الرياضيات في المرحلتين الابتدائية والإعدادية · Grades 1–9
11الأشكال والمجسمات
الأشكال المستوية تعيش على الورق، والمجسمات تملأ يديك. يصنّف هذا الفصل الأشكال المستوية بعدّ الأضلاع والرؤوس، ويختبر الزاوية القائمة بركن ورقة مطويّة، ويلتقي بأولى المجسمات — التي أوجهها هي الأشكال المستوية التي نعرفها.
11.1 تصنيف الأشكال المستوية
تعريف 11.1 (ذوات الأضلاع المستقيمة والمستديرة)
الشكل الذي تتكوّن حدوده من أضلاع مستقيمة فقط هو مضلع: مثلث ( أضلاع)، ورباعي ( أضلاع: فالمربعات والمستطيلات رباعيات)، وخماسي ()، وسداسي (). أما الشكل ذو الحدّ المنحني، كالدائرة، فليس مضلعًا.
طريقة 11.2 (اختبار الزاوية القائمة)
اِطوِ ورقة مرتين لتصنع ركنًا حادًّا — وذلك الركن زاوية قائمة. ضعه في رأس الشكل:
- إن انطبق ضلعا الشكل تمامًا على الركن المطويّ، فالزاوية قائمة؛
- وإن كان الرأس أوسع أو أضيق، فليست قائمة.
وللمربع وللمستطيل أربع زوايا قائمة.
11.2 النقل على الشبكة
طريقة 11.3 (نقل شكل)
على الورق المربّعات، اِنقل الشكل رأسًا رأسًا:
- اختر رأسًا وعلّمه على الشبكة الفارغة؛
- عُدّ المربعات إلى الرأس التالي (« يمينًا و فوق») وعلّمه؛
- صِل الرؤوس بالترتيب؛ ثم قارن بالنموذج.
11.3 المجسمات
تعريف 11.4 (أولى المجسمات)
المجسمات تشغل حيزًا. وجوانبها المستوية هي أوجه:
- المكعب: أوجه مربعة (حجر النرد)؛
- والصندوق (متوازي المستطيلات): أوجه مستطيلة (علبة الحبوب)؛
- والأسطوانة: وجهان مستديران وجانب ملفوف (علبة معدنية)؛
- والكرة: مستديرة تمامًا، بلا وجه مستوٍ.
وتعود المجسمات وأوجهها في الفصل 35.
11.4 تمارين
تمرين 11.1 ★
لكل شكل، عُدّ الأضلاع والرؤوس ثم سمِّه: شكل له أضلاع؛ وشكل له رؤوس؛ وشكل مستدير.
حل
حل التمرين 11.1.
أضلاع و رؤوس: خماسي. و رؤوس (و أضلاع): مثلث. ومستدير: دائرة.
تمرين 11.2 ★
صنّف إلى «مضلع» أو «ليس مضلعًا»: مربع؛ ودائرة؛ ومثلث؛ وسداسي.
حل
حل التمرين 11.2.
المضلعات: المربع والمثلث والسداسي (أضلاعها مستقيمة). وليس مضلعًا: الدائرة (حدّها منحنٍ).
تمرين 11.3 ★
اِصنع مختبرًا للزاوية القائمة بطيّ ورقة. ثم جِد ثلاث زوايا قائمة في الغرفة، وزاوية واحدة ليست قائمة.
حل
حل التمرين 11.3.
زوايا قائمة في رؤوس السبورة مثلًا، أو الكتاب، أو النافذة؛ وزاوية غير قائمة عند غطاء علبة مفتوح أو بين عقربَي الساعة عند الساعة .
تمرين 11.4 ★
كم زاوية قائمة للمربع؟ وللمستطيل؟ وكم زاوية قائمة يمكن أن تكون في مثلث على الأكثر؟ (حاول أن ترسم مثلثًا فيه زاويتان قائمتان.)
حل
حل التمرين 11.4.
المربع: زوايا قائمة. والمستطيل: . أما المثلث فيمكن أن تكون فيه زاوية قائمة على الأكثر — فزاويتان تجعلان الضلعين الآخرين لا يلتقيان أبدًا.
تمرين 11.5 ★
على الورق المربّعات، اِنقل مستطيلًا عرضه مربعات وارتفاعه ، ثم مثلثًا قاعدته مربعات.
حل
حل التمرين 11.5.
نسخ على الشبكة مصنوعة بعدّ المربعات بين الرؤوس؛ والمقارنة بالنموذج تتحقق من العمل.
تمرين 11.6 ★
سمِّ المجسم: حجر النرد؛ وعلبة الحساء؛ وكرة القدم؛ وعلبة الحذاء.
تمرين 11.7 ★
تمرين 11.8 ★
أي المجسمات يمكن أن يتدحرج: المكعب، أم الصندوق، أم الكرة، أم الأسطوانة؟ ولماذا؟
حل
حل التمرين 11.8.
الكرة تتدحرج (لأنها مستديرة من كل جهة) والأسطوانة تتدحرج (على جانبها المنحني). أما المكعب والصندوق فلا: ليس لهما إلا أوجه مستوية تستقر عليها.
تمرين 11.9 ★
شكل له أضلاع. فما اسمه؟ وكم رأسًا له؟
حل
حل التمرين 11.9.
أضلاع: سداسي، وله رؤوس.
تمرين 11.10 ★★
على الورق المربّعات، اُرسم بيتًا: مربعًا للجدار () وفوقه مثلث للسقف. فكم ضلعًا وكم رأسًا لحدّ البيت كله؟
حل
حل التمرين 11.10.
حدّ البيت (جدار مربع وفوقه سقف مثلث، وقاعدة السقف مستقرة على الضلع الأعلى للمربع) له أضلاع و رؤوس — فهو خماسي (القاعدة، وجداران، وميلا السقف؛ أما أعلى الجدار فمختفٍ تحت السقف).