الأسبوع 25 · المحور الرابع «التغير والثبات»، الوحدة الرابعة «الأنماط في السماء»، المفهوم 4.1 «تأثير الجاذبية» (ب): السقوط والكواكب · 3 دروس
1
أين اتجاه الأسفل؟
Discovery Education Science P5: Term 2, Unit 4, pp. 115–121
الهدفأبيّن أن «الأسفل» يعني نحو مركز الأرض، وأستخدم قياسات متكررة ومتوسطًا.
كلمات جديدة
خيط الشاقول · جسم صغير ثقيل معلّق بخيط، يبيّن اتجاه الأسفلالمتوسط · مجموع عدة أعداد مقسومًا على عددهاميزان الماء · أداة فيها فقاعة تبيّن هل السطح أفقي
الشرح
عندما تقفز تعود إلى الأسفل. وعندما تسقط قلمًا فإنه يقع. لكن ماذا يعني «الأسفل» حقًا؟ الأسفل ليس مكانًا في السماء أو على الخريطة. إنه اتجاه جذب الجاذبية، وجاذبية الأرض تجذب نحو مركز الأرض. ويبيّن خيط الشاقول ذلك. علّق جسمًا صغيرًا ثقيلًا بخيط، فيستقر الخيط متجهًا مباشرة نحو منتصف الأرض. ويستخدم البنّاؤون الشاقول وميزان الماء لبناء جدران مستقيمة. ولأن الأرض كروية، فإن «الأسفل» يشير إلى اتجاهات مختلفة لأناس في أماكن مختلفة، لكنه عند الجميع نحو المركز. فطفل في أسوان وطفل في الجانب الآخر من الكوكب يشعران بالجذب نحو مركز الأرض. ولا يسقط أحد. ولكي نثق بقياس ما، يكرره العلماء ويحسبون المتوسط.
أمثلة محلولة
المحاولة
الزاوية
١
٨٨°
٢
٩٠°
٣
٩٢°
المتوسط
٩٠°
يعلّق مروان حلقة معدنية بخيط من مسطرة أفقية. ويقيس الزاوية بين الخيط والمسطرة ثلاث مرات: ٨٨° و٩٠° و٩٢°. المتوسط هو (٨٨ + ٩٠ + ٩٢) ÷ ٣ = ٢٧٠ ÷ ٣ = ٩٠°. يتدلى الخيط إلى الأسفل مباشرة، بزاوية قائمة مع المسطرة الأفقية.
المسطرة
الخيط يتدلى …
أفقية
إلى الأسفل مباشرة
مائلة إلى الأعلى
ما زال إلى الأسفل مباشرة
الآن يميل مروان المسطرة فيرتفع أحد طرفيها. ما زال الخيط يتدلى مباشرة نحو مركز الأرض، فلم تعد الزاوية مع المسطرة ٩٠°. الجاذبية لم تتغير؛ المسطرة هي التي تغيرت.
يعلّق بنّاء في القاهرة وبنّاء في مدينة على الجانب الآخر من العالم خيط شاقول لكلٍّ منهما. يشير الخيطان نحو مركز الأرض، لكن في اتجاهين مختلفين في الفضاء. «الأسفل» هو نحو المركز، لا اتجاه ثابت في السماء.
نشاط الفصل
اختبار خيط الشاقول (ويساعدك شخص كبير). اربط حلقة معدنية أو برغيًا صغيرًا بخيط وثبّت طرفه الآخر بشريط على كتاب واقف على طاولة مستوية. ضع منقلة بجانب الخيط أو ارسم خطًا على ورقة خلفه، وقس الزاوية بين الخيط والطاولة. اعمل ثلاث محاولات. اكتب الزوايا واحسب المتوسط: اجمع الثلاثة واقسم على ٣. لا تُرجِح شيئًا قرب الوجوه.
تدرّب
1
ماذا يعني «الأسفل»؟
الاتجاه نحو مركز الأرض، وهو اتجاه جذب الجاذبية.
2
احسب متوسط الزوايا الثلاث ٨٥° و٩٠° و٩٥°.
المحاولة
الزاوية
١
٨٥°
٢
٩٠°
٣
٩٥°
(٨٥ + ٩٠ + ٩٥) ÷ ٣ = ٢٧٠ ÷ ٣ = ٩٠°.
3
لماذا يكرر العلماء القياس ويحسبون المتوسط؟
قد يحتوي قياس واحد على أخطاء صغيرة. والمتوسط لعدة قياسات أكثر موثوقية.
4
أي سهم يبيّن اتجاه «الأسفل» لخيط الشاقول في الصورة؟ اذكر الحرف.