من الظواهر اليومية إلى اتساع الكون.
263 مقالًا
كم عدد أقمار المريخ؟ للمريخ قمران طبيعيان معروفان، هما فوبوس وديموس، وقد اكتشفهما الفلكي أساف هول عام 1877. وهما جسمان صغيران غير منتظمي الشكل، يختلفان في الحجم والمسافة ومدة الدوران. ويقدم التعرف إليهما مثالًا واضحًا على أن أقمار الكواكب لا تشبه قمر الأرض في الشكل أو الحجم بالضرورة.
تبدأ تمارين على حساب مساحة الدائرة بتحديد المعطى: هل هو نصف القطر، أم القطر، أم المحيط؟ نحتاج إلى نصف القطر في العلاقة A=πr². لذلك قد تسبق التعويض خطوة لاستخراجه أو توحيد وحدته. سنحل مسائل جديدة، ونبقي π في الجواب الدقيق ثم نقرب في النهاية عند الحاجة.
في مسائل على محيط المستطيل نجمع أطوال حدوده الأربعة. ولأن الضلعين المتقابلين متساويان، نستخدم P=2(L+w)، حيث L الطول و w العرض. سنحل مسائل مباشرة وعكسية، ثم نقارن شكلين لهما المحيط نفسه ومساحتان مختلفتان. تكتب النتيجة بوحدة طول، بعد توحيد وحدات الأبعاد.
يمكن البدء في تعليم حساب مساحة المستطيل للأطفال بتغطية سطح مرسوم بمربعات متساوية، ثم عدّها. فالمساحة تصف مقدار السطح، بينما يصف المحيط طول الحد الخارجي. النشاط الآتي اقتراح يمكن للمعلم أو ولي الأمر تعديله حسب الطفل؛ لا يمثل تجربة مقاسة أو وعدًا بنتيجة تعلم محددة.
عند قراءة كميات فيزيائية ووحدات قياسها نحتاج إلى العدد والوحدة معًا. فالطول 2 م يساوي 200 سم: تغيرت القيمة العددية والوحدة، وبقي الطول نفسه. ويفيد فهم الوحدات في تحويل القياسات واكتشاف بعض أخطاء القوانين، لكنه لا يغني عن معرفة العلاقة الفيزيائية المناسبة.
لا توجد وحدة واحدة لكل ما نسميه كهرباء. فالتيار يقاس بالأمبير، وفرق الجهد بالفولت، والمقاومة بالأوم، والقدرة بالواط، والطاقة بالجول أو الكيلوواط ساعة. نحدد الكمية المقصودة أولًا، ثم نختار الوحدة المناسبة. سنربط بينها بمثال حسابي افتراضي لتيار مستمر ثابت.
تتعاون أجزاء الآلة الحاسبة الإلكترونية لتحويل ما تدخله إلى نتيجة: تختار الأرقام والعمليات بالمفاتيح، تنفذ الدائرة الحسابية المطلوب، وتعرض الشاشة المدخل أو الناتج، بينما تمدها منظومة الطاقة بالكهرباء. وتساعد الذاكرة على الاحتفاظ بقيم لاستخدامها لاحقًا. تختلف التفاصيل بين الأجهزة؛ لذا نفهم وظيفة الجزء أولًا، ثم نقرأ تعليمات الطراز لمعرفة ما يفعله كل مفتاح.
تعني درجة الانصهار للعناصر درجة الحرارة التي يتوازن عندها الصلب والسائل للعنصر في شروط محددة. ليست قائمة الأرقام منفصلة عن الضغط أو البنية أو نقاوة العينة. سنقرأ قيمًا مختارة موثقة، ونحولها إلى كلفن، ونستخدمها في أمثلة جديدة لفهم الحالة الفيزيائية، مع تجنب قاعدة خاطئة تربط ارتفاع الانصهار دائمًا بارتفاع العدد الذري.
تظهر تطبيقات الديناميكا الحرارية في الحياة عندما نسخن جسمًا، أو نحول جزءًا من انتقال الحرارة إلى شغل، أو ننقل الطاقة من حيز بارد إلى آخر أدفأ. لفهم الجهاز، نحدد حدود النظام واتجاه الطاقة وما نعده فائدة. بذلك نستطيع تفسير المحرك والثلاجة والمضخة الحرارية بحسابات واضحة، بدل الاكتفاء بأسماء القوانين.
تختلف أنواع أكاسيد الحديد في تركيبها وبنيتها، فلا يكفي أن نعرف أنها تحتوي على الحديد والأكسجين. من الصيغ الشائعة في الدراسة FeO و Fe2O3 و Fe3O4، وتوجد كذلك مواد تحتوي على الأكسجين والهيدروجين مثل FeO(OH). يساعدنا قراءة الصيغة وحساب عدد التأكسد على التمييز، بينما نحتاج إلى معلومات إضافية قبل أن نحدد معدنًا أو مادة صباغية من اللون وحده.
تشمل الطاقة الحيوية واستخداماتها الحصول على حرارة وكهرباء ووقود للنقل من مواد عضوية حديثة المنشأ نسبيًا، تُسمى الكتلة الحيوية. ومن أمثلتها بقايا النباتات والمخلفات الزراعية ومخلفات الطعام. تختلف الطاقة التي نحصل عليها بحسب المادة وطريقة تحويلها؛ فلا تمر جميع هذه الموارد بمسار واحد أو تنتج الوقود نفسه.
