يعد درس الحجم من أهم الدروس الأساسية في برنامج مادة العلوم الفيزيائية لتلاميذ السنة السابعة من التعليم الأساسي. يساعد هذا الدرس التلميذ على فهم كيفية تقدير الحيز الذي تشغله المادة في الفضاء، واكتساب المهارات التجريبية لاستعمال الأدوات المخبرية بدقة. سنتعرف معاً في هذا المقال التعليمي على مفهوم الحجم، ووحداته المعتمدة، وكيفية تعيين حجم الأجسام السائلة والأجسام الصلبة بطرق علمية مبسطة.
مفهوم الحجم والسعة
كل جسم مادي في الكون، سواء كان صلباً أو سائلاً أو غازياً، يحتل مكاناً في الفضاء المحيط به. هذا المكان يسمى فيزيائياً بالحجم، وهو خاصية فيزيائية قابلة للقيس والتقدير المباشر أو غير المباشر.
وحدات قيس الحجم والتحويلات
في النظام العالمي للوحدات، يعبر عن الحجم بوحدات قياسية متفق عليها علمياً، وتختلف الوحدة المستعملة باختلاف طبيعة الجسم وحالته الفيزيائية:
- المتر المكعب ومضاعفاته وأجزاؤه: الوحدة العالمية لقيس الحجم هي المتر المكعب (ويرمز لها بـ m³). نستخدم أجزاءه بكثرة في المخبر مثل الديسيمتر المكعب (dm³) والسنتيمتر المكعب (cm³).
- اللتر وأجزاؤه: تُستعمل وحدة اللتر (L) ومضاعفاتها وأجزاؤها (مثل المليلتر mL والديسيلتر dL) عادة لقياس سعة الأواني وحجوم السوائل.
لإجراء التحويلات بين وحدات السعة ووحدات الحجم، نعتمد العلاقة الأساسية التالية:
- 1 لتر (1L) يعادل تماماً 1 ديسيمتر مكعب (1dm³).
- 1 مليلتر (1mL) يعادل تماماً 1 سنتيمتر مكعب (1cm³).
- 1 متر مكعب (1m³) يساوي 1000 لتر (1000L).
كيفية قياس حجم جسم سائل
السوائل تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه، لذلك نقيس حجمها باستعمال أوانٍ مخبرية مدرجة بدقة. من بين هذه الأدوات نجد: المخبار المدرج، الكأس المدرجة، والدورق المدرج. ويعتبر المخبار المدرج الأداة الأكثر دقة في المختبر المدرسي.
للقيام بقراءة صحيحة لمستوى السائل في المخبار المدرج، يجب اتباع الخطوات التجريبية التالية:
- وضع المخبار المدرج على سطح أفقي ومستوٍ.
- تحديد قيمة التدريجة الواحدة على المخبار قبل القراءة.
- جعل مستوى العين أفقياً تماماً مع أسفل السطح الهلالي الحر للسائل.
تحديد حجم جسم صلب
تختلف طريقة تعيين حجم الجسم الصلب حسب شكله الهندسي وما إذا كان منتظماً أو غير منتظم.
1. الأجسام الصلبة ذات الشكل الهندسي البسيط
إذا كان الجسم الصلب ذو شكل هندسي منتظم، فإننا نقيس أبعاده باستعمال المسطرة المدرجة أو القدم ذات الورنية، ثم نطبق القوانين الرياضية المعروفة:
- المكعب: الحجم = الضلع × الضلع × الضلع (V = a × a × a).
- متوازي المستطيلات: الحجم = الطول × العرض × الارتفاع (V = L × l × h).
- الأسطوانة: الحجم = مساحة القاعدة × الارتفاع = 3.14 × نصف القطر × نصف القطر × الارتفاع.
2. الأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل (طريقة إزاحة السائل)
عندما يكون الجسم الصلب غير منتظم الشكل (مثل حجر صغير أو قطعة معدنية غير منتظمة) ولا يذوب في الماء، نستعمل تقنية الإزاحة باتباع المراحل الآتية:
- نسكب كمية معينة من الماء في مخبار مدرج ونسجل الحجم الابتدائي V1.
- نغمر الجسم الصلب برفق داخل الماء حتى يغوص كلياً، فيرتفع مستوى الماء إلى قيمة جديدة نسجلها V2.
- يمثل الفرق بين القيمتين حجم الجسم الصلب المغمور: الحجم V = V2 – V1.
تطبيق تدريبي لترسيخ المفاهيم
إليك هذا النشاط التطبيقي لاختبار مدى استيعابك لطريقة إزاحة السائل وحساب الحجوم في مادة العلوم الفيزيائية:
الحل:
حجم القطعة المعدنية: V = V2 – V1 = 85 – 60 = 25 mL.
وبما أن 1 mL يساوي 1 cm³، فإن حجم القطعة يساوي 25 cm³.
نصائح منهجية للمراجعة والامتحانات
لضمان التفوق في الفروض التأليفية والمراقبات المستمرة في مادة العلوم الفيزيائية، يُنصح دائماً برسم جدول التحويلات في ورقة المحاولات قبل الإجابة، والتأكد من توحيد الوحدات المستعملة قبل إجراء العمليات الحسابية، مع كتابة القوانين الرمزية بوضوح قبل تطبيق الأعداد.
للاطلاع على الملفات وتحميلها بروبط تحميل مباشرة
| File | File size | Downloads |
|---|---|---|
درس الحجم -السابعة أساسي | 451 كيلوبايت | 6705 |
