اساسيات الفيزياء لبوش (عرض بتصرف)

[محمد ابوزيد]

http://n4hr.com/up/uploads/9c5f75c410.jpg
http://img101.herosh.com/2011/01/02/918875402.gif (http://www.herosh.com/)


كتاب اساسيات الفيزياء لبوش
عرض بتصرف
الاستاذ/ محمد ابوزيد


الفصل الاول:

يبدأ الكتاب وكانك تفتح ابواب العالم الفيزيائى فتدلف اليه تريد ان تتعرف على معنى الفيزياء؟ ومن هم الفيزيائيون؟
http://issam-h.com/wp-content/uploads/62032_einstein123.jpg


يهتم الفيزيائى بموضوعات كبعد الشمس sun عن الارض Earth
http://library.thinkquest.org/5014/images/asterbelt.gif
ومدى كبر الشمس

http://pictures.msharkat.com/u/image-48934.jpg
وكيف تولد كل هذا الضوء والحرارة
http://www.quranway.net/images/sun2.jpg
وبمجرد طرح هذه الاسئلة سيكون من الصعب عليك ان تتوقف

[محمد ابوزيد]

http://vsites.unb.br/iq/kleber/EaD/Fisica-4/Aulas/Aula-8/Maxwell.gifhttp://www.islamstory.com/images/Articles/14.4_03_salamislamstory.jpg

http://www.bakaloria.com/files/image/maks.jpghttp://www.marefa.org/images/thumb/3/39/GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg/250px-GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg

فالفيزيائيون هم ببساطة هؤلاء الناس الذين تثيروهم الاسئلة عن كيفية عمل واداء العالم الطبيعى

من حولهم ويحاولون بالتالى ايجاد اجابات لهذه الاسئلة

[محمد ابوزيد]

والفيزياء هى ذلك الفرع من المعرفة الذى يعطى اجابات منظمة عن اسئلتنا حول العالم الطبيعى
وطريقة الحصول على هذه الاجابات وهو ما يعرف بالطريقة العلمية

والاداتان الاساسيتان للفيزياء هما:
المنطق
http://2.bp.blogspot.com/_lN7flzugU-Y/S_L5wt-vtCI/AAAAAAAABJQ/IvFki35oGPE/s1600/55.jpg

والتجريب

http://www.up.zeidanphy.com/files/8fxrklcf8lt0jg6j8n2u.jpg

[محمد ابوزيد]

http://www.blurayfreak.com/images/laser_burning_cdliterally.jpg
http://www.arabtron.com/images/page/7383.gif
http://img158.imageshack.us/img158/2489/zzdz4.jpg
http://sawtelarab.com/vb/imgcache/23202.png

الاجهزة والاختراعات الحديثة قد تحققت بفضل الفضول العلمى الذى نعيشه
ولكن لماذا الطريقة العلمية؟

[محمد ابوزيد]

http://www.up.zeidanphy.com/files/5itbkf8kb9h9fmu6l58k.jpg
اولا : لان النتائج العلمية قابلة للاستعادة
ومعنى كلمة قابلة للاستعادة اى ان نفس التجربة تحت نفس الظروف تؤدى الى نفس النتائج
بغض النظر عن من يقوم باجراء التجربة

[محمد ابوزيد]

ثانيا: الطبيعة خاضعة لمبدأ السببية
اى العلاقة بين السبب والنتيجة
والفكرة الكبرى هنا هى استخدام هذه الخاصية للطبيعة وهى السببية فى تعميم النتائج
باستخدام الانماط الاساسية للسلوك
فالسبب والنتيجة يحدد ما يحدث نتيجة ظروف وشروط ابتدائية معينة
نيوتن مثلا استطاع اكتشاف قوانين الحركة التى تحكم الكواكب فى المجموعة الشمسية بالاستعانة بانماط سلوكية محدودة لحركة الاجسام على الارض فيما يعرف بقوانين نيوتن للحركة ومعادلات الحركة

http://www.al-fateh.net/images/i-141/fa_1.jpg

[محمد ابوزيد]

ولكن ما الهدف من الفيزياء؟

الهدف من الفيزياء هو وصف جميع الظواهر فى العالم الطبيعى بدلالة عدد قليل من المعادلات الاساسية
هذا العدد القليل الذى وصل الى حد البحث عن معادلة واحدة تصف الكون وتتوحد عندها جميع قوانين الفيزياء والتى اسماها العلماء نظرية كل شىء


ويتم وصف الظواهر الطبيعية باستخدام خواص المادة والطاقة
هذه العلاقات الاساسية التى تستخدم فى وصف الظواهر الطبيعية تسمى قوانين الفيزياء

[محمد ابوزيد]

وهذه القوانين فى صورة رياضيات مما يمكن الفيزيائيون من استخدام قواعد علم الرياضيات لتطبيق القوانين على حالات محدودة

وتتميز هذه القوانين انها مشتقة من عدد هائل من الظواهر وتنطبق عليها
كما انها تتميز بالعمومية
مثل سقوط الاجسام المختلفة فى الوزن معا فى نفس اللحظة الى الارض مع اهمال تاثير الهواء
http://www.schoolarabia.net/images/modules/physics/level_2/ralkowa_wazen/manda37.gif

[محمد ابوزيد]

قلنا ان الطريقة العلمية تعتمد على المنطق والتجريب
هل يمكن لك ان توضح لنا خطوات هذه الطريقة العلمية حتى نتبعها ؟

تبدأ هذه الطريقة بفرض يقوم بفرضه نتيجة ملاحظته لظاهرة معينة
هذا الفرض او الفكرة يجب التاكد منه بالتجربه العملية
وتستخدم الرياضيات فى صياغة النظرية
وكلما ايدت التجارب النظرية كلما بدات النظرية تقوى وتدعم وتنهار النظريات التى لا تؤيدها التجارب
والنظرية الاقوى ليست التى تتنبأ بعدد محدود من المشاهدات فحسب بل انها هى التى تتنبأ بمشاهدات ونتائج
لم يتم اختبارها كما انها تفسر عدد من الظواهر لم يتم تفسيرها من قبل

على انه يكفى مشاهدة واحدة لتثبت خطا الفرض الاول الذى بنيت عليه النظريه على الرغم من امكان التشكيك فى
صحة ودقة التجربة

[محمد ابوزيد]

ان اكثر النظريات عمومية فى الفيزياء تتخذ صفة القانون الفيزيائى


http://www.buzzle.com/img/articleImages/325488-281012-9.jpg

والفيزياء تحتوى على عدد كبير من الفروع مثل

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/56/Modernphysicsfields.svg/400px-Modernphysicsfields.svg.png

الميكانيكا والتى تحتوى على فروع مثل: الميكانيكا الكلاسيكية Classical mechanics التى تحكم حركة الاجسام الماكروسكوبية التى تتحرك بسرعات صغيرة جدا والميكانيكا النسبية بنوعيها النسبية الخاصة Special relativity والتى تحكم حركة الاجسام الماكروسكوبية التى تتحرك بسرعة تقارن بسرعة الضوء وبسرعة منتظمة والنسبية العامة General relativity والتى تحكم حركة الاجسام الماكروسكوبية التى تتحرك بسرعة تقارن بسرعة الضوء وبعجلة منتظمة و ميكانيكا الكم Quantum mechanics التى تحكم حركة الاجسام الميكروسكوبية ذات السرعات الصغيرة و
نظرية المجال الكمى Quantum field theory التى تحكم حركة الاجسام الميكروسكوبية ذات السرعات التى تقارن بسرعة الضوء

[محمد ابوزيد]

البصريات http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8b/Light_dispersion_conceptual.gif/220px-Light_dispersion_conceptual.gif
الفيزياء الذرية http://www.zeidanphy.com/pic/laser11.jpg
الفيزياء النووية http://www.phys4arab.net/uploood/naser/nuclear27.jpg
الديناميكا الحرارية http://www.taftan.com/thermody.gif
الكهربية والمغناطيسية http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/handrules/images/left-hand-rule.jpg
الصوت http://www.arabfilmtvschool.edu.eg/images/TheSound/sound_5.gif
الضوء http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/lightrayswww.hazemsakeek.com.jpg
ميكانيكا الكم http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a1/Bohr_Model.svg/340px-Bohr_Model.svg.png
النسبية الخاصة http://upload.wikimedia.org/wikibooks/en/3/32/Relstandard.gif
النسبية العامة http://www.astronomynotes.com/evolutn/grwarp.gif

من فروع الفيزياء

والان فلندخل الى هذا العالم
عالم الفيزياء

http://images.clipartof.com/small/26996-Clipart-Illustration-Of-A-White-****-Man-Standing-In-Front-Of-An-Open-Door-With-Blue-Waters-Of-The-Ocean-Under-A-Blue-Sky.jpg

[محمد ابوزيد]

فى احيان كثيرة افقد الفارق بين الرياضيات والفيزياء فلا اعود اعلم انا اتحدث عن الرياضيات ام الفيزياء
فمثلا جميع انواع الديناميكا بدءا من قوانين نيوتن الى النسبيية الخاصة والعامة وميكانيكا الكم مرورا
بالميكانيكا الاحصائية وميكانيكا الموائع هل هى رياضيات ام فيزياء

هنا استوقفتنى كلمة فى هذا الكتاب :

يقول المؤلف:
" وحيث ان الفيزياء فى صميمها علم رياضى ----------"

ربما اكتشفنا يوما ما ان كل فروع الفيزياء ما هى الا فروع من مادة اكبر هى الرياضيات التطبيقية
فالفيزياء هى التمثيل الطبيعى للرياضيات وهذا التمثيل هو فى الواقع يندرج تحت الرياضيات التطبيقية
هذه بالطبع وجهة نظرى

والان لنبدأ فى اولى جولاتنا فى هذا العالم

القياس

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/82/Measuring_Tape_Inch%2BCM.jpg/250px-Measuring_Tape_Inch%2BCM.jpg

[محمد ابوزيد]

العد والقياس:

يحتاج الانسان فى حياته العادية الى العد حتى يعرف ما يمتلكه ويعرف ما حوله
ولكنه ما يلبث ان يواجه امورا اعقد فهو يريد معرفة سمك جسم ومعرفة وزن جسم وحجمه
معرفة حجم سائل ان كثيرا من الاشياء يريد قياسها الانسان ناهيك عن طلبه لتحديد الوقت
كان عليه ان يمتلك ادوات تسمح له تحقيق ذلك
ادوات القياس

مسطرة مترية لقياس طول جسم:
http://img.epinions.com/images/opti/5e/1e/3080267ZACM0272-resized200.jpg

قياس سمك جسم:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/DigitalCaliperEuro.jpg

قدمة ذات الورنية:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/94/Messschieber.jpg/180px-Messschieber.jpg

ميكرومتر:
http://level1.physics.dur.ac.uk/skills/images/micrometer.jpg



لقياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائي:
(فولتميتر)

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/ammeter_voltmeter6.jpg

لقياس التيار الكهربائي الاميتر:

http://product-image.tradeindia.com/00221479/b/0/Moving-Iron-SR-80-A-C-Acrylic-Ammeter.jpg

قياس حجم سائل:
http://www.pc1.free.fr/images/eprouvette1.GIF

قياس حجم جسم صلب:

http://www.pc1.free.fr/images1/volume%20sol.gif

ساعة ايقاف لقياس الوقت:
http://www.al3malka.com/upload/uploads/images/Al3malka-3e69cf2ec6.jpg

عداد جايجر لاكتشاف الاشعاعات المؤينة :
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Geiger_counter.jpg/200px-Geiger_counter.jpg

[محمد ابوزيد]

وبالتالى فان ابسط طريقة لتقديرالكميات من حولنا ( التقدير الكمى) هى العد
واستخدم لذلك الاعداد

http://www.orthohelp.com/numbers.gif

هذه الطريقة قابلة للتطبيق عندما نتعامل مع وحدات مستقلة كالتفاح والبرتقال والاشخاص وهكذا--------
http://www.dietsinreview.com/diet_column/wp-content/uploads/2008/09/apples1.jpg
وعندما نستخدم اعداد صحيحة فان التقدير يكون دقيق
فالصورة بها ثلاث تفاحات
ليس هناك خلاف

الطريقة الاخرى هى القياس وهى كما اوضحنا بالصور السابقة اننا نستخدم فيها ادوات القياس

هذا القياس يكون له حد للدقة يتعلق بتصميم وتركيب جهاز القياس
ومهما كنت حريصا اثناء القياس فانك لن تحصل على نتيجة اكثر دقة من حد جهاز القياس المستخدم

وحد القياس يساوى نصف اصغر قسم من اقسام القياس

وبالتالى فان حد ضبط جهاز القياس = http://latex.codecogs.com/gif.latex?\pm&space;\frac{1}{2}أصغر قسم من أقسام القياس يستطيع الجهاز قياسه


اما النوع الاخر من عدم اليقين هو التصميم غير الصحيح للجهاز مما ينتج عنه قراءة غير صحيحة
ولكنها تكون اقل او اعلى من القيمة الحقيقية بمقدار ثابت وتسمى بالاخطاء الرتيبية
وبالطبع فان هذا القياس غير دقيق

ولكن اذا تم العناية بمعايرة الجهاز والدقة فى تصميمه على معايير معينة فان هذه الاخطاء الرتيبية تقل
وبالتالى تزداد دقة الجهاز


وعلى ذلك فان دقة الجهاز هى:

مدى اختلاف قيمة القيمة المقاسة عن القيمة الحقيقية

النوع الاخر هو الأخطاء الاحصائية نتيجة قياس الخاصية عدد من المرات على نفس الجسم وهى خاصية متغيرة لها قيمة تختلف فى كل مرة
او قياس نفس الخاصية على عدد من الاجسام

والاخطاء الاحصائية لا يمكن التخلص منها ولكن يمكن تقليلها بزيادة عدد المرات او زيادة عدد الاجسام المقاسه

ويمكن حساب تاثيرها اى الاخطاء الاحصائية على دقة الكمية المقاسه باستخدام التحليل الاحصائى
http://www.nauss.edu.sa/Ar/News/UniversityNews/PublishingImages/IC_Achiev_6.jpg

[محمد ابوزيد]

من الاخطاء الرتيبية ايضا عدم دقةالشخص الذى يقوم بالتجربة

والان ننطلق الى جزء آخر من رحلتنا وهو:

الابعاد والوحدات المستخدمة فى القياس

[محمد ابوزيد]

لاحظ أن السؤال التلقائى هنا ما هو الفرق بين الوحدة والبعد فى الفيزياء؟

http://www.moderncafe.net/pics/babyroom/p_100163669.jpg

[محمد ابوزيد]

الكميات الاساسية و الكميات المشتقة فى الفيزياء :

الكمية الفيزيائية الاساسية هى التى تعرف بمقدار واحد فقط فلا تحتاج الى كمية فيزيائية اخرى لتعريفها ولا حتى الى تكرار لهذه الكمية الفيزيائية
وتسمى هذه الكميات الفيزيائية الاساسية بابعاد الفيزياء
وتحتوى الفيزياء على سبعة ابعاد اساسية واى كميات فيزيائية اخرى هى كميات مشتقة منها

http://img222.imageshack.us/img222/700/17992772mf1.jpg

و الكميات الأساسية basic quantities هى:
الطول (متر)
الكتلة (كيلوغرام)
الزمن (الثانية)
التيار الكهربائي (أمبير)
درجة الحرارة (كلفن)
كمية مادة (المول)
شدة الإضاءة (كانديلا)

على الرغم من ان بعض الكتب كانت تضيف ابعاد اخرى مثل :
الزاوية النصف قطرية والاستريديان ( الزاوية المجسمة)


والكميات المشتقة هى التى يمكن اشتقاقها اى استنتاجها من الكميات الاساسية

امثلة لكميات مشتقة :

derived quantities


http://4.bp.blogspot.com/_IRHLTGBDvDU/SooC0x0AmFI/AAAAAAAAAF4/A9jHAT2iPzw/s400/F.5+1.2c.jpg

وتلاحظ ان كل كمية فيزيائية اساسية لها وحدة قياس مكتوبة بجوارها تقاس بها
فمثلا :
الطول يقاس بالمتر فاذا قلنا ان طول لاعب سلة مثلا هو 2 متر اى ان طول هذا اللاعب يكافىء عدد
2 وحدة من وحدات الطول وهى المتر واذا قلنا ان ارتفاع عمارة هو 50 متر اى ان ارتفاع العمارة او البناية هو 50 مقدار لوحدة الطول المستخدمة وهى المتر
وما يسمى الطول او العرض او الارتفاع هو فى الواقع مسميات مختلفة لبعد فيزيائى او كمية فيزيائية هى الطول حتى المحيط هو طول ايضا ولكن على سطح منحنى فنحن نقول طول المحيط او طول القوس
من الدائرة
بينما عندما نريد حساب المساحة مثلا :
مساحة ارض مربعة الشكل طول ضلعها 5 متر هو 25 متر مربع
وحجم عمارة ابعادها 10 متر و 20 متر و 50 متر هو 10000 متر مكعب
لاحظ اننا فى المساحة والحجم استخدمنا نفس وحدة الطول وهى المتر
وعلى ذلك فان المساحة والحجم هى وحدات مشتقة وقس على ذلك

[محمد ابوزيد]

هل عرفت الان ما الفرق بين الوحدة والبعد؟

[محمد ابوزيد]

فالطول هو البعد الفيزيائى بينما الوحدة التى يقاس بها هذا البعد الفيزيائى هى المتر

ويوجد لدينا سبعة ابعاد اساسية لكل بعد منهم وحدة

اى انه لدينا سبعة وحدات اساسية على ان جميع الكميات الفيزيائية الاخرى المشتقة تتألف وحداتها

وتتركب من هذه الوحدات السبعة

السؤال الان:

هل هناك وحدات اخرى غير هذه الوحدات ( لنفس الكميات الفيزيائية)؟

http://img222.imageshack.us/img222/700/17992772mf1.jpg

وهل هذه الوحدات معترف بها عالميا ام انها تختلف من مكان الى اخر؟

الفكرة الاخرى:

ماذا يحدث اذا كنت اريد قياس جسم اكبر كثيرا فى ابعاده من المتر

نصف قطر كوكب الارض مثلا او حتى اكبر من ذلك نصف قطر مجرة درب التبانه

وماذا يحدث اذا كنت اريد ان اقيس جسم اصغر كثيرا من ذلك

مثلا نصف قطر الذرة وهكذا؟

[محمد ابوزيد]

النظام الدولي للوحدات ( SI Units )

النظام الدولي للوحدات يرمز له بـ ( SI ) الأحرف الأولى للمصطلح الفرنسي
Système International d’Unités
http://www.marefa.org/images/2/2b/SI_Brochure_Cover.jpg

يشمل النظام الدولى سبعة وحدات اساسية بالاضافة الى وحدتين مكملتين:

http://img105.herosh.com/2011/01/08/169682293.gif

لطول متر Meter m
الكتلة كيلو غرام Kilogram kg
الزمن ثانية Second s
التيار الكهربائي أمبير Ampere A
درجة الحرارة كلفن Kelvin K
كمية المادة مول Mole mol
شدة الضاءة قنديلة Candela c
http://img103.herosh.com/2011/01/08/899463188.jpg

والوحدتين المكملتين هما:

الزاوية المستوية راديان Radian Rad
الزاوية المجسمة ستيراديان Steradian S

[محمد ابوزيد]

يحتوى النظام الدولى على وحدات مشتقة من الوحدات الاساسية الاولى

أمثلة لوحدات مشتقة:


التردد هرتز Hertz Hz
القوة نيوتن NewtonN
الضغط، الاجهاد باسكال Pascal Pa
الطاقة، الشغل، كمية الحرارة جول Joule J
القدرة واط Watt W
الشحنة الكهربائية، كمية الكهرباء كولومب Coulomb c
الكمون الكهربائي، فرق الكمون،الجهد، القوة الدافعة فولت |Volt V
السعة الكهربائية فاراد Farad F
المقاومة الكهربائية أوم Ohm Ω Ω
المواصلة الكهربائية سيمنس Siemens S
تدقيق الحث المغنطيسي، التدقيق المغنطيسي فيبر Weber Wb
كثافة التدقيق المغنطيسي، الحث المغنطيسي تسل Tesla T
المحاثة هنري Henry H
درجة حرارة سلسيوس درجة سلسيوس Degree Celsius c°
التدفق الضوئي لومن Lumen lm
الاستضاءة لكس Lux lx

http://img103.herosh.com/2011/01/08/470171539.jpg

[محمد ابوزيد]

وللوحدات الاكبر والاصغر

SI prefixes:

http://faculty.ksu.edu.sa/Kayed/PublishingImages/SI%20Prefixes.gif

[محمد ابوزيد]

والان نريد منك توضيح لبعض الكميات المشتقة وكيف يتم اشتقاق وحدتها من الوحدات الاساسية

بذكر مثالين او اكثر حتى يتضح الامر اكثر

[محمد ابوزيد]

والآن لنستعرض بعضا من الامثلة القليلة التى توضح معنى الكميات المشتقة

وايضا كيف يتم استنتاج وحدة الكمية المشتقة

لنفرض اننا لدينا قطعة مستقيمة ab
http://up.arabsgate.com/u/5976/4029/57133.png
اى ان طول القطعة المستقيمة من a الى b
او العكس من b الى a وان طول هذه القطعة المستقيمة هو الوحدة المستخدمة فى النظام الدولى للطول وهى المتر
اى ان:

ab= واحد متر

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;length(ab)=1m

الآن لدينا مربع طول ضلعه واحد متر
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c9/Square_%28geometry%29.svg/120px-Square_%28geometry%29.svg.png

نريد معرفة مساحته

اذا علمت ان مساحة المربع
= طول الضلع × طول الضلع
= 1×1 = 1

الان ما هى وحدة المساحة؟

يمكننا اشتقاق وحدة المساحة من القانون نفسه ولكن باستخدام الوحدات بدلا من الارقام

فنقول:
ان وحدة المساحة = وحدة طول × وحدة طول
= متر × متر
= متر مربع
اى ان:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;area=length.length =1m.1m=1m^{2}

الآن لدينا مكعب طول حرفه واحد متر
http://www.probertencyclopaedia.com/j/Necker%20Cube.jpg
فما هى وحدة الحجم؟
السؤال الثانى هل ستتغير وحدة المساحة اذا كان الشكل مستطيل؟

[محمد ابوزيد]

اذا كان لدينا مكعب طول حرفه http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;a فان حجمه هو http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;a^{3}

ويمكننا استنتاج وحدة الحجم من نفس القانون كالاتى:

وحدة الحجم = وحدة طول × وحدة طول × وحدة طول

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;size=length.length .length
اى ان:
http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;size=m.m.m&space;=m^{3}

[محمد ابوزيد]

ولابد ان نفرق هنا بين وحدة المقدار الفيزيائى وقيمته
كيف؟

مساحة المستطيل
Area of a rectangle

اذا علمنا ان مساحة المستطيل هى = الطول × العرض

http://www.kwiznet.com/images/questions/grade3/rectangle_area.gif


لنفرض ان لدينا مستطيل طوله 5 متر وعرضه 4 متر فان مساحته = 4×5=20 متر مربع
هذا العدد وهو 20 هو قيمة المساحة للمستطيل

الآن ما هى وحدة المساحة للمستطيل؟

وحدة المساحة
= وحدة طول × وحدة طول
http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;area=length.length =m.m=m^{2}

[محمد ابوزيد]

الان لنختتم هذه الامثلة اذا امتلأ المكعب بسائل ما وكانت كتلة هذا السائل تقاس بالكيلوجرام kg
وعلمنا ان الكثافةDensity = الكتلةMass مقسومة على الحجمVolume
فما هى وحدة الكثافة؟
Density unit



http://2.bp.blogspot.com/_PyvjcvYfRLk/SWGFg6JnP7I/AAAAAAAAAVo/VGcZDqBYJVw/s320/derived+unit+2.png

[محمد ابوزيد]

الامثلة السابقة:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Area&space;=length.lengt h=m.m=m^{2}

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Volume&space;=&space;length.le ngth.length=m.m.m=m^{3}

او:
http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Volume&space;=Area.lengt h=m.m^{2}=m^{3}

http://2.bp.blogspot.com/_PyvjcvYfRLk/SWGFg6JnP7I/AAAAAAAAAVo/VGcZDqBYJVw/s320/derived+unit+2.png

[محمد ابوزيد]

سؤال:

قرأت الجدول الآتى
http://4.bp.blogspot.com/_IRHLTGBDvDU/SooC0x0AmFI/AAAAAAAAAF4/A9jHAT2iPzw/s400/F.5+1.2c.jpg

ولاحظت اسماء مثل :

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;newton,joule,watt, pascal

فما معنى هذه الاسماء؟

[محمد ابوزيد]

سنبدأ بشرح الجدول السابق من قانون السرعة:


اذا علمت ان :

السرعة = المسافة مقسومة على الزمن

وان وحدة المسافة ( الطول) هى المتر m وان وحدة الزمن هى الثانية s

يمكننا استنتاج وحدة السرعة كالاتى:


http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;velocity=\frac{len gth}{time}=\frac{m}{s}=ms^{-1}

[محمد ابوزيد]

التسارع ( العجلة):

اذا علمت ان :

التسارع ( العجلة) = السرعة مقسوم على الزمن

وان وحدة المسافة ( الطول) هى المتر m وان وحدة الزمن هى الثانية s

يمكننا استنتاج وحدة السرعة كالاتى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Aacceleration=\fra c{velocity}{time}

وسنعوض من العلاقة:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;velocity=\frac{len gth}{time}=\frac{m}{s}=ms^{-1}


اى ان:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Aacceleration=\fra c{velocity}{time}=\frac{ms^{-1}}{s}

ومنها نجد ان:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Aacceleration=\fra c{m}{s^{2}}=ms^{-2}

[محمد ابوزيد]

كمية الحركة ( الزخم ):

اذا علمت ان :

كمية الحركة ( الزخم) = الكتلة × السرعة

وان وحدة الكتلة هى الكيلوجرام kg
وان وحدة المسافة هى المتر m وان وحدة الزمن هى الثانية s

يمكننا استنتاج وحدة كمية الحركة ( الزخم ) كالاتى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Momentum=mass.velo city

ونعوض بوحدة السرعة:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;velocity=\frac{len gth}{time}=\frac{m}{s}=m.s^{-1}


ومنها ينتج ان:
http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Momentum=mass.velo city=kg.\frac{m}{s}}=kg.m.s^{-1}

[محمد ابوزيد]

[FONT="Courier New"]القوة:

اذا علمت ان :

القوة = كمية الحركة ( الزخم ) مقسومة على الزمن

فاننا نستطيع استنتاج وحدة القوة كالاتى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Force=\frac{moment um}{time}

وبالتعويض بوحدة كمية الحركة ( الزخم)


http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Momentum=mass.velo city=kg.\frac{m}{s}}=kg.m.s^{-1}


فان:


http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Force=\frac{moment um}{time}=\frac{kg.m.s^{-1}}{s}=kg.m.s^{-2}

ولكن هذا الناتج الاخير له تعريف جديد هو النيوتن[/FONT

[محمد ابوزيد]

اى ان:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Force=\frac{moment um}{time}=\frac{kg.m.s^{-1}}{s}=kg.m.s^{-2}=Newton

وبالتالى فان:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Newton=kg.m.s^{-2}

[محمد ابوزيد]

ونستفيد من هذه الطريقة فى تعريف وحدة المقدار الفيزيائى الذى نريده كالاتى:

تعريف النيوتن:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Newton=kg.m.s^{-2}

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Newton=kg.(m.s^{-2})

نيوتن Newton هي وحدة القوةفي نظام متر كيلوغرام ثانية،
ويرمز له بالرمز N
وهي القوة التي لو أثرت على كتلة كيلوغرام واحد kg 1 لأكسبتها تعجيل مقداره http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;m.s^{-2}


ويكون:
http://upload.wikimedia.org/math/d/5/3/d5373f7f40ba518f893ecd07b0338673.pn g

[محمد ابوزيد]

الضغط:
Pressure
اذا علمت ان :

الضغط = القوة مقسومة على مساحة السطح
اى ان:


http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Pressure=\frac{for ce}{erea}

وان وحدة المساحة هى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Erea=m^{2}

وبالتعويض عن وحدة القوة وهى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Newton=kg.m.s^{-2}

فان وحدة الضغط هى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Pressure=\frac{for ce}{erea}=\frac{kg.m.s^{-2}}{m^{2}}

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Pressure=\frac{for ce}{erea}=kg.m^{-1}.s^{-2}

ويمكن تعريفه بدلالة النيوتن كالاتى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Pressure=\frac{for ce}{erea}=\frac{N}{m^{2}}=Nm^{-2}

[محمد ابوزيد]

[FONT="Courier New"]وهذا الاخير هو تعريف الباسكال
pascal

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Pascal=Nm^{-2}[/FONT

[محمد ابوزيد]

تعريف الباسكال:

يمكن استخدام العلاقة:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Pascal=Nm^{-2}

فى تعريف الباسكال كالاتى:

إذا أثرت قوة مقدارها 1 نيوتن 1N على مساحة مقدارها http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;1m^{2} فإن الضغط الناتج منها يساوي 1 باسكال ويرمز لها بالرمز PA، وهذا هو تعريف الباسكال.

[محمد ابوزيد]

ويكون:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;1pascal=1\frac{N}{ m^{2}}

[محمد ابوزيد]

الشغل: وله نفس وحدات الطاقة

اذا علمت ان الشغل = القوة × المسافة

فانه يمكن استنتاج وحدة الشغل ( او الطاقة) كالاتى:

work=force.distance

وبالتعويض عن وحدة القوة وهى النيوتن وو حدة المسافة وهى المتر كالاتى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;work=force.distanc e=kg.m.s^{-2}.m

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;work=force.distanc e=kg.m^{2}.s^{-2}

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;work=force.distanc e=N.m


وهو تعريف الجول

[محمد ابوزيد]

[FONT="Courier New"]ويمكن تعريف الجول من العلاقة الاخيرة كالاتى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;work=force.distanc e=N.m

الجول هو الشغل المبزول لنقل قوة مقدارها واحد نيوتن مسافة مقدارها واحد متر

ويرمز له بالرمز j

ويكون:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;1joule=1N.m

[محمد ابوزيد]

[FONT="Courier New"]القدرة:

اذا علمت ان القدرة Power
= الشغل مقسوما على الزمن

يمكن ايجاد وحدة القدرة كالاتى:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Power=\frac{work}{ time}

وبالتعويض عن وحدة الشغل من العلاقة:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;work=force.distanc e=kg.m^{2}.s^{-2}

فان:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Power=\frac{work}{ time}=\frac{kg.m^{2}.s^{-2}}{s}

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Power=\frac{work}{ time}=kg.m^{2}.s^{-3}

او:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Power=\frac{work}{ time}=\frac{N.m}{s}

اى ان :

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Power=\frac{work}{ time}=\frac{j}{s}

وهذا هو تعريف الوات watt ويرمز له بالرمز W[/FONT

[محمد ابوزيد]

تعريف الوات:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;Power=\frac{work}{ time}=\frac{j}{s}


الوات watt هو القدرة اللازمة لبزل شغل مقداره واحد جول 1j خلال زمن مقداره واحد ثانية 1s
ويرمز له بالرمز W

ويكون:

http://latex.codecogs.com/gif.latex?\LARGE&space;1Watt=1\frac{j}{s}

[محمد ابوزيد]

ننتقل الآن الى نقطة هامة جدا وهى التحويل بين الوحدات فى الفيزياء

http://shababattmuz.com/blog/wp-content/uploads/2010/03/a.gif

[الموحدة لله]

ما شاء الله لا قوة الا بالله

موضوع رائع ومفيد جدا استاذنا الفاضل محمد ابو زيد

جعله الله في موازين حسناتكم رافعا لدرجاتكم في اعلى عليين

وننتظر التكملة

[محمد ابوزيد]

http://www.leifiphysik.de/web_ph08/grundwissen/04_einheitumr/image701.gif

[محمد ابوزيد]

الشخصية الموجودة بالصورة قامت بالتحويل من كم /ساعة الى متر / ثانية
كيف قامت بذلك؟

[محمد ابوزيد]

وجدت ان نقل الموضوع الى المنتدى العام افضل

اخوكم / محمد ابوزيد

[محمد ابوزيد]

للتحويل من وحدة الى اخرى نحتاج الى معرفة انظمة التحويل المختلفة
والحقيقة ان شاء الله اننى ساضيف اليها نظام اخر وهو بالطبع ليس من تاليفى وانما هو نظام وحدات بلانك وذلك لاهميته
فى دراسة ميكانيكا الكم


اخوكم / محمد ابوزيد