المادة: الفيزياء

  • محاكاة بناء الدوائر الكهربائية: التيار المستمر

    محاكاة بناء الدوائر الكهربائية: التيار المستمر

    تسمح لك هذه المحاكاة ببناء دائرة كهربائية بسيطة بالسحب والإفلات: بطارية، مصباح، مقاومة، ومفتاح. راقب تدفّق التيار في الدائرة بصرييمت تتبّع حركة الإلكترونات، وقس التيار والجهد بأجهزة قياس حقيقية.

    ماذا تلاحظ؟

    • ماذا يحدث لسطوع المصباح عندما تضيف بطارية ثانية إلى الدائرة؟
    • ماذا يحدث للتيار عندما تفتح المفتاح في الدائرة؟
    • كيف يتغيّر التيار عند إضافة مقاومة إضافية في الدائرة؟

    الفكرة العلمية

    قانون أوم هو العلاقة الأساسية في الدارات الكهربائية: التيار الكهربائي (I) الذي يمر في موصل يتناسب طردًا مع فرق الجهد (V) المطبَّق عليه، ويتناسب عكسًا مع مقاومته (R)، وذلك حسب المعادلة V = I × R. في الدارة التوالي (Series) يمرّ التيار نفسه في جميع العناصر المتتالية، بينما ينقسم الجهد الكلي بينها بحسب مقاومة كل عنصر. زيادة المقاومة في الدارة تُنقص شدة التيار، وزيادة الجهد (البطارية) تزيد شدة التيار، وهذا ما تستطيع ملاحظته مباشرة عند تغيير قيم العناصر في المحاكاة.

    جرّب هذا

    اصنع دارة توالي بسيطة تتكوّن من بطارية ومصباحين متتاليين، ثم أضف مقاومة متغيّرة وغيّر قيمتها تدريجيًّا وراقب كيف يتغيّر سطوع المصباحين وقراءة الأميتر معًا.

  • محاكاة القوى والحركة

    محاكاة القوى والحركة

    تتيح لك هذه المحاكاة دفع صناديق مختلفة الكتلة على أسطح مختلفة الاحتكاك، وقياس القوة والسرعة والتسارع مباشرة أثناء الدفع.

    ماذا تلاحظ؟

    • ماذا يحدث للسرعة عندما تزيد القوة المؤثّرة؟
    • كيف تؤثّر زيادة الاحتكاك على حركة الجسم؟
    • ماذا يحدث عندما تتساوى القوتان المتعاكستان؟

    الفكرة العلمية

    يصف قانون نيوتن الأول أن الجسم الساكن يبقى ساكنًا والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر فيه قوة خارجية محصّلتها غير صفرية (القصور الذاتي). أمّا القانون الثاني فيربط بين القوة المحصّلة والكتلة والتسارع عبر المعادلة F = m × a، بحيث تُسرِّع القوة الأكبر الجسم بشكل أكبر، بينما تُبطئ الكتلة الأكبر تسارعه لنفس القوة. الاحتكاك قوة تقاوم حركة الجسم فوق سطح ما وتعاكس اتجاه حركته، وتزداد شدته كلما زادت خشونة السطح أو وزن الجسم.

    جرّب هذا

    ادفع الجسم بقوة ثابتة على سطح عديم الاحتكاك أولًا وراقب حركته، ثم فعّل الاحتكاك وقارن كيف تتغيّر سرعته وتسارعه بنفس مقدار القوة.

  • محاكاة الجاذبية والمدارات

    محاكاة الجاذبية والمدارات

    تمكّنك هذه المحاكاة من التحكّم في كتلة الأجسام وسرعتها الابتدائية، ومشاهدة كيف تُشكّل قوة الجاذبية المدارات الناتجة.

    ماذا تلاحظ؟

    • ماذا يحدث لمسار الكوكب عند تغيير سرعته الابتدائية؟
    • كيف تتغيّر قوة الجاذبية عند تغيير كتلة الجسم المركزي؟
    • ماذا يحدث للمدار عند الاقتراب أكثر من الجسم المركزي؟

    الفكرة العلمية

    قانون الجذب العام لنيوتن ينص على أن كل جسمين في الكون يتجاذبان بقوة تتناسب طردًا مع حاصل ضرب كتلتيهما، وتتناسب عكسًا مع مربّع المسافة بينهما. هذه القوة هي التي تجعل الكواكب تدور حول الشمس في مدارات شبه دائرية بدلًا من الطيران بعيدًا في خط مستقيم أو السقوط باتجاهها، إذ تتوازن قوة الجاذبية مع ميل الجسم الطبيعي (بحكم القصور الذاتي) للاستمرار في حركته المستقيمة. زيادة كتلة أحد الجسمين تزيد قوة التجاذب بينهما، بينما زيادة المسافة بينهما تُضعفها بسرعة كبيرة.

    جرّب هذا

    ابدأ بمدار كوكب مستقر حول الشمس، ثم زد سرعته الابتدائية تدريجيًّا وراقب متى يتحوّل المدار من دائري إلى بيضاوي ثم إلى مسار يفلت فيه الكوكب من الجاذبية تمامًا.