرس!

بعد أن أنهيت قراءة الدرس، يمكنك الآن تقييم فهمك من خلال امتحان تفاعلي قصير مع تصحيح فوري وتبرير للإجابات الخاطئة.