يتكون موضوع الفيزياء في شهادة التعليم المتوسط من تمرينين ووضعية إدماجية، ويعتمد اعتمادا كبيرا على الوثائق (الأشكال والنصوص)، فالتلميذ الذي يقرأ الوثيقة جيدا يستخرج نصف الإجابات منها. وفي موضوع دورة 2024 تدور الأسئلة حول ثلاثة محاور: توازن جسم تحت تأثير ثلاث قوى، والتكهرب، ومحلول حمض كلور الماء المنزلي. تعرض الصفحة الحل النموذجي مع شرح لكل خطوة وطريقة التعليل التي يتوقعها المصحح.
التمرين الأول: توازن كرة معدنية
المعطيات: كرة معدنية S كتلتها m مشدودة إلى نقطتين A وB بخيطين. تخضع لثلاث قوى: الثقل P، وقوة شد الخيط الأول F1 (شدتها 2.5 N)، وقوة شد الخيط الثاني F2 (مجهولة). تحقق القوى الثلاث مضلعا مغلقا كما في الوثيقة 2، وسلم الرسم: 1 cm يقابل 0.5 N.
السؤال 1: حدد الجملة المدروسة
الجملة المدروسة: الكرة المعدنية S. (الجملة الميكانيكية قد تكون جسما أو جزءا منه أو مجموعة أجسام، ونحن نختار الجسم الذي ندرس توازنه.)
السؤال 2: مثّل كيفيا القوى المؤثرة على الكرة
التمثيل الكيفي معناه الرسم دون سلم، لكن مع احترام نقطة التأثير والاتجاه والجهة:
- كل القوى الثلاث تطبق في مركز ثقل الكرة.
P: شاقولية نحو الأسفل.F1: على حامل الخيط الأول، من الكرة نحو النقطةA.F2: على حامل الخيط الثاني، من الكرة نحو النقطةB.
السؤال 3: اذكر شرطي توازن جسم صلب خاضع لثلاث قوى
- الشرط الأول: حوامل القوى الثلاث متلاقية في نقطة واحدة وتقع في مستو واحد.
- الشرط الثاني: المجموع الشعاعي للقوى الثلاث يساوي الشعاع المعدوم:
P + F1 + F2 = 0(بالأشعة).
ويتحقق الشرط الثاني بيانيا بأن تشكل الأشعة الثلاثة مضلعا مغلقا (مثلثا) عند رسمها متتالية.
السؤال 4: تحقق أن الكرة في حالة توازن
- حوامل القوى الثلاث تتقاطع في نقطة واحدة هي مركز ثقل الكرة (الوثيقة 1)، وهي في مستو واحد.
- الأشعة الثلاثة تشكل مضلعا مغلقا (الوثيقة 2)، أي أن مجموعها الشعاعي معدوم.
الشرطان محققان، فالكرة في حالة توازن.
السؤال 5: احسب شدة F2
نقيس طول السهم الممثل لـF2 على الوثيقة 2 فنجده 3 cm. وبما أن 1 cm يقابل 0.5 N:
F2 = 3 × 0.5 = 1.5 N.
السؤال 6: احسب شدة الثقل P ثم استنتج الكتلة
طول السهم الممثل لـP هو 4 cm:
P = 4 × 0.5 = 2 N.
الكتلة: من القانون P = m × g نستنتج m = P / g. مع g = 10 N/kg:
m = 2 / 10 = 0.2 kg، أي 200 g.
تحقق ذكي من النتائج
الأطوال الثلاثة (F1 = 2.5 N أي 5 cm، وF2 = 3 cm، وP = 4 cm) تحقق علاقة المثلث القائم المشهور 3 - 4 - 5. فالمثلث المغلق قائم، وهذا يؤكد صحة القياسات.
التمرين الثاني: التكهرب
المعطيات: دلك تلميذ طرف قضيب عازل (بلاستيك) بقطعة صوف، ثم لمس به قرص كاشف كهربائي فلاحظ ابتعاد ورقتي الكاشف عن بعضهما.
السؤال 1: سمّ طريقة التكهرب لكل من القضيب والورقتين
- القضيب: التكهرب بالدلك.
- ورقتا الكاشف: التكهرب باللمس.
السؤال 2: حدد نوع الشحنة على طرف القضيب
القضيب البلاستيكي المدلوك بالصوف يكتسب إلكترونات من الصوف، فتظهر عليه شحنة سالبة.
السؤال 3: فسر انفراج الورقتين
عند لمس القضيب المشحون سلبا قرص الكاشف تنتقل بعض الإلكترونات منه إلى القرص، ثم عبر الساق المعدنية (الناقلة) إلى ورقتي الكاشف. فتشحن الورقتان بالشحنة السالبة نفسها، والشحنتان المتماثلتان تتنافران، فتنفرج الورقتان.
السؤال 4: ما نوع شحنة الورقتين؟
سالبة، فالجسم الذي يمس يشحن بنوع شحنة الجسم الملامس نفسه.
السؤال 5: اقترح طريقة لإعادة الورقتين إلى وضعهما الأصلي
نلمس قرص الكاشف بإصبع اليد (تفريغ الشحنات). فتنتقل الإلكترونات الزائدة عبر جسم الإنسان إلى الأرض، وتعود الورقتان متلاصقتين.
الوضعية الإدماجية: محلول كلور الهيدروجين (روح الملح)
المعطيات: نص يصف محلول كلور الهيدروجين (يعرف تجاريا بروح الملح)، ويستعمل في المنزل لإزالة الترسبات والتطهير وتلميع بعض الأرضيات. وهو مهيج ومسبب للتآكل وغير قابل للاشتعال، ويحدث حروقا خطيرة، فلا يستنشق بخاره، ويستعمل بقفازات ونظارات، ولا يمزج بمواد أخرى مثل ماء جافيل.
السؤال 1: اذكر حالات استعماله في المنزل
- إزالة الترسبات (الكلس).
- التطهير.
- تلميع بعض الأرضيات.
السؤال 2: اذكر الاحتياطات الأمنية
- ارتداء قفازات ونظارات واقية (وكمامة عند الحاجة).
- عدم استنشاق أبخرته، والتهوية الجيدة.
- عدم مزجه مع مواد أخرى.
- حفظه بعيدا عن الأطفال، في قارورة مغلقة ومعلمة.
السؤال 3: برر العبارة «لا يجب مزجه مع مواد أخرى مثل ماء جافيل»
لأن التفاعل بين محلول كلور الهيدروجين وماء جافيل ينتج غاز الكلور Cl2، وهو غاز سام يشكل خطرا كبيرا على صحة الإنسان عند استنشاقه (يسبب اختناقا وتهيجا للرئتين). وتستخرج هذه المعلومة من المعادلة المعطاة ومن الوثيقة 4.
السؤال 4: اختر الصور المناسبة لتلصق على قارورة المحلول
بحسب النص، المحلول مسبب للتآكل (حارق) ومهيج، وغير قابل للاشتعال. فنختار صورة التآكل وصورة التهييج، ونترك صورة اللهب (قابل للاشتعال).
ملخص طريقة الإجابة
| نوع السؤال | الطريقة |
|---|---|
| حدد الجملة | اكتب الجسم المدروس بين قوسين برمزه |
| شرطا التوازن | اكتبهما نصا كاملا: تلاقي الحوامل وتساوي المجموع الشعاعي للصفر |
| حساب شدة بالسلم | قس الطول واضربه في قيمة السنتيمتر الواحد |
| تكهرب | اذكر انتقال الإلكترونات واتجاهه وشحنة الجسم الأخيرة |
| وضعية إدماجية | استخرج الجواب من النص وصغه بجملك |
أخطاء شائعة
- نسيان نقطة التأثير في التمثيل الكيفي.
- كتابة المجموع الشعاعي بدون أسهم.
- الخلط بين الكتلة بالكغ والثقل بالنيوتن.
- القول إن البروتونات هي التي تنتقل عند التكهرب.
- نسيان ذكر الغاز السام في تبرير عدم المزج.
نصائح للشهادة
- ابدأ بقراءة السندات (الوثائق) فهي تحوي الأجوبة.
- اكتب الوحدات في كل نتيجة.
- خصص ربع ساعة للوضعية الإدماجية ولا تتركها.
الشرح المصوّر
لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يقدم الأستاذ سفيان في فيديو «التصحيح النموذجي لموضوع الفيزياء لشهادة التعليم المتوسط BEM 2024» هذا الحل في نحو عشرين دقيقة.