[توتا 2007]

المحاضرة (1)
تعطي فكرة عامة عن المقرر الدراسي والمبادئ الأساسية في الفيزياء مثل تعريف الكميات الفيزيائية والوحدات المستخدمة في القياس بالإضافة إلى استخدام تحليل الأبعاد في التحقق من صحة المعادلات الفيزيائية. وحل العديد من الأمثلة والتمارين في الكتاب المقرر. اطلع علىشرح المحاضرة (1)
المحاضرة (2)
نركز في المحاضرة الثانية على مفهوم الكميات الفيزيائية القياسية والمتجهة ومحاور الاسناد الكارتيزية والقطبية في تحديد موضع جسم في الفراغ كما يتم اكساب الطالب مهارات اساسية في التعامل مع المتجهات من الجمع والطرح والضرب بنوعيه النقطي والإتجاهي. وذلك من خلال التركيز على العديد من الأمثلة والتمارين. اطلع على شرح المحاضرة (2)
المحاضرة (3)
بعد أن تمت دراسة المبادئ الرياضية اللازمة لدراسة علم الميكانيكا سنقوم في هذه المحاضرة بدراسة علم وصف الحركة والذي يعرف بالكينماتيكا، حيث أن هذا العلم يعتمد على قياس المسافة والسرعة والعجلة والعلاقة بينهما سنبدأ بتوضيح مفهوم متجه الموضع لجسم متحرك وإيجاد الإزاحة له...... اطلع على شرح المحاضرة (3)
المحاضرة (4)
يمكن تقسيم حركة جسم ما إلى حركة في بعد واحد أو في بعدين أو أن تكون الحركة دائرية أو إهتزازية ولكل نوع من أنواع الحركة مفاهيمه الفيزيائية الخاصة ومعادلاته الرياضية التي تربط الإزاحة والسرعة والعجلة بالزمن من خلال معادلات تعرف بمعادلات الحركة، وفي هذه المحاضرة سنبدأ بحركة جسم في بعد واحد وتحت تأثير عجلة ثابتة مثل حركة جسم تحت تأثير عجلة الجاذبية الأرضية..... اطلع على شرح المحاضرة (4)
المحاضرة (5)
درسنا في المحاضرة السابقة الحركة في بعد واحد أي عندما يتحرك الجسم في خط مستقيم على محور x أو أن يسقط الجسم سقوطاً حراً في محور y، سندرس في هذه المحاضرة حركة جسم في بعدين أي في كل من x,y مثل حركة المقذوفات حيث يكون للإزاحة والسرعة مركبتان في اتجاه المحور x والمحور y. وتعتبر حركة المقذوفات Projectile motion من الأمثلة على الحركة في بعدين، وسوف نقوم بإيجاد معادلات الحركة للمقذوفات لتحديد الإزاحة الأفقية والرأسية والسرعة والعجلة من خلال العديد من الأمثلة..... اطلع على شرح المحاضرة (5)
المحاضرة (6)
من الممكن أن يتحرك جسم على مسار دائري بسرعة خطية ثابتة linear constant speed. قد يخطر لنا الآن أن العجلة في هذه الحالة تساوى صفراً، وذلك لأن السرعة ثابتة، وهذا غير صحيح لأن الجسم يتحرك على مسار دائري لذا توجد عجلة. ولشرح ذلك نحن نعلم أن السرعة كمية متجه، والعجلة هي عبارة عن كمية متجه لأنها تساوى معدل التغير في السرعة بالنسبة للزمن، والتغير في السرعة قد يكون في المقدار أو في الاتجاه. وفي حالة حركة الجسم على مسار دائري فإن العجلة لا تؤثر على مقدار السرعة إنما تغير من اتجاه السرعة، ولهذا فإن الجسم يتحرك على مسار دائري وبسرعة ثابتة. يكون متجه السرعة دائما عمودياً على نصف القطر وفى اتجاه المماس عند أية نقطة على المسار الدائري.... اطلع على شرح المحاضرة (6)
المحاضرة (7)
في الجزء السابق ركزنا على علم وصف الحركة من إزاحة وسرعة وعجلة دون النظر إلى مسبباتها وهذا العلم يسمى علم الكينماتيكا Kinematics، وفى هذا الجزء من المقرر سوف ندرس مسبب الحركة وهو كمية فيزيائية هامة تدعى القوة Force والتي وضع العالم نيوتن ثلاث قوانين أساسية تعتمد على الملاحظات التجريبية التي أجراها منذ أكثر من ثلاث قرون. والعلم الذي يدرس العلاقة بين حركة الجسم والقوة المؤثرة عليه هو من علوم الميكانيكا الكلاسيكية Classical mechanics والتي تعرف باسم ديناميكا Dynamics، وكلمة كلاسيك هنا تدل على أننا نتعامل فقط مع سرعات اقل بكثير من سرعة الضوء وأجسام أكبر بكثير من الذرة. وقد كان للعالم نيوتن دوراً كبيراً في هذا الفرع من الفيزياء حيث وضع ثلاثة قوانين للعلاقة بين القوة والحركة...... اطلع على شرح المحاضرة (7)
المحاضرة (8)
لقد أهملنا سابقاً القوة الناتجة عن الاحتكاك وذلك بفرض أن الأجسام تتحرك على أسطح ناعمة smooth surfaces وذلك حتى لا نزيد عدد المعادلات الرياضية المصاحبة لحل مسائل الميكانيكا، ولكن وبعد أن قطعنا شوطاً في التعامل مع متجهات القوة بمختلف أنواعها مثل الوزن W والشد T ورد الفعل N والقوة الخارجية المؤثرة على الحركة F، سندخل نوع آخر من القوة المؤثرة على الحركة وهى قوة الاحتكاك force of friction ويرمز لها بالرمز f واتجاه هذه القوة دائماً عكس اتجاه الحركة وهي ناتجة عن خشونة الأسطح المتحركة. من التجارب العملية لوحظ أن قوة الاحتكاك للأجسام الساكنة أكبر من قوة الاحتكاك للأجسام المتحركة. وهذا شيء نلاحظه في حياتنا العملية حيث يحتاج الشخص إلى قوة كبيرة في بداية الأمر لتحريك صندوق خشبي على الأرض ولكن بعد أن يتحرك الجسم نلاحظ أن القوة اللازمة أصبحت أقل من ذي قبل وهذا لأن الجسم أصبح متحركاً وبالتالي فإن قوة الاحتكاك تصبح أقل. لهذا السبب يمكن تقسيم الاحتكاك إلى نوعين هما الاحتكاك السكوني static friction والاحتكاك الحركي kinetic friction..... اطلع على شرح المحاضرة (8)
المحاضرة (9)
إن مفهوم الشغل والطاقة مهم جداً في علم الفيزياء، حيث توجد الطاقة في الطبيعة في صور مختلفة مثل الطاقة الميكانيكية Mechanical energy، والطاقة الكهرومغناطيسية Electromagnetic energy، والطاقة الكيميائية Chemical energy، والطاقة الحرارية Thermal energy، والطاقة النووية Nuclear energy. إن الطاقة بصورها المختلفة تتحول من شكل إلى آخر ولكن في النهاية الطاقة الكلية ثابتة. فمثلا الطاقة الكيميائية المختزنة في بطارية تتحول إلى طاقة كهربية لتتحول بدورها إلى طاقة حركية. ودراسة تحولات الطاقة مهم جداً لجميع العلوم. وفى هذا الجزء من المقرر سوف نركز على Mechanical energy. وذلك لأنه يعتمد على مفاهيم القوة التي وضعها نيوتن في القوانين الثلاثة، ويجدر الذكر هنا أن الشغل والطاقة كميات قياسية وبالتالي فإن التعامل معها سيكون أسهل من استخدام قوانين نيوتن للحركة، وذلك لأننا كنا نتعامل وبشكل مباشر مع القوة وهى كمية متجهة. وحيث أننا لم نجد أية صعوبة في تطبيق قوانين نيوتن وذلك لأن مقدار القوة المؤثرة على حركة الأجسام ثابت، ولكن إذا ما أصبحت القوة متغيرة وبالتالي فإن العجلة ستكون متغيرة وهنا يكون التعامل مع مفهوم الشغل والطاقة اسهل بكثير في مثل هذه الحالات. ولكن قبل أن نتناول موضوع الطاقة فإننا سوف نوضح مفهوم الشغل الذي هو حلقة الوصل ما بين القوة والطاقة. والشغل قد يكون ناتجاً من قوة ثابتة constant force أو من قوة متغيرة varying force. وسوف ندرس كلا النوعين في هذا الفصل.....اطلع على شرح المحاضرة (9)
المحاضرة (10)
درسنا في الفصل السابق مفهوم طاقة الحركة Kinetic energy لجسم متحرك ووجدنا أن طاقة حركة الجسم تتغير عندما يبذل شغل على الجسم. سندرس في هذه المحاضرة نوعاً آخر من أنواع الطاقة الميكانيكية وهو طاقة الوضع Potential energy. ويمكن لطاقة الوضع أن تتحول إلى طاقة حركة أو إلى بذل شغل. وتجدر الإشارة هنا إلى أن أنواع القوى التي درسناها هي إما قوة عجلة الجاذبية الأرضية (Fg) أوقوة الاحتكاك (f) أوقوة الشد (T) أوالقوة المؤثرة الخارجية (Fapp)، هذه القوى تقسم إلى نوعين، إما قوى محافظة conservative forces أو قوى غير محافظة non-conservative. فإذا كان الشغل الناتج عن قوة ما لا يعتمد على المسار فإن هذه القوة تكون محافظة، أما إذا كان الشغل يعتمد على المسار فإن هذه القوة تكون غير محافظة.... اطلع على شرح المحاضرة (10)
المحاضرة (11)
في حالة التعامل مع قوة غير محافظة مثل قوة الاحتكاك بالإضافة إلى قوى محافظة، فإننا لا نستطيع أن نستخدم القانون الذي ينص على أن التغير في الطاقة الميكانيكية الكلية يساوى صفراً لأن هناك جزءً من الطاقة يضيع على شكل حرارة بواسطة الشغل المبذول نتيجة لقوة الاحتكاك. لذلك نحتاج إلى قانون أشمل وأعم ليشمل جميع أنواع القوى.... اطلع على شرح المحاضرة (11)
المحاضرة (12)
وضع العالم نيوتن قانون الجاذبية العام بعد الرواية المشهورة عنه وهي سقوط التفاحة على رأسه بينما كان نائماً تحت شجرة، فتوصل إلى أن القوة التي أثرت على التفاحة لتسقط على الأرض هي نفس القوة التي تجذب القمر إلى الأرض. وتبين أيضاً أن قانون الجذب العام لنيوتن ينطبق على القوة المتبادلة بين الكواكب والأجسام المادية على حد سواء...... اطلع على شرح المحاضرة (12)
المحاضرة (13)
باستخدام مفهوم الطاقة الكلية سنقوم بحساب سرعة الإفلات escape velocity من الجاذبية الأرضية. وسرعة الإفلات هي أقل سرعة ابتدائية لجسم يقذف رأسياً ليتمكن الجسم من الإفلات من مجال الجاذبية الأرضية.... اطلع على شرح المحاضرة (13)
المحاضرة (14)
درسنا في الفصول الأولى من هذا الكتاب عدة أنواع من الحركة مثل الحركة في بعد واحد والحركة في بعدين والحركة الدائرية، وفي هذا الفصل سوف ندرس نوعاً جديداً من أنواع الحركة وهو الحركة الدورية Periodic motion أو الحركة الاهتزازية Vibration motion أو الحركة التذبذبية Oscillatory motion. وهو نوع من الحركة يعود فيه الجسم إلى موضعه الأصلي خلال فترة زمنية محددة تعرف باسم الزمن الدوري Periodic time أو بمعنى آخر هي حركة جسم حول موضع استقراره نتيجة لقوة استرجاعية Restoring force. هناك العديد من الأمثلة على الحركة الاهتزازية مثل حركة بندول الساعة أو حركة جسم معلق في زنبرك كذلك دقات قلب الإنسان أو حركة الذرات في المواد الصلبة هذا بالإضافة إلى أمواج الراديو ودوائر التيار المتردد. ولتبسيط المعالجة الرياضية لمثل هذا النوع من الحركة سنتعامل مع حالة خاصة وهي الحركة التوافقية البسيطة Simple Harmonic Motion والتي يهمل فيها الاحتكاك والقوى الخارجة المؤثرة...... اطلع على شرح المحاضرة (14)
المحاضرة (15)
توجد المادة في ثلاث حالات هي الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية. وتتأثر الحالات الثلاث بالقوى المؤثرة عليها بصور مختلفة ففي حين أن المواد الصلبة تحافظ على شكلها فإن المواد السائلة تأخذ دائماً شكل الوعاء الذي تحتويه مع المحافظة على الحجم أما المواد الغازية فإنها تأخذ شكل الوعاء الذي يحتويها وتنتشر فيه لتملؤه وهذا يعني أن المواد الغازية لا تحافظ على شكلها أو حجمها. وحالة كل من المواد السائلة والمواد الغازية تعرف بالموائع لأنهما قابلان للحركة (التدفق Flow) تحت تأثير قوة خارجية. دراسة ميكانيكا الموائع من المواضيع المهمة في الفيزياء وتدخل في العديد من المجالات العملية مثل هندسة الطيران وبناء السدود والجسور وطرق الري والكثير من العلوم التطبيقية. سيتم معالجة ميكانيكا الموائع باستخدام قوانين نيوتن للحركة ونظرية الشغل والطاقة، وسوف نتعرض إلى كميات فيزيائية جديدة مثل الضغط والكثافة..... اطلع على شرح المحاضرة (15)