حاتم الكاكا مشروعي العلمي 8أ

.

Step 1: تجربة علمية حاتم الكاكا 8أ

مشروعي العلمي عن كيف يمكن إيجاد كتلة جسم باستخدام النابض باستخدام قانون هوك.

Step 2: المشكلة والسؤال البحثي

المشكلة أننا نريدإيجاد كتلة جسم غير معروف باستخدام لنابض ووزن فقط . في سيناريو حيث لا يتوفر مقياس عادي أو أداة للوزن. وسؤالي البحث هو: كيف يمكن إيجاد كتلة جسم باستخدام النابض؟

Step 3: الفرضية

كلما تغير كتلة الجسم الذي يسحب النابض إلى الأسفل، إذا نستطيع أن نجد إزاحة النابض وثابت هوك لنجد الوزن. بسبب وجود جميع العوامل اللازمة في قانون هوك ( F=-kx)

Step 4: المتغيرات

• (F)العامل المستقل: كتلة وقوة الجسم الغير معروف الذي يسحب النابض.

• (x)العامل التابع: إزاحة النابض من موقعه الاصلي.

• ثابت هوك ، وهي كمية القوة التي تحتاجها النابض للتحرك متر واحد (k)

• العوامل الضابطة: درجة الحرارة في الغرفة، دوران الهواء في الغرفة.

Step 5: مقدمة لقانون هوك

قانون هوك في الفيزياء يفسر العلاقة بين المسافة التي اشتد أو ضغط النابض مع القوى التي يسحبها أو يضغطها. بأنها مرتبطة خطياً. يستخدم هذه المعادلة للتعبير عن هذا القانون. ( F∝X أو F=kx)

F: هي القوة التي تؤثر في النابض وتقاس بالنيوتن.

K: هي الثابت تناسب وتسمي ثابت هوك وتعبر عن كم نيوتن من القوة يحتاج جسم لشد النابض كتر واحد. تقاس بالنيوتن/متر

X: هي المسافة أو الازاحة التي اشتدت أو ضغط النابض.

↑

Matt Williams (16-2-2015), "What is Hooke's Law?"، phys.org, Retrieved 17-10-2018. Edited.

Step 6: الأدوات اللازمة

• جسم كتلته 100 جرام
• أجسام أخرى كتلتهم غير معروف
• مجموعة من النوابض
• مطاط
• شيء يمسك المسمار في مكانه
• مسطرة
• دفتر وقلم.

Step 7: خطوات العمل

1. تركيب النابض على خشب او حديد لكي لا يسقط و ربط حبل على النابض.
2. ربط الجسم قياسه 100 جرام على الحبل لإيجاد ثابت هوك
3. . قياس طول النابض قبل وضع ال 100 جرام
4. ربط الجسم في المطاط قياس طول النابض بعد الجسم وطرح الطول الاولى منها لإيجاد الازاحة أو المسافة الذي تحركها
5. . استخدام معادلة F=kx لإيجاد ثابت هوك.

6. 3-5 مع الجسم الذي كتلته غير معروف.كرر خطوات

7. استخدم معادلة F=kx لإيجاد وزن الجسم بالنيوتن

8. لأن F=maاقسم الوزن بالنيوتن على سرعة الجاذبية

9. وبقيت معاك كتلة الجسم

Step 8: البيانات

التجربة الأولى:

54.44 N/m : ثابت هوك(غير معروف)
كتلة الجسم : 100 جرام

القوة الساحبة :0.98 N

المسافة التي اشتدت النابض:0.018 متر

التجربة الثانية:

: 54.44 N/m:ثابت هوك
كتلة الجسم :194.4 جرام(غير معروف)

القوة الساحبة :190.54(غير معروف) N

المسافة التي اشتدت النابض :0.035 متر

Step 9: تحليل البيانات

أدركت بعد البحث والتحليل البيانات أن ثابت هوك ظل كما هو طوال فترة التجربة، وباستخدام ذلك وإزاحة الزنبرك ، تم الحصول على الوزن والكتلة النهائية للجسم المجهول. كما أنني لاحظت أنه في فترة التجربة الثانية والأولى ، عندما تزداد كتلة القوة ، يزداد إزاحة النابض بنفس المعدل.

Step 10: النتائج

إستطعنا في نهاية التجربة الأولى أن نجد ثابت هوك في النابض (الذي لا سيتغير خلال التجربة) وهي 54.44 نيتوتن لسحب النابض متر واحد. وبعد معرفة ذلك وإزاحة النابض بعد السحب، كان بإمكاننا إيجاد قوة الجسم (1.9054 نيوتن) وكتلته (194.4 جرام)

Step 11: الإستنتاج.

بعد إجراء تجربتين مختلفتين؛ واحد ثابت هوك غير معروف، والثاني كتلة الجسم عير معروف. أستطيع أن أستنتج أن كانت فرضيتي صحيحة، فبإمكاني أن أجد وزن وكتلة جسم باستخدام نابض وقواعد فيزياء. لأنني أعرف معلومات كافية لإستخدام قانون هوك، ونظرية نيوتون الثاني. لكنني أخطأت في نقطة واحدة. فذكرت في فرضيتي أنني أستطيع العثور على كتلة أي جسم. لكن هذا غير صحيح. لأنني لم أستبعد الحالة التي فيه تجاوز الزنبرك حد المرونة.

Step 12: التطبيقات

هذه التجربة والمشكلة مهمة لأسباب عديدة ولها أغراض كثيرة. أحدها هي إيجاد طرق بديلة أو مختلفة لوزن شيء ما ، في أي موقف لا يتوفر فيه المقياس التقليدي. بالإضافة إلى أن أكون مطلع في قانون هوك ، وهو أمر أساسي في الهندسة والبناء. بعد هذه التجربة ، سأكون قد وسّعت معرفتي عن الفيزياء كمفهوم بشكل هائل وأيضًا تواصلت مع الآخرين في هذه العملية.

Step 13: التقييم

لقد استخدمت مهارة البحث طوال هذه التجربة العلمية لأن قانون هوك والفيزياء ككل هي مجال جديد جدًا من التعلم بالنسبة لي ، لذلك كنت بحاجة إلى إجراء الكثير من البحث والتقصي المسبق من أجل تطوير فهمي والتأكد من مدى دقة معلوماتي والتجربتي