تعليم الفيزياء

  • العقل السليم ≠ Common Sense

    في الكتب العلمية المترجمة إلى العربية، تُترجم عبارة “common sense” خطأً إلى “العقل السليم” أو “المنطق السليم”، مما ينشئ تناقضاً منطقياً خطيراً. فالمصطلح الإنكليزي يشير إلى الحدس اليومي والتصورات البديهية، بينما “العقل السليم” بالعربية يعني الاستدلال المنطقي الصارم. عندما نقرأ أن ميكانيك الكم “يناقض العقل السليم”، يبدو وكأن الفيزياء الحديثة تتعارض مع المنطق ذاته، بينما الحقيقة أنها تتعارض فقط مع حدسنا المبني على خبرتنا اليومية. هذه المغالطة الترجمية قوّضت صورة الفيزياء في الثقافة العربية وأضعفت الثقة بالعلم الحديث.

  • |

    انحفاظ الزخم الخطي

    لو تم إجراء هذه التجربة في ظروف يكون فيها صافي القوى الخارجية صفرًا على المدفع المُحمّل قبل وبعد إطلاق النار مباشرة (على سبيل المثال، عندما يكون وزن المدفع متوازناً مع رد الفعل العمودي للأرض)، فإن حسبنا عندئذٍ حاصل ضرب كتلة القذيفة بسرعتها المتجهة وحاصل ضرب كتلة المدفع بسرعته المتجهة قبل وبعد الإطلاق مباشرة، سنجد أنه قبل إطلاق النار كان كلاهما في حالة سكون، وبالتالي يكون الناتج صفرًا لكليهما، بينما نجد أن الناتجين، بعد إطلاق النار ذوا مقدار متساوٍ، ولكن باتجاهين متعاكسين.

  • |

    مبدأ ارخميدس

    توضح هذه التجربة مبدأ أرخميدس والطفو. عند وضع جسم في سائل، يزيح كمية من السائل تساوي كتلتها كتلة الجسم نفسه. كما أن حجم السائل المُزاح يساوي حجم الجزء المغمور من الجسم. عرض أساسي لمبادئ ميكانيكا الموائع والإزاحة.

  • |

    عزم الدوران

    يوضح هذا الدرس مفهوم عزم الدوران (عزم القوة) والتوازن الدوراني. تُحدث القوة تأثيراً دورانياً يعتمد على مقدار القوة والمسافة العمودية من نقطة المحور. عند التوازن، يساوي عزم الدوران في اتجاه عقارب الساعة عزم الدوران عكس عقارب الساعة. يتضمن المنشور معادلات حساب عزم الدوران للقوى العمودية والمائلة.

  • |

    تجربة السقوط الحر

    توضح هذه التجربة أنه عند انعدام مقاومة الهواء، يصل جسمان يسقطان بحرية من نفس الارتفاع إلى الأرض في نفس اللحظة. يكتسب كلا الجسمين نفس السرعة أثناء السقوط، مما يثبت أنهما يختبران نفس التسارع – تسارع السقوط الحر. تشرح التجربة سبب رؤيتنا للأجسام الثقيلة تسقط أسرع من الأجسام الخفيفة بسبب تأثيرات مقاومة الهواء.

  • |

    التحقق من قانون نيوتن الثاني

    تُظهر هذه التجربة في انعدام الجاذبية على متن مكوك فضائي قانون نيوتن الثاني. بدون قوة الجاذبية، يطبق رائد الفضاء نفس القوة على كرات ذات كتل مختلفة. تتسارع الكرة الأخف أكثر من الأثقل، مما يثبت العلاقة العكسية بين الكتلة والتسارع عندما تكون القوة ثابتة (القوة = الكتلة × التسارع). عرض مثالي لمبادئ الفيزياء الأساسية في ظروف الجاذبية الصغرى.

  • |

    قانون نيوتن الثالث

    يوضح قانون نيوتن الثالث أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. يستخدم هذا الفيديو مشهداً من فيلم جاكي تشان لتوضيح المبدأ: عندما يدفع جاكي شريكه (قوة الفعل)، يختبر دفعة مساوية إلى الخلف (قوة رد الفعل)، مما يسمح لكليهما بالهروب من الخطر. مثال إبداعي من الحياة الواقعية على أزواج قوى الفعل ورد الفعل.

  • |

    القصور الذاتي

    القصور الذاتي هو خاصية المادة التي تقاوم التغييرات في السرعة المتجهة. عندما تكبح السيارة، يميل جسمك للأمام؛ وعندما تتسارع، تميل للخلف – كلاهما يوضح القصور الذاتي عملياً. كلما زادت كتلة جسمك، كان التأثير أكثر وضوحاً. يشمل القصور الذاتي مقاومة التغييرات في كل من مقدار السرعة واتجاه الحركة، مما يجعله مفهوماً أساسياً لفهم سلوك الأجسام.

  • |

    قانون نيوتن الثاني

    ينص قانون نيوتن الثاني على أن القوة الصافية والتسارع متناسبان طردياً، وثابت التناسب هو الكتلة (القوة = الكتلة × التسارع). تستخدم هذه التجربة سنداناً مدعوماً بضغط الهواء لإظهار أنه حتى عندما يتم مقاومة الوزن، فإن الكتلة الضخمة للسندان لا تزال تتطلب قوة هائلة لتسريعه من السكون. توضيح قوي للعلاقة بين القوة والكتلة والتسارع.

  • |

    قانون نيوتن الأول

    ينص قانون نيوتن الأول على أنه عندما تكون القوة الصافية صفراً، تبقى الأجسام الساكنة ساكنة والأجسام المتحركة تستمر بسرعة ثابتة. تستخدم هذه التجربة سكوتر بوسادة هوائية للقضاء على الاحتكاك، مما يوضح أنه مع القوة الصافية الصفرية (الوزن متوازن مع رد فعل السكة)، يبقى السكوتر ساكناً عند السكون ويستمر بالحركة بسرعة ثابتة عند دفعه، حتى تؤثر عليه قوة خارجية.