|
7
|
رمز و رقم المقرر
|
اسم المقرر
|
نظري
|
عملي
|
الوحدات المعتمدة
|
المتطلب السابق
|
|
ف252
|
ميكانيكا تقليدية (1)
|
3
|
-
|
3
|
ف 101 , ر202
|
ملف المادة
أولا:
اسم المقرر: ميكانيكا تقليدية 1
رقم المقرر: (252)
عدد الساعات المعتمدة : 3 ساعات أسبوعيا. مقدم إلى طالبات المستوى الرابع بقسم الفيزياء للفصل الدراسى الثانى..
ثانيا: اسم عضو هيئة التدريس: د. عفاف أحمد مصطفى فقيها أستاذ مساعد الفيزياء النووية التجريبية ( مرفق 1).
ثالثا: مكان الدراسة : قاعة المحاضرات رقم 312 C و 304 D .
رابعا : وصف المناخ والإمكانيات:
تتسم قاعات الدراسة بالهدوء والإضاءة الجيدة ووفرة الإمكانيات من سبورة حائطية وأقلام فلو ماستر وطاولة مستديرة بكرسي متحرك.
خامسا :المرجع الأساسي للمقرر : الميكانيكا التحليلية ( فاولس) مترجم إلى اللغة العربية.
سادسا : أهداف المقرر:
بشكل عام يعتبر هذا المقرر أحد أهم فروع العلوم التطبيقية لحاجة الإنسانية إليه فى مختلف نواحى الحياة وارتباطه الوثيق بالتكنولوجيا الحديثة وتطبيقاتها الهندسية.
إن علم الميكانيكا يصف حركة الأجسام وأسبابها وما ينتج عنها من شغل وطاقه. إنه علم تحديد موضع الجسم وسرعته وتسارعه فى كل لحظة من الزمن ومن ثم دراسة أسباب الحركة من قوة وعزم. وتساعد دراسة هذا العلم على تدريب الطالبات على استخدام الرياضيات مثل التفاضل والتكامل لاستخدامها فى مشاكل الفيزياء كما فى تطبيقات قوانين نيوتن وخاصة قانون نيوتن الثاني وتطبيقاته فى مجالات مختلفة.
يساعد هذا المقرر على توسيع مدارك الطالبات لفهم الكون فى شكله العام ومنظومته العلمية... فحركة الأجسام فى مضمونها الواسع تساعد على فهم حركة الكواكب والنجوم والمجرات الكونية.. ويبدو ذلك واضحا وجليا عند دراسة القوى المركزية والميكانيكا السماوية.. إن تطبيقات الحياة اليومية للإنسان تزخر بقوانين الحركة التوافقية والحركة الدورانية. فدراسة القوانين التى تحكم تلك الحركات الديناميكية تعمل على تنظيم فكر الطالب وتربط فى ذهنه بين الأسباب والنتائج وهو الأمر الذى يعمل على تحسين قدرة الطالب على التخمين والتوقع الصحيح لأمور الحياة.
سابعا : محتويات المقرر: احتوى المقرر على سبعة أبواب على النحو التالى:
الباب الأول: المتجهات: يحتوى على عرض تفصيلي لجبر المتجهات والعمليات الرياضية التى تجرى عليها ثم الصيغ التحليلية مع بعض الأمثلة المحلولة.
1- الباب الثانى: تفاضل وتكامل المتجهات وتطبيقاتها فى علم الحركة.
يتضمن تطويرا هاما لموضوعات الباب الأول حيث احتوى على تفاضل وتكامل المتجهات وتطبيقات ذلك فى علم الميكانيكا حيث يتضح للدارس أن بتفاضل متجهات الموضع نحصل على السرعة وبتفاضلها نحصل على التسارع وبالتكامل نحصل على العمليات العكسية.
2- الباب الثالث : السرعة والعجلة فى الإحداثيات القطبية ( الحركة فى مستوى).
احتوى على دراسة الحركة عموما فى الإحداثيات القطبية فى هذا الإطار تدرك الطالبة أهمية استخدام المحاور المناسبة عند دراستها لأى منظومة ميكانيكية، فعند دراسة الحركة المنحنية والدائرية واللولبية يدرك الطالب أهمية استخدام الإحداثيات القطبية وقد احتوى الباب على العديد من الأمثلة المحلولة التى ترسخ أفكار هذا الباب النظرية.
3- الباب الرابع: ديناميكا الجسيم – الحركة على خط مستقيم.
يدرس الطالب حركة الجسم على خط مستقيم أو مائل (الحركة المستوية) ذات التطبيقات الهامة فى الحياة العملية. احتوى الباب على القوى المؤثرة على الأجسام وأنواع تلك القوى من حيث: ثبوت القوى- اعتماد القوه على الزمن - اعتمادها على السرعة- اعتمادها على موضع الجسيم، ومن ثم احتواء الباب على تطبيقات كثيرة كحركة مقذوف لأعلى والحركة على مستوى أملس وآخر خشن والحركة فى وسط مقاوم، كذلك احتوى الباب على دراسة حركة جسم فى مجال الجاذبية الأرضية ومن ثم حصلنا فى بعض الأمثلة على ما يطلق عليه سرعة الهروب من مجال الجاذبية الأرضية. موضوع الباب تطبيقى فى الحياة اليومية والذى تدرك الطالبة من خلاله أهمية الدراسة العلمية فى مجريات الكون.
4- الباب الخامس : الحركة التوافقية البسيطة.
وهىى الحركة التى نلاحظها بتكرار واضح فى كل لحظات الإنسان كحركة الزمبرك والبندول... إنها الحركة المقيدة التى تقيد كل جسيم يتحرك إلى موضع اتزان.. إنها دراسة شاملة لكثير من تطبيقات الحياة ، وقد أوردنا فى هذا الباب بعض الأمثلة التى تدرك من خلالها الدارسة كيفية التعامل مع الحركات الاهتزازية فى شكلها العام.
5- الباب السادس: الحركة الدورانية لجسم فى الفراغ.
تدرس الطالبة أنواع القوى والحركات التى نلاحظها عندما يتحرك الجسم حركة دورانية ومن ذلك قوى الجذب المركزى والطرد المركزى .. حيث يصحب الحركة الدورانية حركة خطية. دوران الأرض حول الشمس أحد أهم التطبيقات التى احتواها هذا الباب والتى من خلالها تدرك الطالبة مدى أهمية دراسة علم الفلك والأرصاد الجوية والمعانى الفيزيائية لخطوط الطول والعرض وزوايا ميل نقطة على سطح الأرض على الخط الواصل لمركز الأرض.
درست الطالبة تلك المفاهيم مع تطبيق هام لموقع المدينة المقدسة ( مكة المكرمة) بالنسبة لمركز الأرض.
6- الباب السابع:القوى المركزية والميكانيكا السماوية.
تدرس الطالبة مدار أى كوكب فى المجموعة الشمسية عندما تؤثر عليه قوة مركزية جاذبة وطاردة فى نفس الوقت وأيضا تدرس الطالبة قوانين كبلر وهى التى تنظم حركة كواكب المجموعة الشمسية حول الشمس ( مركز دوران الكواكب). تجد الطالبة فى هذا الباب نفس القوانين لحركة الجسيمات الذرية ( مثل الإلكترونات )حول النواة، فتدرك مدى التوافق فى النظام الكونى ونظام الجسيمات متناهية الصغر.. فالقوة النووية التى تحكم الجسيمات الذرية هى نفسها القوة المركزية التى تحكم حركة الكواكب حول الشمس. اتبعنا الدراسة النظرية فى بعض الأمثلة التى ألقت الضوء على الموضوع وعمقت فهم الطالبة له.
ثامنا : الأنشطة والتدريبات المصاحبة: يتم تكليف الطالبات بعمل واجبات تتسم بشمولية المقرر مثل حل مسائل وعرضها ومناقشتها.
تاسعا: التقويم: يتم استخدام التقويم المستمر فى تدريس المقرر أثناء دراسته سواء كان بالنسبة لكل باب من أبواب المقرر السابق عرضه أو بالنسبة للمقرر بشكل عام ومدى تحقق الأهداف المحددة لكل منها.
عاشرا : متطلبات الدراسة وتوزيع الدرجات: فى ضوء التقويم المستمر للدراسة يتم توزيع الدرجات على الوجه التالى:
10 درجات مشاركة وحضور وتحضير أنشطة إسبوعيا.
25 درجة إختبار دورى أول.
25 درجة إختبار دورى ثان.
40 درجة إختبار نهائى
100 درجة إجمالى درجات المقرر.
حادى عشر: قائمة المراجع والمصادر الحديثة:
الكتاب الأساسي :
Analytical Mechanics By G.R. Fowles And G. Cassiday, 7th Edition (2004) Brooks Cole Publishing .
المراجع العلمية المساندة :
1- Introduction to Classical Mechanics By A.P. Arya (1997) prentice-Hall .
2- Classical Dynamics of Particles And Systems By S. Thornton And J. Marion, Brooks Cole, 5th Edition (2003).
ثانى عشر :نماذج من أنشطة وتدريبات الطالب: بعض مسائل فى نهايات الأبواب فى مرجع فاولز المترجم إلى
العربية.