1.1الفصل الأول — القياس الفيزيائي1.2الفصل الأول — القياس الفيزيائي| الكمية الأساسية | النظام الفرنسي (نظام جاوس) C.G.S | النظام البريطاني F.P.S | النظام المتري M.K.S |
|---|---|---|---|
| الطول | سنتيمتر (cm) | قدم (ft) | متر (m) |
| الكتلة | جرام (g) | باوند (lb) | كيلوجرام (kg) |
| الزمن | ثانية (s) | ثانية (s) | ثانية (s) |
| م | الكمية الفيزيائية الأساسية | الرمز | الوحدة في النظام الدولي | رمز الوحدة |
|---|---|---|---|---|
| 1 | الطول | L | المتر (Meter) | m |
| 2 | الكتلة | M | الكيلوجرام (Kilogram) | kg |
| 3 | الزمن | t | الثانية (Second) | s |
| 4 | شدة التيار الكهربي | I | الأمبير (Ampere) | A |
| 5 | درجة الحرارة المطلقة | T | الكلفن (Kelvin) | K |
| 6 | كمية المادة | n | المول (Mole) | mol |
| 7 | شدة الإضاءة | Iv | الشمعة (كانديلا Candela) | cd |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | مثال | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|---|
| ويليام طومسون (لورد كلفن) |
| — | عالمبريطانيأبرزالعلماء |
| أحمد زويل | على أن الدقة المتناهية في قياس الزمن تفتح ميادين علمية جديدة | عالممصريجائزةنوبل |
| الكمية | التصنيف | السبب |
|---|---|---|
| الزمن | أساسية | لا تُعرَّف بدلالة غيرها |
| الكثافة | مشتقة | كتلة ÷ حجم |
| شدة التيار الكهربي | أساسية (في النظام الدولي) | إحدى الكميات السبع |
| القوة | مشتقة | كتلة × عجلة |
| كمية المادة | أساسية | وحدتها المول |
| المساحة | مشتقة | طول × عرض |
| الضغط | مشتقة | قوة ÷ مساحة |
| الكمية | الأدوات (من الأقدم إلى الأحدث) |
|---|---|
| الطول | شريط القياس، المسطرة، القدمة ذات الورنية |
| الكتلة |
|
| الزمن | الساعة الرملية، ساعة البندول، الساعة الرقمية |
6 × 0.1 = 0.6 mm
إلى القراءة السابقة.29 mm + 0.6 mm =29.6 mm
.| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| مثال محلول 1 |
| الورنيةالعلامةالتدريجالرئيسي |
| • | أوجد طول الجسم | أوجدالجسم |
| الحل | القراءة = | القراءة |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| • | = 1.78 cm | |
| مثال محلول 2 | قيس قطر كرة صغيرة بالقدمة ذات الورنية أربع مرات فكانت القراءات: 8.4 mm و 8.5 mm و 8.4 mm و 8.3 mm. أوجد أفضل قيمة للقطر | صغيرةبالقدمةالورنيةأربع |
| الحل | أفضل قيمة هي المتوسط | أفضلقيمةالمتوسط |
(53.4 + 53.6) ÷ 2 =53.5 mm
.| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| • |
| الفرنسيوناستخدمالمتروحدة |
| التعريف الأول — المتر العياري الدولي |
| المسافةعلامتينمحفورتيننهايتي |
| معلومة إثرائية (عام 1960) | اتفق العلماء في المؤتمر العالمي للموازين والمقاييس على استبدال المتر العياري السابق بتعريف يعتمد على الثوابت الذرية: المتر العياري يساوي عددًا معلومًا (1 650 763.73) من الأطوال الموجية للضوء الأحمر–البرتقالي المنبعث في الفراغ من ذرات نظير عنصر الكربتون (كتلته الذرية 86) في أنبوبة تفريغ كهربائي بها غاز الكربتون | اتفقالعلماءالمؤتمرالعالمي |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| • | (6.048 × 105 s) | |
| مثال محلول 2 |
| كانتالثانيةالعياريةتساوي |
| الحل | العدد = | العدد |
| الكمية الفيزيائية | علاقتها بالكميات الأخرى | صيغة الأبعاد | وحدة القياس |
|---|---|---|---|
| المساحة (A) | الطول × العرض | L × L = L2 | m2 |
| الحجم (V) | الطول × العرض × الارتفاع | L3 | m3 |
| الكثافة (ρ) | الكتلة ÷ الحجم |
M ÷ L3 = ML-3 |
kg / m3 |
| السرعة (v) | المسافة ÷ الزمن |
L ÷ T = LT-1 |
m / s |
| العجلة (a) | السرعة ÷ الزمن |
LT-1 ÷ T = LT-2 |
m / s2 |
| القوة (F) | الكتلة × العجلة |
M × LT-2 = MLT-2 |
(kg· m) / s2 (نيوتن N) |
| الضغط (P) | القوة ÷ المساحة |
MLT-2 ÷ L2 = ML-1T-2 |
N / m2 (باسكال Pa) |
| الشغل (W) | القوة × الإزاحة |
MLT-2 × L = ML2T-2 |
(kg· m2) / s2 (جول J) |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| كمية التحرك |
| وحدتها |
| القدرة | P = W / t:
ML2T-2 ÷ T =ML2T-3 ، وحدتها الواط(W) = (kg· m2) / s3 . | ML2Tوحدتهاالواط |
| التردد |
| صيغةأبعادهوحدتهالهرتز |
| الكثافة النسبية |
| المادةالماءنسبةكميتين |
| معامل اللزوجة | η = (F· d) / (A· v) :[MLT-2 × L] ÷ [L2 × LT-1] =ML-1T-1 ، وحدته kg / (m· s) (ستحتاجه في الفصل الرابع). | وحدتهستحتاجهالفصلالرابع |
1 m + 170 cm = 100 cm + 170 cm =270 cm
.M × (LT-1)2 = ML2T-2
(الكسر ½ ليس له وحدة قياس).[P] = ML-1T-2
و [Pa] لها الصيغة نفسها.[ρ g h] = ML-3 × LT-2 × L = ML-1T-2
.[a t2] = LT-2 × T2 = L
.F = (G m1m2) / r2
يكون[G] = ([F][r2]) / ([m2]) = (MLT-2 · L2) / M2 = M-1L3T-2
، ووحدة G هي m3·kg−1·s−2.| المعامل | 10−9 | 10−6 | 10−3 | 10−2 | 103 | 106 | 109 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| المسمى | نانو | ميكرو | مللي | سنتي | كيلو | ميجا | جيجا |
| الرمز | n | µ | m | c | k | M | G |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| مثال 1 | عبّر عن تيار كهربي شدته 9 مللي أمبير (9 mA) بوحدة الميكروأمبير (µA) | تياركهربيشدتهمللي |
| الحل |
| وبالقسمة |
| • | إذن
9 mA = 9 × 103 µA = 9000 µA. | 9000 |
| مثال 2 | سلك قطره 0.45 mm. عبّر عن قطره بالمتر بالصيغة المعيارية | قطرهبالمتربالصيغةالمعيارية |
| • | الحل | الحل |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| • | ||
| مثال 3 | قرص صلب سعته 3.2 جيجابايت. عبّر عن سعته بالبايت | سعتهجيجابايتبالبايت |
| الحل | 3.2 × 109 بايت | بايت |
| مثال 4 | حوّل السرعة 108 km/h إلى m / s | السرعة |
| • | الحل | الحل |
45 000 ns = 4.5 × 104 ns
.≈ 6 000 000 000 000 000 000 000 000 kg =6 × 1024 kg
.≈ 0.000 000 000 05 m =5 × 10-11 m
.≈ 300 000 000 m/s =(3 × 108 m) / s
.(10.2 + 10.0 + 9.8 + 10.0 + 10.1) ÷ 5 = 50.1 ÷ 5 =10.02 cm ≈ 10.0 cm
.| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | مثال | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|---|
| اختيار أداة قياس غير مناسبة |
| — | استخدامالميزانالمعتادالحساس |
| وجود عيب في أداة القياس |
| — | أمثلةالعيوبجهازالأميتر |
| إجراء القياس بطريقة خطأ |
| تنتجغالبالمستجدينالمدربين | |
| عوامل بيئية |
| — | درجةالحرارةوالرطوبةوالتيارات |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | مثال | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|---|
| القياس المباشر |
|
| ستخدمأداةواحدةللقياس |
| القياس غير المباشر |
|
| ستخدمأكثرأداةعلاقة |
| وجه المقارنة | القياس المباشر | القياس غير المباشر |
|---|---|---|
| عدد عمليات القياس | عملية قياس واحدة | أكثر من عملية قياس |
| العلاقة الرياضية | لا يُعوَّض في علاقة رياضية | يُعوَّض في علاقة رياضية |
| الأخطاء في القياس | خطأ واحد في عملية القياس | عدة أخطاء، فيحدث ما يعرف بـتراكم الخطأ |
| مثال | قياس الحجم بالمخبار المدرج | قياس الحجم بضرب الطول × العرض × الارتفاع |
2.7 g/cm3 = 2700 kg/m3
(وهي كثافة الألومنيوم تقريبًا).20.1 × 8.1 = 162.81 cm2
أو تقل إلى19.9 × 7.9 = 157.21 cm2
.| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| المسألة 2 |
| سرعةموجةمشدودتعطى |
| • | اختبر العلاقة بالأبعاد | اختبرالعلاقةبالأبعاد |
| الحل | [μ] = ML−1 و [F] = MLT−2 فـ F / μ= L2T-2 والجذر التربيعي = LT−1 وهي أبعاد السرعة. العلاقة متجانسة | والجذرالتربيعيأبعادالسرعة |
| المسألة 3 | حوّل كثافة الزئبق 13 600 kg/m3 إلى g / cm3. | كثافةالزئبق |
| • | الحل | الحل |
1000 ÷ 125 = 8.0 g/cm3 =8000 kg/m3
.| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| • | ||
| المسألة 6 |
| قياسلطولسيارةلعبة |
| الحل |
| القياسبالقدمةالمسطرةالمترية |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| القياس |
| مقارنةكميةمجهولةبكمية |
| الكميات الأساسية |
| بدلالةغيرهاالطولالكتلة |
| النظام الدولي |
| إضافةالراديانوالاستراديان |
| القدمة ذات الورنية |
| دقتهاوالقراءةالتدريجالرئيسي |
| المعايير |
| المترسبيكةبلاتينإيريديوم |
| صيغة الأبعاد | [A] = La Mb Tc ؛ القوة MLT−2، الضغط ML−1T−2، الشغل ML2T−2، الكثافة ML−3. | القوةالضغطالشغلML2T |
| • |
| طرفاالمعادلةالصحيحةمتماثلان |
| البادئات |
| نانوميكروملليسنتي |
| مصادر الخطأ |
| أداةمناسبةالأداةطريقة |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| الكميات الفيزيائية الأساسية والمشتقة |
| تعريفهابدلالةأخرىالطول |
| معادلة وصيغة الأبعاد (Dimensional Formula) |
| تعبرالكمياتالمشتقةبدلالة |
| القدمة ذات الورنية والميكرومتر |
| أدواتقياسدقيقةتقيس |
| الخطأ المطلق والخطأ النسبي | الخطأ المطلق (Δx) هو الفرق بين القيمة الحقيقية والمقاسة: Δx = |x₀ – x| وله نفس وحدة القياس. الخطأ النسبي (r) هو النسبة بين الخطأ المطلق إلى القيمة الحقيقية: r = Δx / x₀ (ليس له وحدة قياس وهو الأكثر دقة للتعبير عن جودة القياس) | الفرقالقيمةالحقيقيةوالمقاسة |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| الخطأ المطلق | Δx = |x₀ – x| (له وحدة قياس) | وحدةقياس |
| الخطأ النسبي | r = Δx / x₀ | النسبة المئوية للخطأ = r × 100% | النسبةالمئويةللخطأ |
| في الجمع والطرح | نجمع الأخطاء المطلقة: Δx_total = Δx₁ + Δx₂ | نجمعالأخطاءالمطلقةtotal |
| في الضرب والقسمة | نجمع الأخطاء النسبية أولاً: r_total = r₁ + r₂ ثم نحسب Δx_total = r_total × x₀ | نجمعالأخطاءالنسبيةأولا |
| أمثلة صيغ الأبعاد | السرعة [LT−1] | العجلة [LT−2] | القوة [MLT−2] | الشغل والطاقة [ML2T−2] | السرعةالعجلةالقوةالشغل |
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| علل: لا يمكن إجراء أي عملية قياس بدقة 100% عملياً؟ |
| لوجودمصادرحتميةللخطأ |
| علل: الخطأ النسبي أكثر دلالة على دقة القياس من الخطأ المطلق؟ |
| لأنهيعبرنسبةالقيمة |
| الكمية الفيزيائية | صيغة الأبعاد [Ma Lb Tc] | وحدة القياس في النظام الدولي SI |
|---|---|---|
| السرعة (Velocity) | [M0 L T−1] | متر/ثانية (m/s) |
| العجلة (Acceleration) | [M0 L T−2] | متر/ثانية2 (m/s2) |
| القوة (Force) | [M L T−2] | نيوتن (N = kg·m/s2) |
| الشغل والطاقة (Work & Energy) | [M L2 T−2] | جول (J = N·m = kg·m2/s2) |
| الضغط (Pressure) | [M L−1 T−2] | باسكال (Pa = N/m2) |
ماذا تريد أن تفعل الآن؟