Haramain Physics Research Task
المملكة العربية السعودية • وزارة التعليم
عزّنا بفيزيائنا | المهمة الأدائية البحثية
مقرر الفيزياء • المرحلة الثانوية • ربط المفاهيم برؤية 2030
قطار الحرمين السريع
السرعة والكفاءة وحفظ الطاقة
اسم الطالبـ/ـة: ................................................
الصف والشعبة: ................................................
تاريخ التسليم: .... / .... / 1448 هـ
الدرجة المستحقة: ______ / 10 درجات
فكرة البحث والهدف التعليمي
يُعد مشروع قطار الحرمين السريع صرحاً تقنياً ينقل الملايين بسرعة تصل إلى 300 كم/ساعة بين مكة المكرمة والمدينة المنورة. المطلوب إعداد ورقة بحثية علمية مُصغرة تحلل المبادئ الفيزيائية الكامنة خلف تسارعه، حركته الانسيابية، منظومة الطاقة والفرملة الكهربائية، ودوره في تحقيق الاستدامة تماشياً مع رؤية المملكة 2030.
المحاور العلمية الواجب تغطيتها في البحث (الأسئلة البحثية)
4 محاور إلزامية
1 علم الحركة (السرعة والتسارع)
- تحويل السرعة التشغيلية (300 كم/ساعة) إلى وحدة (م/ث).
- كيف تُحسب المسافة الآمنة اللازمة للتوقف عند تطبيق الفرملة؟
- تحليل منحنى (الموقع-الزمن) و(السرعة-الزمن) لرحلة القطار.
2 القوى والديناميكا الهوائية
- قوى الاحتكاك ومقاومة الهواء وتأثير التصميم الإنسيابي (مقدمة القطار).
- تطبيق قوانين نيوتن الثلاثة على انطلاق القطار وثباته في المنعطفات.
- دور قوة الجاذبية والقوة العمودية والاتزان أثناء الحركة.
3 الشغل والطاقة وأنظمة السلامة
- حساب الطاقة الحركية لكتلة قطار فائق السرعة أثناء سيره.
- آلية الكبح التوليدي (Regenerative Braking) واستعادة الطاقة الكهربائية.
- تطبيقات الكهرومغناطيسية في نقل الطاقة عبر الكابلات الهوائية.
4 الأثر البيئي ورؤية السعودية 2030
- مقارنة الكفاءة الطاقية والانبعاثات الكربونية بين القطار والمركبات العادية.
- أهمية استخدام الطاقة النظيفة في منظومة النقل المستدام بالمملكة.
- اقتراح ابتكار فيزيائي يرفع كفاءة تبريد المحركات في البيئة الصحراوية.
شروط ومتطلبات إعداد البحث (من 3 إلى 5 صفحات مطبوعة أو بصيغة PDF)
1. الهيكل الفني: صفحة غلاف، مقدمة، متن مقسم حسب المحاور، وخاتمة وتوصيات.
2. الرسوم والبيانات: إدراج مخطط مسار القوى أو رسم بياني للسرعة أو صورة توضيحية معتمدة.
3. القوانين والمسائل: تضمين تطبيقين حسابيين على الأقل بالأرقام والوحدات الفيزيائية الصحيحة.
4. الأمانة العلمية: توثيق مرجعين على الأقل (موقع قطار الحرمين الرسمي، كتاب الفيزياء، أبحاث موثوقة).
معايير التقييم وسلّم الدرجات الأكاديمي (المجموع: 10 درجات)
وفق دليل قياس المهارات الأدائية
| المعيار | مؤشر الأداء المتحقق | الدرجة | درجة الطالبـ/ـة |
|---|
| 1. الدقة والمفاهيم الفيزيائية | شرح صحيح ومكتمل لعلم الحركة، القوى، والشغل والطاقة، مع سلامة التطبيقات الرياضية. | 3 | _____ |
| 2. الربط بالتطبيق الوطني (2030) | ربط واقعي وعميق بين الفيزياء ومشروع قطار الحرمين والاستدامة البيئية بالمملكة. | 3 | _____ |
| 3. الاستقصاء والتنظيم والتوثيق | تسلسل منطقي للمحاور، سلامة اللغة، ودقة التوثيق والمراجع والمصادر العلمية المعتمدة. | 2 | _____ |
| 4. جودة الإخراج والأصالة العلمية | تنظيم الجداول والرسوم البيانية، أصالة الطرح، وتقديم مقترح تطويري إبداعي وابتكاري. | 2 | _____ |
«بالفيزياء نفهم العالم، وبالعلم نبني وطناً طموحاً ومستقبلاً مشرقاً» 🇸🇦
توقيع المعلمة: .......................................
اعتماد مديرة المدرسة: .......................................