قوانين الفيزياء للصف الثاني عشر الفصل الأول وفق منهج دولة الكويت، مرتبةً حسب الوحدات الثلاث ودروسها: الطاقة، وميكانيكا الدوران، وكمية الحركة الخطية. كُتب كل قانون بالرموز نفسها المستخدمة في المنهج، مع معنى كل رمز ووحدة قياسه. ويناسب من يبحث عن «قوانين فيزياء ثاني عشر الفصل الاول».
الوحدة الأولى: الطاقة
الدرس 1-1: الشغل
الشغل الناتج عن قوة منتظمة
التعريف: حاصل الضرب العددي لمتجهي القوة والإزاحة.
الصيغة: W = F d cos θ
الرموز: W الشغل (J)، F القوة (N)، d الإزاحة (m)، θ الزاوية بين القوة والإزاحة. الجول يكافئ N.m.
الشغل المحصل
الصيغة: W_NET = F_NET · d
الشغل الناتج عن الوزن
الصيغ:
- في مسار رأسي: W = m g h
- بين نقطتين: W = m g (h_A − h_B)
- على مستوى أملس مائل: W = m g h حيث h = d sin θ
قانون هوك وشغل النابض
التعريف: تتناسب قوة الشد المؤثرة في نابض طرديًا مع مقدار الاستطالة الحادثة.
الصيغ:
- F = K Δx
- الشغل الناتج عن قوة الشد في نابض: W = ½ K Δx²
الرموز: K ثابت النابض (N/m)، Δx الاستطالة (m).
الدرس 1-2: الشغل والطاقة
الطاقة الحركية
التعريف: شغل ينجزه الجسم بسبب حركته.
الصيغة: KE = ½ m v²
ملاحظة: قانون الطاقة الحركية: الشغل الناتج عن محصلة القوة الخارجية يساوي التغير في الطاقة الحركية W = KE₂ − KE₁ = ΔKE.
الطاقة الكامنة المرنة
الصيغ:
- في النابض: PEe = ½ K Δx²
- في الخيط المرن: PEe = ½ C Δθ²
الرموز: C ثابت المرونة (N.m/rad²)، Δθ الإزاحة الزاوية (rad).
الطاقة الكامنة التثاقلية
التعريف: الشغل المبذول على الجسم لرفعه إلى نقطة ما.
الصيغة: PE = m g h
ملاحظة: تُقاس من المستوى المرجعي، وشغل الوزن W_w = −ΔPE.
الطاقة الميكانيكية
التعريف: مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة للجسم.
الصيغة: ME = KE + PE
الدرس 1-3: حفظ (بقاء) الطاقة
الطاقة الكلية وقانون بقاء الطاقة
التعريف: الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من عدم، ويمكن داخل أي نظام معزول أن تتحول من شكل إلى آخر، فالطاقة الكلية للنظام ثابتة لا تتغير.
الصيغ:
- E = ME + U
- في نظام معزول بإهمال الاحتكاك: ΔME = 0 و−ΔKE = ΔPE
- مع وجود احتكاك: ΔME = −ΔU = −f × d
الرموز: U الطاقة الداخلية، f قوة الاحتكاك.
طاقة البندول البسيط
الصيغ:
- طاقة الوضع عند الزاوية θ: PE = m g L (1 − cos θ)
- عند نقطة الاتزان: ME = ½ m v²
الرموز: L طول الخيط (m).
الوحدة الثانية: ميكانيكا الدوران
الدرس 2-1: عزم القوة
عزم القوة
التعريف: كمية فيزيائية تعبر عن مقدرة القوة على إحداث حركة دورانية للجسم حول محور الدوران.
الصيغة: τ = F d sin θ
الرموز: τ العزم (N.m)، d ذراع القوة: المسافة من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة.
شرط الاتزان
الصيغ:
- الاتزان الدوراني: Στ = 0
- الاتزان الكامل للجسم: ΣF = 0 وΣτ = 0
عزم الازدواج
التعريف: حاصل ضرب مقدار إحدى القوتين بالمسافة العمودية بينهما.
الصيغة: C = F d
الرموز: d ذراع الازدواج: المسافة العمودية بين القوتين.
الدرس 2-2: القصور الذاتي الدوراني
القصور الذاتي الدوراني
التعريف: مقاومة الجسم للتغير في حركته الدورانية.
الصيغة: I = m r² (لكتلة نقطية)
الرموز: I القصور الذاتي الدوراني (Kg.m²).
القصور الذاتي لبعض الأجسام
الصيغ:
- عصا حول محور يمر بأحد طرفيها: I = ⅓ m L²
- عصا حول مركزها: I = (1/12) m L²
- قرص: I = ½ m r² ، حلقة: I = m r²
- كرة مصمتة: I = (2/5) m r² ، قشرة كروية: I = (2/3) m r²
- نظرية المحور الموازي: I = I₀ + m d²
الوحدة الثالثة: كمية الحركة الخطية
الدرس 3-1: كمية الحركة والدفع
كمية الحركة
التعريف: القصور الذاتي للجسم المتحرك، وهي حاصل ضرب الكتلة ومتجه السرعة.
الصيغة: P = m v
الرموز: P كمية الحركة (Kg.m/s).
الدفع
التعريف: حاصل ضرب مقدار القوة في زمن تأثيرها على الجسم.
الصيغ:
- I = F Δt = ΔP = m Δv
- القانون الثاني لنيوتن: F = dP / dt
الرموز: I الدفع (N.s)، Δt زمن التأثير (s).
الدرس 3-2: حفظ كمية الحركة الخطية (التصادمات)
حفظ كمية الحركة
التعريف: في غياب القوى الخارجية المؤثرة، تبقى كمية الحركة للنظام ثابتة ومنتظمة ولا تتغير.
الصيغة: m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′
التصادمات
الصيغ:
- التصادم اللامرن كليًا (يلتحم الجسمان): v′ = (m₁v₁ + m₂v₂) / (m₁ + m₂)
- التصادم المرن كليًا: الطاقة الحركية للنظام محفوظة، وv₁′ = ((m₁ − m₂) v₁ + 2 m₂ v₂) / (m₁ + m₂)
ملاحظة: البندول القذفي جهاز لقياس سرعة القذائف، ويقوم على حفظ كمية الحركة وحفظ الطاقة الميكانيكية.
أخطاء شائعة في قوانين الفيزياء للصف الثاني عشر
- نسيان إشارة الشغل: يكون سالبًا عندما تكون الزاوية بين القوة والإزاحة أكبر من 90°.
- اعتبار وحدة عزم القوة N.m مكافئة للجول، والمنهج ينص على أن ذلك خطأ.
- استخدام القطر بدل نصف القطر في قوانين القصور الذاتي الدوراني.
- نسيان تحويل g إلى Kg وcm إلى m وKm/h إلى m/s قبل التعويض.
- إهمال إشارة السرعة عند تطبيق حفظ كمية الحركة في اتجاهين متعاكسين.
- افتراض حفظ الطاقة الحركية في التصادم اللامرن.
وإذا كنت تحتاج إلى من يتابع معك مراجعة المنهج خطوة بخطوة، يمكنك تصفّح أرقام مدرسين فيزياء في الكويت، أو التواصل مع مدرسة فيزياء خصوصية.
أسئلة شائعة عن قوانين الفيزياء للصف الثاني عشر الفصل الأول
كم عدد وحدات الفيزياء للصف الثاني عشر في الفصل الأول؟
ثلاث وحدات: الطاقة، وميكانيكا الدوران، وكمية الحركة الخطية.
متى يكون الشغل صفرًا؟
عندما تكون القوة عمودية على الإزاحة (θ = 90°).
ما الفرق بين التصادم المرن كليًا واللامرن؟
في التصادم المرن كليًا تكون الطاقة الحركية للنظام محفوظة، وفي اللامرن لا تكون محفوظة، وفي الحالتين تكون كمية الحركة محفوظة.
ما العلاقة بين الدفع وكمية الحركة؟
الدفع يساوي التغير في كمية الحركة: F Δt = ΔP.
ما شرط الاتزان الدوراني؟
أن تكون محصلة العزوم المؤثرة في الجسم تساوي صفرًا (Στ = 0).
