المدرٌس

النقل والاتصالات اعتاد النّاس التّنقّل منذ قديم الزمان سيرا على الأقدام، وكان اتصالهم ببعضهم البعض يتمّ وجها لوجه. وقد كان يستغرق نقل  البضائع الثّقيلة لبضعة كيلو مترات أيّاما. لهذا، يُشير التّقدّم التّكنولوجيّ في مجال النّقل والاتصالات إلى سهولة التّواصل مع شخص في الجانب الآخر من العالم باستخدام الهاتف التّليفزيوني أو السّفر إلى هذا الشّخص في خلال يوم واحد. 1 - هل من الممكن حقّا أن يُصبح العالم قرية صغيرة؟ 2 - هل يستمرّ انخفاض عدد ساعات السّفر؟ 3  -  ما المقصود بالأقمار الصّناعيّة الخاصّة بالاتصالات؟ 4  -  ما أسرع وسائل النّقل؟ 5  -  أيّ وسائل النّقل تتميّز بالفخامة؟ 6  -  هل تكون لدينا طائرات هليكوبتر خاصّة؟ معلومات مهمة.

هل من الممكن حقّا أن يُصبح العالم قرية صغيرة؟ بالطّبع لا يُمكن لكوكب الأرض أن يقلّ حجمه مع الوقت. ولكنّ المقصود بإمكان أن يُصبح العالم قرية صغيرة هو سُهولة السّفر والاتصال بسرعة تفوق ما سبق في الماضي. ففي نهاية القرن الثّامن عشر، كانت الرّحلة الّتي تقطعها السّفينة عبر نصف الكرة الأرضيّة تستغرق ثلاثة أشهر. أمّا في نهايات القرن التّاسع عشر، كانت تستغرق الرّحلة نفسها إذا قطعتها باخرة ستّة أسابيع. أمّا في العشرينيّات من القرن العشرين، كان القيام بالرّحلات الجويّة الّتي تقطع المسافة نفسها يستغرق أسبوعين. أمّا اليوم، فقد تقلّصت هذه المدّة إلى أقل من 42 ساعة. تطورت تقنية الهاتف المحمول لدرجة كبيرة، فصار بإمكان الناس إرسال صور ثابتة ذات جودة عالية، بل وصور متحركة عودة لصفحة: النقل والاتصالات

معلومات مهمة: - إنّ الزّمان نسبيّ، بمعنى أنّه يتغيّر تبعا للظّروف المختلفة، خاصّة مع سرعة الحركة. فكلّما زادت السّرعة، مرّ الزّمان بمعدّل أبطأ. - إنّ الشّيء الدّائم الوحيد في الكون والّذي لا يتغيّر أبدا هو سرعة الضّوء – ويُرمز لها بالرّمز C. - أثبت العالم "أينشتاين" أنّ الكتلة أو المادّة يمكن أن تتغيّر إلى طاقة – يُرمز لها بالرّمز E – مثل أجزاء الذّرّة. - تتمثّل أشهر معادلات "أينشتاين" في: الطّاقة = المادّة X مربّع سرعة الضّوء. ممّا يعني أنّ الطّاقة الموجودة في جزء من الكتلة مثل جسيم الذّرّة يُساوي مقدار الكتلة مضروبا في مربّع سرعة الضّوء. وبما أنّ سرعة الضّوء كبيرة، فإنّ مضاعفتها تؤدّي إلى زيادتها كثيرا. وبالتّالي، فإنّ جزءا ضئيلا من الكتلة يُساوي مقدار كبيرا من الطّاقة. عودة لصفحة: الزمان والمكان

قانون النّظريّة النّسبيّة (ألبرت أينشتاين) نتج عن نظريّات النّسبيّة الّتي طوّرها العالم "ألبرت أينشتاين" ما بين عامي (1905 - 1915) بعض الاستنتاجات المذهلة الّتي قد تبدو لنا مستحيلة أمام تجاربنا اليوميّة، إلاّ أنّها تحدث في ظروف قصوى في الكون وبسرعات كبيرة ومن خلال أجسام عملاقة مثل النّجوم والمجرّات. تتضاءل آثار نظريّات "أينشتاين" عن النّسبيّة على كوكب الأرض لدرجة أنّه يصعب قياسها، فضلا عن أنّها لا تؤثّر على حياتنا اليوميّة. أمّا عند التنقّل بين النّجوم في الكون الفسيح، فسوف تبدو آثار نظريّاته واضحة للغاية. أحد هذه الاستنتاجات هي أنّه مع دوران الجسم بسرعة كبيرة ومتزايدة، فإنّ حجمه يتضاءل في الاتجاه الذّي ينتقل إليه. للصاروخ مسارات موجية قصيرة، على الرغم من عدم تغير اتساعه. ويبدو لأي شخص يلاحظ الصاروخ من الخارج أنّ ركابه قد أصبحوا قصارا وأكثر امتلاء في في الجسم: وبالتالي، تصبح ساعاتهم أكثر بطئا. أما ركاب الصاروخ. فكل ما يرونه بداخل الصاروخ يبدو طبيعيا.بيد أن الكون الخارجي سيبدو لهم أكبر وأقل سمكا،وسيرون أن عقارب الساعة تجري بشكل أسرع. عودة لصفحة: الزمان والمكان

هل هناك علاقة بين الزّمان والمكان؟ نعم، ثمّة علاقة بين الزّمان والمكان، ففي العلم الحديث يتكوّن الزّمان والمكان من أربعة أجزاء أو أبعاد من الشّيء نفسه. وتوجد ثلاثة من هذه الأبعاد في الفراغ الفعليّ ألا وهي الطّول والعرض والارتفاع. أمّا البعد الرّابع، فيمثّله الزّمان. على سبيل المثال، إذا أردت وصف مجرى مائيّ يتّسم بصخوره الخطورة، فلا بدّ من قياس طول المجرى وعرضه والارتفاع الّذي تسقط منه المياه. وكذا، يجب تسجيل وقت القياس، ومن ناحية أخرى يأتي من يراه في توقيت جفاف المجرى النّهريّ، وبالتّالي، تصبح  القياسات الأخرى عقيمة. عودة لصفحة: الزمان والمكان

هل يُعتبر الوقت واحدا في جميع بلدان العالم؟ كلاّ، لا يُعتبر الوقت واحد في جميع بلدان العالم، وذلك لدوران الأرض حول نفسها مرّة كل 24 ساعة. فإذا كانت الشّمس في المملكة المتحدّة، تكون قد غربت في أستراليا، بينما تكون سماء الولايات المتحدّة حالكة الظّلمة. فالعالم منقسم إلى مناطق طوليّة تُسمّى بالمناطق الزّمنيّة. وهناك بعض الدّول الّتي تقع في منطقة زمنيّة واحدة، في حين أنّ هناك دولا أخرى توجد في مناطق زمنيّة مختلفة. ومن الضّروري على المسافر أن يضبط ساعته عند تنقّله بين هذه المناطق الزّمنّية كي يعرف التّوقيت المحليّ. بالإضافة إلى انحراف بعض المناطق الزّمنيّة حول الجزر أو الحدود الوطنيّة. ظهرت فكرة المناطق الزمنية في الثمانينات من القرن التاسع عشر، وذلك لتوحيد مواعيد القطارات. كما كانت تمثل أهمية كبيرة بالنسبة لرحلات الطيران. ويعتبر الوقت واحدا في كل البلدان التي تقع داخل المنطقة الزمنية الواحدة، ولكنه يختلف عن بقية المناطق الزمنية.  عودة لصفحة: الزمان والمكان الكرتون الهادف سلسلة اسألوا لبيبة - قياس الزمن: الساعات

هل يمكن أن يتوقّف الزّمن؟ يتوقّع العلم الحديث إمكان حدوث ذلك. فقد اعتدنا مرور الوقت بصفة منتظمة لكلّ دقيقة وكلّ يوم وكلّ عام. إلاّ أنّ نظريات "ألبرت أينشتاين" تنصّ على إمكان أن يُغيّر الزّمن سرعته. فكلّما زادت سرعة الجسم، مرّ الزّمن ببطء. ومع هذا، فإنّ السّرعة الّتي نقصدها هنا هي سرعة هائلة. فإذا تحرّك الجسم بسرعة الضّوء، قد يتوقّف الزّمن فعليّا. عودة لصفحة: الزمان والمكان

متى اخترع الإنسان الساعات؟ ظهرت السّاعات بشكلها المتعارف عليه اليوم في القرن الرّابع عشر. أمّا في القرون الّتي سبقت ذلك، اعتمد النّاس على وسائل بدائيّة بسيطة لمعرفة الوقت، مثل السّاعات الرّمليّة والسّاعات الشّمسيّة (المزولة). وبدءا من القرن الرّابع عشر، انطلق المستكشفون في رحلات عظيمة لاستكشاف أراض جديدة. وكان لزاما عليهم أن يقيسوا الزّمن بدقّة لمعرفة مواقعهم. وفي القرن الثّامن عشر، طوّر المهندس "جون هاريسون" مجموعة من السّاعات الدّقيقة عُرفت باسم الكرونومتر (وهي ساعات خاصّة يتمّ استخدامها في البحر لقياس خطوط الطّول). وقد كانت هذه السّاعات بداية عهد جديد لمعرفة الوقت، إذ تميّزت بدقّتها بما لا يزيد على 30 ثانية في العام حتّى وهي على سطح سفينة متأرجحة. اخترع المصريون القدماء المزولة منذ أكثر من 3000 سنة. وتشير العلامات الموجودة بها إلى الساعات. ويتنوع طول الساعات مع تغير الفصول، إلا أنّ الأشخاص اعتادوا هذه الفكرة وسميت بالساعات المؤقتة. فاز جون هاريسون بجائزة قيمتها 10000 جنيه إسترليني عن اختراعه للكرونومتر سنة 1759. وكانت الحكومة البريطانية قد بدأت منح هذه الجائزة منذ 1714 لتش...

متى بدأ النّاس حساب الوقت؟ كان ذلك منذ 10000 سنة على الأقلّ، ورُبّما قبل ذلك بكثير. فقد كانت الشّعوب القديمة تسجّل مواعيد الغروب والشّروق بصفة يوميّة، ومراحل تطوّر القمر كلّ شهر، وفصول السّنة. وقد استغلوا هذه الأحداث الطّبيعيّة لعمل تقويم لتوقّع الأحداث المهمّة مثل فيضان النّهر أو موعد الصّلاة لعبادة إله معيّن. عودة لصفحة: الزمان والمكان الكرتون الهادف سلسلة اسألوا لبيبة - قياس الزمن: الساعات

الزمان والمكان يرتدي الكثيرون ساعات اليد، كما أنّ هناك العديد من السّاعات في معظم الغرف من حولنا، وهي تفيدنا في معرفة الوقت. فنحن بحاجة إلى وسيلة سريعة لمعرفة الموعد والزّمان الذّي يجب أن نذهب فيه إلى المدرسة أو العمل، وأن نقابل أصدقاءنا في مواعيد متّفق عليها في ساعات معيّنة، وكذلك للإلحاق بالحافلة أو القطار أو الطّائرة. أمّا في مجال العلوم، يعبّر الزّمان عن أكثر من مجرّد دقّات السّاعة. 1 - متى بدأ النّاس حساب الوقت؟ 2 - متى اخترع الإنسان الساعات؟ 3 - هل يمكن أن يتوقّف الزّمن؟ 4 - هل يُعتبر الوقت واحدا في جميع بلدان العالم؟ 5 - هل هناك علاقة بين الزّمان والمكان؟ قانون النّظريّة النّسبيّة (ألبرت أينشتاين) معلومات مهمة.

 معلومات مهمة - يقصد بالجاذبيّة قوى الجذب أو الشدّ التي تجذب كل الأجسام الموجودة في الكون إليها. وهي تعمل على جذب أي جسم إلى الأرض. وكلّما زادت كتلة الجسم، زادت قوّة الجاذبيّة الأرضيّة له. تنفتح المظلّة أو أي سطح آخر منبسط لإفساح مجال واسع يضغط عليه الهواء. وتضغط مقاومة الهواء في الجهة المقابلة للجاذبيّة، وبالتالي، تقلّ سرعة معدّل السّقوط على الأرض. - تُقاس القوّة بوحدات تسمّى النيوتن ويُرمز لها بالرّمز (N). - تمدّ إحدى وحدات القوّة الّتي تبلغ نيوتن واحدا جسما يزن 1كجم زيادة في السّرعة تبلغ مترا في الثّانية. - تتراوح القوّة اللاّزمة لدفع سيّارة ما بين 500 – 1000 نيوتن تقريبا. - كانت القوّة المتولّدة عن أربعة المحرّكات النّفّاثة لطائرات الكونكورد (Concorde) تنتج ما لا يقل عن 700000 نيوتن. - حين نقيس وزن أحد الأجسام، فإنّنا نقيس قوّة جاذبية الأرض الّتي تشدّ هذا الجسم إليها. فمثلا، تعادل قوّة تفّاحة متوسطة الحجم تزن 100 جرام حوالي 1 نيوتن. عودة لصفحة: القوّة والحركة والآلات

قوانين نيوتن الخاصّة بالحركة: طوّر العالم إسحاق نيوتن (1642-1727) نظرياته المتعلقة بالجاذبية الأرضية والحركة وذلك ما بين عامي (1665 و1666). فوفقا للمصادر التاريخية. فإنّه قد بدأ في تكوين نظرياته بعد أن شاهد تفاحة تسقط من على شجرة. فأخذ يتساءل  عن القوّة التي جذبتها إلى الأرض. القوانين: 1 - يظلّ الجسم المتحرّك في خطّ مستقيم بالاتجاه نفسه (أو يحافظ على سكونه إذا كان ساكنا) ما لم تعترضه قوّة أخرى مضادّة. 2 - تُغيّر القوّة من حركة الجسم في اتجاه القوّة مع التّسارع (السّرعة المتزايدة) الّتي تعتمد على حجم القوّة. 3 - لكلّ فعل ناتج عن  قوّة ردّ فعل مساو ومعاكس. الأمثلة: 1 - تحافظ المركبة الفضائيّة المتّجهة إلى الفضاء الخارجيّ على مسارها في خطّ مستقيم ما لم تتأثر بجاذبيّة أحد الكواكب أو النّجوم. 2 - يؤدّي ركل الكرة إلى تغيير حالتها من الحالة السّاكنة إلى الحركة الحركيّة في اتجاه الرّكلة. فإذا رُكلت بمزيد من القوّة، اكتسبت الكرة مزيدا من السّرعة وابتعدت لمسافة أكبر. 3 - تدفع المحرّكات النّفّاثة للسيّارات الهواء السّاخن إلى الوراء، وهذا ما يُطلق عليه الفعل، بينما تندفع السيّارة في الاتج...

هل تمدّنا الآلات بطاقة إضافيّة؟ كلاّ، لا يمكن أن تمدّنا الآلات بطاقة إضافيّة، فالآلات لا تولّد طاقة أو حركة من العدم، فإذا اقتلعت مسمارا باستخدام عتلة، تتحرّك يداك بشكل كبير ولكن بقوّة أقلّ، في حين أنّ الطّرف الآخر منها يتحرّك بشكل أقلّ ولكن بقوّة أكبر. ويُسمّى هذا بالفائدة الآليّة، حيث تُقسم العمليّة إلى مراحل أقلّ وأيسر. وثمّة العديد من الآلات الّتي تعمل بالمحرّكات أو الموتورات الّتي تمدّها بالقوّة بدلا من استخدام القوّة العضليّة البشريّة، وبالتّالي تُصبح العمليّة أيسر. توجد مروحتان بالطائرة ذات الراكب الواحد (Solo Trek XFV) تدفعان بالهواء إلى أسفل (الفعل). أما ردّ الفعل. فيتسبّب في إنشاء قوّة لرفع الطائرة إلى أعلى. حين تتساوى هذه القوة بقوة الجاذبية الأرضية. تحلق الطائرة في الهواء. عودة لصفحة: القوّة والحركة والآلات

ما المقصود بالآلة؟ في مجال العلوم الأساسي، يُقصد بالآلة جهاز يتيح مرور قوّة صغيرة تُسمّى الجهد لتحريك جسم أكبر يُسمّى الحمل. وهناك ستّة أنواع من الآلات البسيطة وهي: السّطح المنحدر أو المائل والعتلة والإسفين والبكرة ومسمار القلاووظ والعجلة والملفاف. وإليك أمثلة على أربعة أنواع منها في الشّكل الموضّح أعلاه. أمّا بالنّسبة للآلتين الباقيتين، فسنجد أنّ السّطح المنحدر أو المائل يُسهّل حركة الأجسام الثّقيلة على مسافات معيّنة، في حين أنّ البكرة تحرّك الأحمال بتغيير اتجاه القوّة ومسافتها فتنجذب إلى أسفل بدلا من الصّعود إلى أعلى. وتعمل بقيّة الآلات باستخدام مزيج من هذه الآلات البسيطة. عودة لصفحة: القوّة والحركة والآلات

هل هناك أنواع مختلفة من الحركة؟ أجل، هناك أنواع مختلفة من الحركة وذلك وفقا لاتجاه الجسم المتحرّك أو مساره. وتتمثّل أبسط أنواع الحركة في تلك الّتي تحدث في خطّ مستقيم، ولذا تُسمّى بالحركة الخطيّة. أمّا حركة الزّاوية، فتتمُّ بشكل متقوّس مثل دخول سيّارة عند أحد المنعطفات. هناك حالة أخرى مختلفة في هذا الصّدد ألا وهي الحركة الدّائريّة، حيث يبقى الجسم على المسافة نفسها من نقطة مركزيّة معيّنة تماما مثل العجلة على محور. أمّا الحركة التّردّدية، فهي الحركة الّتي تحدث من الأمام  إلى الخلف من نقطة في المنتصف، مثل مكبس المحرّك أو اهتزازات مكبّر الصّوت. من الضروري أن يتحرك راكب الدراجة البخارية بزاوية عند انعطافه في طريق منحن، الأمر الذي يؤدي إلى مقاومة الجسم المتحرك بشكل طبيعي للحفاظ على يساره في خط مستقيم، وإلا تعثرت الدراجة البخارية وانحرفت عن مسارها. عودة لصفحة: القوّة والحركة والآلات

هل تتحرّك الذرّات؟ يعتمد أمر تحرّك الذرّات على العنصر أو الجسم الّذي توجد فيه الذرّات. فإذا كان جسما صلبا مثل الحديد أو الخشب، تكون الذرّات ثابتة فلا تتحرّك أو تهتزّ إلا بدرجة طفيفة حول نقطة مركزيّة. أمّا في حالة السّوائل مثل الماء أو الزّيت، فإنّ الذرّات تتحرّك ولكنها تحافظ على المسافة الموجودة بينها، وبذلك يظلّ السّائل محتفظا بحجمه. وفي حالة الغازات مثل الهواء الّذي يُحيط بنا، فإنّ الذرّات تتحرّك بشكل أسرع فتتغيّر المسافات الموجودة بينها، و بالتّالي، يزيد حجم الغاز أو ينقص. تعتمد الحالات الأساسية للمادة (الصلبة والسائلة والغازية والبلازما) على حركة الذرات. وتستطيع معظم المواد النقية تغيير حالتها إذا تغيّرت درجة حرارتها. فمثلا، بتحوّل الماء (حالة سائلة) إلى ثلج (حالة صلبة) إذا تعرّض لدرجة برودة كافية، أو بتحوّل إلى بخار (حالة غازية) إذا تعرّض لدرجة حرارة عالية. عودة لصفحة: القوّة والحركة والآلات

ما المقصود بالقوّة؟ القوّة هي عبارة عن مقدار الجذب أو الشدّ أو أي فعل آخر يجعل الجسم يتحرّك أو يحاول تحريكه. فإذا ركلت كرة، فإن القوّة المتولّدة عن قدمك تحرّك الكرة، إذ إنّ القوّة الحركيّة الناّتجة عن القدم قد انتقلت إلى الكرة. أمّا إذا ركلت جدارا، فإنّ القوّة الحركيّة النّاتجة عن قدمك لن تحرّك الجدار، ولكنّها تتحوّل إلى طاقة ترتدّ إلى قدمك. عودة لصفحة: القوّة والحركة والآلات

القوة والحركة والآلات تحيط بنا الآلات في كل مكان، فهي غالبا ما تُستخدم في حياتنا اليوميّة ونسمع أصواتها هنا وهناك. فالطائرات النفاثة – على سبيل المثال – يبدو دويّها واضحا في  السماء، وكذلك صوت محركات السيّارات على الطّريق والرافعات أو الأوناش الّتي ترفع الأحمال والتروس الموجودة على الدرّاجات التي تتغيّر عند نقل السّرعة والمكنسة الكهربائيّة التي تمتص الأتربة والأراجيح بمختلف أنواعها في ملاعب الأطفال...إلخ. أمّا عن السرّ وراء عمل كل هذه الآلات فيكمن في القوّة الّتي تولّد الحركة في كل هذه الآلات. تتأثر قدرة الجسم المتحرك على مواصلة التحرك في خط مستقيم بمقاومة قوى أخرى. فمثلا، قد تؤثر الجاذبية الأرضية أو مقاومة الهواء على الجسم المتحرك فتبطئ حركته. 1 - ما المقصود بالقوّة؟ 2 - هل تتحرّك الذرّات؟ 3 - هل هناك أنواع مختلفة من الحركة؟ 4 - ما المقصود بالآلة؟ 5 - هل تمدّنا الآلات بطاقة إضافيّة؟ قوانين نيوتن الخاصّة بالحركة. معلومات مهمة.

هل ينعكس الصّوت مثل الضّوء؟ نعم، فالأصوات تنعكس على الأسطح الصّلبة النّاعمة المسطّحة مثل الجدران والأبواب، وذلك مثلما تنعكس الموجات الضّوئيّة على أسطح المرايا. إذا ارتد الصّوت أو انعكس بعد الصّوت الأصليّ بأكثر من حوالي عُشر الثّانية، فإنّنا نسمعه في هذه الحالة بشكل مستقلّ ونُطلق عليه صدى الصّوت. فإذا قلّت هذه الفجوة الزّمنيّة للارتداد، فإنّ الصّدى يختلط بالصّوت الأصليّ فيبدو أطول ونُطلق عليه في هذه الحالة الإصداء أو رجع الصّدى. هناك بعض الغرف المجهّزة من الناحية الصوتية تتميز باحتوائها على المواد الناعمة التي توجد على الجدران والأسقف والأرضية. وتعمل مثل هذه المواد الناعمة على امتصاص كل طاقة الصوت تقريبا. وبالتالي، لا تكون هناك انعكاسات للصوت سواء كان إصداء أو رجعا للصوت أو صدى للصوت. وأحيانا ما تسمى هذه الغرف بالغرف الساكنة نظرا لانعدام الأصوات فيها كلية. عودة لصفحة: الصوت

معلومات مهمة - تستطيع النّفّاثة المسمّاة ماك 1 (Mach1) أن تتعدّى سرعة الصّوت. وعندما تنطلق الطائرة بهذه السّرعة تتجمّع موجات الضّغط حول الطائرة محدثة صوت ارتطام عاليا وعميقا يُسمّى دويّ الصّوت. ويكشف هذا الدويّ عن وجود طائرة متخفّية مثل الطّائرة الحربيّة بي 2 (B-2) التي تنطلق بسرعة أقل من سرعة الطائرة ماك1. تصل سرعة الرحلة للطائرة بي 2 إلى 700 كيلومتر في الساعة. - تُقاس سرعة الصّوت بمقياس العدد الماخي (أي نسبة سرعة الجسم إلى سرعة الصّوت). وهو مقياس لا يُعطي السرعة بالمتر في الثانية أو ما شابه ذلك، وإنّما يُقدّم رقما للمقارنة بين سرعة الصّوت في أجواء معينة. وقد سُمّي هذا المقياس باسم العالم الألماني "إرنست ماخ" (1838-1916). - تصل سرعة الصّوت في الهواء إلى 1.238 كيلو متر في السّاعة عند 20م في ظل وجود ضغط الهواء الجويّ المعتاد عند مستوى سطح البحر. وعلى هذا الأساس، فإنّ الجسم الذّي يتحرّك بهذه السرعة يكون مسافرا بسرعة ماخ واحد، أما الجسم الّذي يتحرك بسرعة 1.857 كيلو متر في الساعة تكون سرعته 1.5 ماخ. - عند الارتفاع عن مستوى سطح البحر حيث تنخفض درجات الحرارة ويقلّ الضّغط، تبلغ سرعة...