هذا الموضوع ليس درسا، بل يمكن اعتباره معلومات إضافية مكملة لدرس مبدأ التأثيرات المتبادلة الموجه لتلاميذ مستوى الثالثة إعدادي...
1- مبدأ التأثيرات المتبادلة
في القرن السابع عشر، اكتشف إسحاق نيوتن (1642-1627) مبدأ التأثيرات المتبادلة وصاغه ، وفي عام 1903 شرح العالم الروسي تسيولكوفسكي، ولأول مرة كيف يمكن تطبيق مبدأ التأثيرات المتبادلة في الفراغ، ففي مقال له بعنوان " استكشاف الفضاء بواسطة محركات نفاثة"، نشر تعبير سرعة الصاروخ بدلالة سرعة انقذاف الغاز.. في القرن العشرين، طُبق هذا المبدأ في القذائف ، وكان عالم الصواريخ الألماني ويرنر فون براون (1912-1977) وراء سلسلة صواريخ استخدمت خلال الحرب العالمية الثانية.
عندما يرمي الرجل بالحجر اتجاه معين، فإنه يُحدث انتقالا للمادة في هذا الاتجاه..
لماذا يُحدث ذلك حركة للقارب في الاتجاه المعاكس؟
(عن تجربة تسيولكوفسكي)
2- إبراز وجود التأثيرات المتبادلة
من أجل تسهيل فهم مبدأ التأثيرات المتبادلة، أجرينا تجربتين بسيطتي الإنجاز...
أ - قارب من علبة بلاستيكية
العدة اللازمة لانجاز التجربة:
* علبة شريط فوتوغرافي بها ثقب في أسفل جانبها وبمحاذاة قاعدتها
* حوض مستطيل الشكل ذي طول كاف لتحرك القارب
* ماء لملأ الحوض إلى ارتفاع حوالي 10سم
* جسم طافٍ : فلين او بوليستيرين، أو خشب..
* ملوّن: مثل برمنغنات البوتاسيوم..
سير التجربة:
نلصف الاجسام الطافية بالقنينة لكي تطفو وهي في وضعية رأسية، ثم نملأها بماء ملون ونضع الكل في الحوض، ثم نحرر السفينة(علبة الشريط الفوتوغرافي )
تتحرك السفينة في الاتجاه المعاكس للثقبونستطيع ملاحظة إن كان ماء العلبة ملونا
انقذاف السائل الملون من الثقب هو سبب اندفاع السفينة..
تفسير:
حركة القارب:
* السائل الوردي أسفل العلبة يسلط باستمرار قوة متجهة نحو الخارج على جوانبها الداخلية، وهذه القوة مردها إلى الضغط الذي يسلطه السائل في الأعلى ( بسبب وزنه)
* عندما لا يوجد أي ثقب في أسفل العلبة ، تسلط القوى ضغطا على جميع نقط الجوانب الداخلية للعلبة ويكون مجموع هذه القوى منعدما..
* عندما نحدث ثقبا في جانب العلبة ، يتسرب السائل عبره ، لعدم وجود مادة صلبة تمنعه، وبالتالي فالسائل لا يمكنه أن يسلط قوة على العلبة في مكان الثقب ..
* هناك عجز في القوة المسلطة من طرف السائل على العلبة يجعل يتحرك القارب في الاتجاه الآخر..
ب - تجربة البالونة
العدة اللازمة للتجربة:
*بالونة
*سيارة صغيرة (لعبة)
*خيط لربط فوهة البالونة
*مساحة ذات طول كاف لمسار البالونة حوالي 3m
سير التجربة:
* ننفخ البالونة مع ربط فوهتها بخيط ، ثم نثبته بالسيارة بحيث تكون فوهة البالونة متجهة نحوالجزء الخلفي للسيارة،
* نضع السيارة في أول المسار المهيأ لحركتها ثم نفتح فوهتها..
* نلاحظ أن السيارة تتحرك في الوقت الذي يخرج الهواء من البالونة ...
تفسير:
* مادام الهواء لا يجد منفذا للخروج ، فإن القوى المسلطة من طرف الهواء على الجوانب الداخلية للبالونة مجموعها منعدم..
* في البداية ، وكما هو الحال في كل لحظة من التجربة، فإن مجموع قوة وزن البالونة، والقوة المسلطة من طرف السيارة، يساوي المتجهة المنعدمة، وبالتالي تبقى البالونة على سطح الأرض..
حركة البالونة:
عندما نحدث نقطة لخروج الهواء ، لا يبقى هناك تأثير لهذا الهواء على البالونة من الجهة التي ينفذ منها ، لكنه لازال يحدث ضغطا على الجانب الآخر: لم يعد هناك توازن في القوى وبالتالي فإن البالونة تدفع السيارة في الإتجاه المعاكس لخروج الهواء..
الاندفاع الذي حدث يعتبر رد فعل استجابة لفعل (الفعل هنا هو خروج الهواء)
3- صيغة مبدأ التأثيرات المتبادلة
يسمى هذا المبدا بالقانون الثالث لنيوتن..
عندما يسلط جسم (S1) قوة على جسم (S2)، فإن الجسم (S2) يسلط في نفس الوقت قوة على الجسم (S1)، ويكون للقوتين نفس خط التأثير ونفس الشدة ومنحيان متعاكسان.
الموقع
