الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع-المفهوم الرابع من المحور الثاني الفصل الدراسي الثاني2022
محتويات الموضوع
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/اعزائي زوار موقع علمني الكرام تحية طيبة لكم جمعا، بعد انتهاء امتحانات الفصل الدراسي الأول ، و الأنتهاء من تدريس المحور الأول و الثاني من علوم الصف الرابع الابتدائي ،وبعد ترحيل وزارة التربية و التعليم المفهوم الرابع من المحور الثاني (الطاقة و التصادم)إلى الفصل الدراسي الثاني ،نقدم اليوم شرح الطاقة و التصادم – المفهوم الرابع من المحور الثاني علوم الصف الرابع-الفصل الدراسي الثاني2022.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/Activity 1 هل تستطيع الشرح؟
الطاقة والتصادم
كرة هدم المباني
الكرة التي تراها هي كرة هدم، كرة الهدم عادةً ما تكون كرة فولاذية ثقيلة جدًا تتأرجح على كبل، وتساعد عمال البناء في تحطيم الجدران أو أجزاء من المباني. ما الأجسام الأخرى التي لاحظت من قبل أنها تصطدم ببعضها البعض أو تتحطم نتيجة للاصطدام؟
ماذا يحدث للأجسام عندما تتصادم مع بعضها البعض؟
المهارات الحياتية أستطيع مشاركة أفكار لم أتأكد منها بعد.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/Activity 2 تساءل كعالم
التصادم
هل قمت من قبل بضرب الكرة باستخدام المضرب أو العصا؟ تخيل أنك تشاهد مباراة كريكيت، قد تكون رياضة الكريكيت غير مألوفة بالنسبة إليك، لكنها لعبة معروفة حول العالم. في لعبة الكريكيت، يستخدم اللاعب مضربًا خشبيًّا لضرب الكرة. يمسك اللاعب المضرب ويقوم بتحريكه بينما تقترب الكرة بسرعة عالية لتصطدم بالمضرب.
ناقش مع زملائك في الفصل
تخيل أنك تشاهد لاعبًا يضرب الكرة بالمضرب، ما الذي يحدث لطاقة المضرب المتحرك عند ارتطامه بالكرة المتحركة؟ ما الذي تلاحظه بحواسك؟ ما الذي سيشعر به اللاعب؟ ماذا تسمع؟ ماذا ترى؟
ّسجل إجاباتك بعد المناقشة.
المهارات الحياتية أستطيع تحليل الموقف.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/Activity 3 لاحظ كعالم
مشاهدة تصادم الأجسام
هل سبق وقمت بعمل تصادم بين سيارات اللعب؟ فكر فى ما حدث بعد التصادم ما معدات السلامة التي تحمينا أثناء ركوب السيارة؟ اقرأ النص وشاهد الفيديو إن استطعت ذلك. اكتب ثلاثة أسئلة وشاركها مع باقي زملائك في الفصل.
ماذا يحدث لجسمك عندما تكون داخل سيارة متحركة ثم تتوقف السيارة فجأة عن الحركة؟ سيتحرك جسمك إلى الأمام، حيث إن الأجسام التي في وضع الحركة تستمر عليها إلى أن يوقفها شيء ما. إذا توقفت السيارة فجأة، ما الذي يثبت جسمك في مكانه؟ تساعد أحزمة أمان السيارة على منع جسمك من التحرك إلى الأمام، لذا كان لأحزمة الأمان دور كبير في حماية الآلاف من الأرواح.
وتساعد الوسائد الهوائية في خفض سرعة حركة الشخص إلي الأمام، وتتخذ شكل الوسادة للسقوط عليها أثناء التصادم، حيث إنها تنتفخ تلقائيًّا عند اكتشاف التصادم بواسطة مستشعرات السيارة. إن الغرض من الوسادة الهوائية هو امتصاص طاقة تأثير السيارة، حيث تصنع من مادة النايلون الخفيف وتطوى في عجلة القيادة، أو المقعد، أو لوحة التابلوه، أو الباب. يقوم المستشعر بتوجيه الوسادة الهوائية إلى الانتفاخ، فتمتلئ بالغاز حتى تصبح ملساء الملمس، ويجب على الوسادة الهوائية أن تنكمش بنفس سرعة الانتفاخ. وتحتوي الوسادة الهوائية علي ثقوب أو فتحات تسمح لها بالانكماش لتمكنك من النزول من السيارة.
تحدث العديد من حوادث تصادم القطارات بالسيارات التي تعلق في قضبانه كل عام. إن القطارات أكبر حجمًا من السيارات، ويمكنها السفر بمعدل عالٍ من السرعة. وكلما زادت قوة التصادم، زادت المخاطر. هل بإمكان الوسائد الهوائية في الجزء الأمامي من القطار المساعدة في حماية الأشخاص بالسيارة؟ المهارات الحياتية أستطيع تحديد المشكلات.
| أتساءل . . . |
| أتساءل . . . |
| أتساءل . . . |
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/Activity 4 حلّل كعالم
الطاقة والتصادم
فكّر في الأشياء التي يمكن أن تصطدم بها خلال حياتك اليومية، مثل الاصطدام بصديقك دون قصد أثناء السير أو صدم إصبع قدمك الصغير في أرجل الكرسي، إنه شئ مؤلم! فكّر فيما يحدث لجسمك وللأجسام الأخرى عند وقوع هذه الحوادث. فكّر فيما تعرفه من قبل عن عملية انتقال الطاقة. اقرأ النص، ثم أَكمل النشاط.
الطاقة والتصادم
عندما يرتطم جسمان أو يتصادمان، يمكن أن نعبر عن ذلك بمصطلح التصادم. والتصادم يصاحبه حدوث تحولات للطاقة. فكّر في ذلك: إذا كنت تركض في الطريق بدون النظر أمامك، فماذا سيحدث إذا اصطدمت بلوحة إشارة؟ من المحتمل أنك ستتوقف عن الحركة إلى الأمام وربما ترتد وتصاب، وقد تتأرجح اللافتة قليلً و تهتز. قد تضطر إلى التوقف عن الحركة، عندما تصطدم بلافتة. ماذا حدث لطاقة حركتك؟ ما هي تحولات الطاقة التي حدثت؟ كيف سيختلف الوضع إذا كنت تمشي فحسب؟ ما المحتمل حدوثه إذا كنت تركض بسرعة أكبر؟
ركض الأطفال
والآن، ارسم صورتين بشكل كاريكاتيري لتوضيح ما يحدث قبل الاصطدام وبعده، ثم اكتب تحت كل منهما وصفًا لتغيرات طاقة الحركة عند تصادم الأجسام.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/Activity 5 حلّل كعالم
تأثير السرعة في التصادم
هل تذكر دحرجة السيارات اللعبة علي السطح المائل؟ تعلمت أن سرعة السيارة تؤثر في مدى حركة الكوب بعد تصادم السيارة به. أثناء القراءة، قم بتظليل المعلومات التي تدعم الأنماط التي شاهدتها في بيانات النشاط الخاصة بالتحرك على الأسطح المائلة.
تأثير السرعة في التصادم
تعتمد طاقة الحركة التي يمتلكها الجسم على سرعته، فكلما زادت سرعة الجسم، زادت طاقته. وعندما يصطدم جسم بآخر فهو ينقل إليه بعضًا من طاقته. كلما زادت سرعة الجسم، زاد مقدار الطاقة التي ينقلها، وقد تأتي بعض هذه الطاقة في صورة حرارة أو ضوء أو صوت. قد تتسبب الأجسام المسرعة في ضرر أكبر بسبب طاقتها الزائدة مقارنة بالأجسام البطيئة، وعندما تصطدم هذه الأجسام السريعة بجسم تكون قوتها أكبر، ويمكن لتلك القوة أن تلحق الضرر بمصد السيارة، لدرجة لا يمكن إصلاحه.
حادث
إذا زادت سرعة السيارة، فإن طاقة حركتها تزيد، وسيَنتج عن هذه الطاقة بذل مقدار كبير من القوة في حالة الحوادث، وهذا أحد أسباب خطورة القيادة السريعة. إذا كانت هناك سيارتان تندفعان في اتجاه معاكس لبعضهما، فستعتمد قوة التصادم عند وقوع الحادث على سرعة كلتيهما معًا، مما قد يؤدي إلى إحداث أضرار خطيرة. في رأيك، ماذا سيحدث إذا تصادمت سيارتان تتحركان بسرعات مختلفة وفي نفس الاتجاه؟ كيف تقارن بين قوى التصادم في حالة ما إذا كان التصادم من الأمام أو من الخلف؟
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/ Activity 6 ابحث كعالم
البحث العملي: السرعة والتصادم
والآن بعد مراجعة البيانات الخاصة بالتحرك على الأسطح المائلة، أنت تعلم أن الأجسام التي تتحرك بسرعة أكبر لديها طاقة حركية أكبر. دعنا الآن نعرف المزيد عن تأثير القوة في السرعة وطاقة الحركة. ستستخدم في هذا النشاط كرة صلصال وقاعدة من الورق المقوى لاستنتاج العلاقة بين سرعة الأجسام وطاقة حركتها.
التنبؤ
- في رأيك، ما هو تأثير مقدار القوة في طاقة الحركة للجسم؟
- ما العلاقة بين السرعة وطاقة الحركة؟
المهارات الحياتية يمكنني التأمل في كيفية عمل الفريق.
ما المواد التي ستحتاج إليها؟ (لكل مجموعة)
- صلصال
- ورق مقوى
- شريط قياس
خطوات التجربة
- اصنع كرة من الصلصال وقم بتسوية جوانبها بيديك. وارسم صورة تُعبر عن كرة الصلصال.
- استخدم الورق المقوى لعمل قاعدة الاختبار وتأكد أن القاعدة فوق سطح صلب، وامسك كرة الصلصال أعلى القاعدة بمسافة متر، وافتح يدك ببطء لتسقط الكرة على القاعدة واحرص على عدم رميها.
- في المكان المخصص في الجدول، ارسم صورة لكرة الصلصال بعد سقوطها.
- قم بتسوية كرة الصلصال وكرِّر التجربة بزيادة قوة إسقاط الكرة عن طريق رميها على القاعدة من مسافة متر. ارسم صورة لكرة الصلصال بعد رميها.
- كرِّر التجربة مرة أخرى وارمِ الكرة بقوة أكبر على القاعدة. ارسم صورة لكرة الصلصال بعد رميها بقوة كبيرة.
| مقدار القوة | صورة الكرة |
| إسقاط | |
| رمي عادي | |
| رمي بقوة |
فكر في النشاط
- ما النتيجة التي يمكنك استنتاجها عن العلاقة بين السرعة وطاقة الحركة، بناءً على هذه التجربة؟
- كيف يمكنك مقارنة نتائج هذه التجربة بنتائج اختبارات “التحرك على الأسطح المائلة”؟ وما أوجه الاختلاف؟
- ما الذي يمكن أن نعرفه من خلال الضرر الذي يحدث لكرة الصلصال عما يحدث في حوادث التصادم الواقعية؟
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/ Activity 7 حلّل كعالم
تأثير كتلة الأجسام في التصادم
يمكن لكتلة الأجسام المتصادمة أن تؤدى إلى تغيير كبير في نتائج التصادم. لاحظ الصورة في الأسفل، فكر في المركبات التي قد تؤدي إلى حدوث ضرر أكبر في حالة التصادم. اقرأ النص ثم اختر اثنتين من الجمل الافتتاحية لمساعدتك في مناقشة أفكارك مع زملائك.
والآن اختر اثنين من الجمل الافتتاحية من المخطط التالي،
ثم ناقش ما قرأت
| اسأل | وضّح | اربط |
| لا يمكنني فهم هذا الجزء… | دعني أشرح… | هذا يذكرني بـ… |
| ماذا لو… | لا، أظن أن هذا يعني… | الختلافات هي… |
| توقع | علق | اشرح |
| أتساءل عما إذا… | هذا محير لأن… | الفكرة الأساسية هي… |
| أعتقد أن… | هذا صعب لأن… | حسبما فهمت إن… |
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/ Activity 8 ابحث كعالم
البحث العملي: الكتلة في حالة التصادم
لقد تعلمت أساليب مختلفة للتفكير في الحركة والتعبير عنها. وقمت أيضًا بالبحث عن السرعة واكتشاف القوة وقياس الطاقة. ستقوم في هذا البحث أولً بقياس سرعة السيارات اللعبة مختلفة الكتلةوالتي تتحرك على أسطح مائلة، ومن ثم قياس المسافة التي يتحركها كوب ورقي عندما ترتطم به أجسام ثقيلة وأخرى خفيفة.
التنبؤ
- ما العلاقة بين الكتلة والسرعة؟
- ما العلاقة بين الكتلة وطاقة الحركة؟
ما المواد التي ستحتاج إليها؟ (لكل مجموعة)
الجزء الأول
- سيارة لعبة
- ميزان
- حلقات معدنية، مشابك ورق، عملات معدنية، ورقة
- كتب، 2
- ورق مقوى (لإنشاء سطح مائل)
- شريط لاصق
- ساعة إيقاف
- شريط قياس
الجزء الثاني
- خيط طوله متر
- كوب ورقي أو علبة حليب
- سيارة لعبة أو أجسام خفيفة وأخرى ثقيلة حسبما يتوفر في الفصل
- مسطرة
خطوات التجربة
الجزء الأول: كيف تؤثر الكتلة في السرعة؟
- استخدام حلقات أو أوزان أخرى لإضافة وزن إلى اثنتين من السيارات الثلاث.
- ضع أحد طرفي السطح المائل من الورق المقوى على سطح كتابين بعضهما فوق بعض.
- استخدام شريطًا لوضع علامة على خط النهاية.
- قم بوزن السيارة اللعبة ثم سجل حجم كتلتها في الجدول في الأسفل.
- إطلاق السيارات من أعلى السطح واحدة تلو الأخرى وتسجيل الزمن المستغرق لعبور خط النهاية. اختبر كل سيارة ثلاث مرات.
الجزء الثاني: قياس طاقة الحركة
- اربط أحد أطراف الخيط بقلم رصاص، واربط السيارة الأخف وزنًا بالطرف الآخر.
- ضع كوبًا ورقيًّا على الأرض في طريق تأرجح السيارة. ضع علامة في الأرض على مكان بداية الكوب باستخدام شريط لاصق.
- ضع السيارة بحيث يكون الكوب في مسار التأرجح عند الانطلاق.
- اطلق الكرة لتصطدم بالكوب.
- ضع علامة عند مكان تحرك الكوب باستخدام شريط لاصق ثم قم بقياس مدى بُعد ذلك عن موضع البداية.
- كرر التجربة بسيارات أثقل وزنًا.
- دون نتائجك.
بيانات تأثير الكتلة في السرعة
| سيارة | الكتلة | المحاولة | السرعة |
| 1 | 1 | ||
| 1 | 2 | ||
| 1 | 3 | ||
| 2 | 1 | ||
| 2 | 2 | ||
| 2 | 3 | ||
| 3 | 1 | ||
| 3 | 2 | ||
| 3 | 3 |
بيانات قياس طاقة الحركة
| السيارات (من الأخف وزنا إلي الأثقل) | كم عدد السنتيمترات التي تحركها الكوب؟ |
| 1 | |
| 2 | |
| 3 |
ّفكر في النشاط
- ماذا حدث لسرعة السيارة عندما زادت كتلتها؟
- كيف تقارن نتائج اختبار السرعة بنتائج اختبار طاقة الحركة؟
- كيف يمكنك مقارنة نتائج هذه التجربة بنتائج اختبارات التحرك على الأسطح المائلة، والسرعة، والتصادم السابقة؟ وما أوجه الاختلاف؟
- في رأيك، ماذا سيحدث إذا استخدمت سيارة لعبة تزيد كتلتها عن كتلة مثيلاتها في التجارب السابقة؟
- ما الذي توضحه النتائج التي توصلت إليها عن تصادم السيارات أو “المركبات” في الحياة الواقعية؟
المهارات الحياتية يمكنني التأمل في كيفية عمل الفريق.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/ Activity 9 حلّل كعالم
تحولات الطاقة أثناء التصادم
تعرف أنه عند تصادم جسمين معًا يحدث انتقال للطاقة. عند اللعب بكرات البليّ الصغيرة، تنتقل طاقة الحركة من ذراعك إلى الكرة، ثم تنتقل الطاقة من تلك الكرة إلي الكرة الأخرى التي تقوم بضربها، حينها تسمع صوت الطقطقة! يعد الصوت الذى تسمعه عند تصادم كرات البليّ طاقة أيضًا. من أين تأتى هذه الطاقة الصوتية؟ اقرأ النص الخاص ببندول نيوتن؛ وأثناء قراءتك ظلل كل صور الطاقة التي تتحول إليها طاقة الحركة. ثم شاهد مقطع الفيديو للتوضيح.
Activity 10 سجّل أدّلة كعالم
التصادم
الآن وقد تعلمت عن الطاقة والتصادم، لاحظ مرة أخرى صورة ضرب الكرة بالمضرب. لقد شاهدتها من قبل في “تساءل”.
كيف تصف ما حدث عندما ضرب المضرب الكرة؟
ما الاختلاف بين تفسيرك الحالي وتفسيرك السابق؟
انظر إلى سؤال: “هل تستطيع الشرح؟”. لقد قرأت هذا السؤال في بداية الدرس،
هل تستطيع الشرح؟
ماذا يحدث للاجسام عندما تتصادم مع بعضها البعض؟ المهارات الحياتية أستطيع تطبيق فكرة بطريقة جديدة.
والآن، استعن بأفكارك الجديدة للإجابة عن الأسئلة. لتخطيط التفسير العلمي الخاص بك، اكتب فرضك أولًا. فرضك هو إجابة من جملة واحدة تشرح ما استنتجته. ولا يجب أن تبدأ بنعم أو لا.
فرضي:
بعد ذلك، قم بتسجيل الدليل الذي يؤيد فرضك، ثم اشرح تعليلك. يربط التعليل بين الفرض والدليل. ويبين كيف أن البيانات تعد دليلً لدعم الفرض.
| الدليل | التعليل الذي يدعم الفرضية |
والان، اكتب تفسيرك العلمي.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/ Activity 10 سجّل أدّلة كعالم
التصادم
الآن وقد تعلمت عن الطاقة والتصادم، لاحظ مرة أخرى صورة ضرب الكرة بالمضرب. لقد شاهدتها من قبل في “تساءل”.
كيف تصف ما حدث عندما ضرب المضرب الكرة؟
ما الاختلاف بين تفسيرك الحالي وتفسيرك السابق؟
انظر إلى سؤال: “هل تستطيع الشرح؟”. لقد قرأت هذا السؤال في بداية الدرس،
هل تستطيع الشرح؟
ماذا يحدث للاجسام عندما تتصادم مع بعضها البعض؟ المهارات الحياتية أستطيع تطبيق فكرة بطريقة جديدة.
والآن، استعن بأفكارك الجديدة للإجابة عن الأسئلة. لتخطيط التفسير العلمي الخاص بك، اكتب فرضك أولًا. فرضك هو إجابة من جملة واحدة تشرح ما استنتجته. ولا يجب أن تبدأ بنعم أو لا.
فرضي:
بعد ذلك، قم بتسجيل الدليل الذي يؤيد فرضك، ثم اشرح تعليلك. يربط التعليل بين الفرض والدليل. ويبين كيف أن البيانات تعد دليلً لدعم الفرض.
| الدليل | التعليل الذي يدعم الفرضية |
والان، اكتب تفسيرك العلمي.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/ Activity 11 حلّل كعالم STEM in Action
شرطة التحقيق في التصادم
هل تحب حل الألغاز؟ هل تجيد البحث عن التفاصيل المهمة؟ إن كنت كذلك، فقد تهتم بالعمل في شرطة التحقيق في حوادث التصادم. اقرأ النص، أثناء القراءة ظلل القياسات التي ينبغي على المحقق أخذها.
شرطة التحقيق في التصادم
يتعامل رجال الشرطة مع حادث التصادم على أنه لغز، ويستخدمون في حله قوانين علمية للحركة، يستخدم العلماء الدلائل لتفسر أن الأجسام المتحركة ستستمر في حركتها إلى أن تتوقف بفعل شيء ما.
تصادم السيارات
وعلى الرغم من أن المحقق يسأل قائدي السيارتين عن المتسبب في الحادث، إلا أنه يحصل على كثير من المعلومات نتيجة لفحص السيارتين، ويكتشف المزيد باستخدام ما يعرفه عن القوة والطاقة والحركة.
يتعين على المحقق في المهمة الأولى أخذ القياسات من مكان الحادث، حيث إنه يقيس مدى الضرر الواقع ومكان السيارات ومكان وقوفها بعد الحادث. وفي بعض الأوقات، قد لا يأخذ المحقق القياسات من مكان الحادث بشكل مباشر، بل يعتمد على الصور ومقاطع الفيديو حيث إنها توفر المعلومات اللازمة. فتفاصيل الصورة تساعد المحققين في تعرف تفاصيل الحادث حتى لا يتسبب في عرقلة الطريق، كما يتم الاحتفاظ بالسيارات للتحقق من الضرر بشكل دقيق،
حيث إنهم يحتاجون إلي معرفة القوة التي أثرت في المركبة بالإضافة إلى كتلتها، وقياس الكتلة بشكل مباشر باستخدام ميزان. للتمكن من معرفة مقدار القوة، يستخدم المحققون مواد مرجعية، وهذه المواد هي قياسات تأتي من الشركة المصنعة للسيارة. تقوم الشركات بتعريض السيارات للتصادم من خلال إجراءات محكمة، فهم يضعون أجهزة لقياس القوة مباشرةً. ويتغير الضرر الواقع على السيارة بتغير القوة. ويقارن محققو التصادم بين السيارات التي تعرضت للتصادم وبيانات الشركة المصنعة؛ مما يساعدهم على معرفة مقدار القوة المؤثرة في التصادم.
سيناريوهات مكان الحادث: الصدمات الأمامية والجانبية من الأعلى
اقرأ السيناريوهات وأكمل الانشطة.
تتحرى محققة التصادم مكان حادث تصادم سيارتين، وقد رسمت مخطط السيارات قبل حدوث التصادم. تسير السيارة الحمراء داخل التقاطع من خط التوقف بينما تستمر السيارة الزرقاء في السير بشكل مستقيم، فصدمت السيارة الزرقاء الأخرى الحمراء.
ارسم سهمًا يوضح اتجاه السيارة الحمراء بعد التصادم، مع افتراض تساوي كتلتي السيارتين.
تتحرى المحققة مكانًا لحادث آخر، وقد رسمت مخطط السيارات قبل حدوث التصادم. تسير السيارة الحمراء في التقاطع بشكل صحيح، وتسير السيارة الزرقاء في الاتجاه الخاطئ، وتواجهت السيارتان. تُظهر بيانات المحققة تصادم السيارتين من الأمام.
ارسم سهمًا يوضح اتجاه السيارة الحمراء بعد التصادم، كانت السيارة الزرقاء مسرعة بينما كانت الحمراء تسير بسرعة أقل من الحد القانوني. مع افتراض تساوي كتلتي السيارتين.
الطاقة و التصادم علوم الصف الرابع/ Activity 12 قَيّم كعالم
راجع:
الطاقة والتصادم
فكر فيما تعلمته حتى الآن عن التصادم. ما العلاقة بين الطاقة، والحركة، والسرعة، والتصادم؟ أثناء مراجعة هذا المفهوم، استخدم المساحة الفارغة لتلخيص معلوماتك. اشرح ما يحدث عند تصادم الأجسام وكيف تنتقل الطاقة؟ إذا كانت لديك أسئلة إضافية عن السرعة، فاكتبها في الأسفل ثم شاركها مع معلمك وزملائك.
تحدث إلى زميلك
بإمكانك الآن تطبيق معلوماتك عن الطاقة والحركة والسرعة والتصادم في مشروع الوحدة. فكر في طريقة لتحسين خصائص السلامة في المركبات من خلال معلوماتك عن مفهوم تصادم السيارات.
