الفيزياء: المستوى العادي
الفضاء والزمن والحركة — المحور A
- 1.
تبدأ كتلة مقدارها 2.0 kg من السكون على سطح أفقي عديم الاحتكاك. تؤثر عليها قوة محصلة ثابتة مقدارها 3.0 N لمدة 4.0 s. احسب التسارع والسرعة النهائية والإزاحة.
[5 درجة] - 2.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تبدأ كتلة مقدارها 2.0 kg من السكون على سطح أفقي عديم الاحتكاك. تؤثر عليها قوة محصلة ثابتة مقدارها 3.0 N لمدة 4.0 s. احسب التسارع والسرعة النهائية والإزاحة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام a = F/m = 3.0/2.0.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[5 درجة] - 3.
تُقذف كرة أفقياً بسرعة 15 m/s من أعلى جرف ارتفاعه 20 m. احسب الزمن اللازم للوصول إلى الأرض والمسافة الأفقية المقطوعة. استخدم g = 9.8 m/s².
[4 درجة] - 4.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تُقذف كرة أفقياً بسرعة 15 m/s من أعلى جرف ارتفاعه 20 m. احسب الزمن اللازم للوصول إلى الأرض والمسافة الأفقية المقطوعة. استخدم g = 9.8 m/s².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الحركتين الرأسية والأفقية مستقلتان، واستخدام معادلة الحركة الرأسية 20 = ½(9.8)t² لإيجاد الزمن.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 5.
عرّف كمية الحركة الخطية، واذكر مبدأ حفظ كمية الحركة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 6.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عرّف كمية الحركة الخطية، واذكر مبدأ حفظ كمية الحركة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تعريف كمية الحركة بأنها حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته (p = mv)، وهي كمية متجهة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 2 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 7.
تصطدم كرة كتلتها 0.50 kg تتحرك بسرعة 8.0 m/s وجهاً لوجه بكرة ساكنة كتلتها 1.5 kg وتلتصقان معاً. احسب سرعتهما المشتركة بعد التصادم.
[3 درجة] - 8.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تصطدم كرة كتلتها 0.50 kg تتحرك بسرعة 8.0 m/s وجهاً لوجه بكرة ساكنة كتلتها 1.5 kg وتلتصقان معاً. احسب سرعتهما المشتركة بعد التصادم.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام حفظ كمية الحركة: كمية الحركة الكلية قبل = كمية الحركة الكلية بعد.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 9.
اذكر مبرهنة الشغل والطاقة، واستخدمها لشرح سبب اعتماد مسافة كبح السيارة على مربع سرعتها الابتدائية.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 10.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر مبرهنة الشغل والطاقة، واستخدمها لشرح سبب اعتماد مسافة كبح السيارة على مربع سرعتها الابتدائية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الشغل الذي تبذله القوة المحصلة على جسم يساوي تغيّر طاقته الحركية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 11.
ترفع رافعة حملاً كتلته 500 kg إلى ارتفاع رأسي 12 m خلال 20 s بسرعة ثابتة. احسب القدرة المفيدة الناتجة عن الرافعة. استخدم g = 9.8 m/s².
[4 درجة] - 12.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «ترفع رافعة حملاً كتلته 500 kg إلى ارتفاع رأسي 12 m خلال 20 s بسرعة ثابتة. احسب القدرة المفيدة الناتجة عن الرافعة. استخدم g = 9.8 m/s².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب الوزن المرفوع: 500 × 9.8 = 4900 N.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 13.
سيارة كتلتها 1200 kg تسير بسرعة 20 m/s تكبح وتتوقف على مسافة 40 m. احسب متوسط قوة الكبح، باستخدام مبرهنة الشغل والطاقة.
[4 درجة] - 14.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «سيارة كتلتها 1200 kg تسير بسرعة 20 m/s تكبح وتتوقف على مسافة 40 m. احسب متوسط قوة الكبح، باستخدام مبرهنة الشغل والطاقة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب الطاقة الحركية الابتدائية: ½ × 1200 × 20² = 240000 J.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 15.
يتحرك جسم في دائرة أفقية نصف قطرها 0.50 m بسرعة ثابتة مقدارها 4.0 m/s. احسب تسارعه المركزي وحدد اتجاه القوة المحصلة المسببة له.
[3 درجة] - 16.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يتحرك جسم في دائرة أفقية نصف قطرها 0.50 m بسرعة ثابتة مقدارها 4.0 m/s. احسب تسارعه المركزي وحدد اتجاه القوة المحصلة المسببة له.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام التسارع المركزي a = v²/r.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 17.
اذكر قانون نيوتن الثالث للحركة، واستخدمه لشرح القوى المؤثرة عندما يدفع سبّاح الماء للتحرك إلى الأمام.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 18.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر قانون نيوتن الثالث للحركة، واستخدمه لشرح القوى المؤثرة عندما يدفع سبّاح الماء للتحرك إلى الأمام.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر قانون نيوتن الثالث: لكل قوة فعل، توجد قوة رد فعل مساوية ومعاكسة تؤثر على جسم مختلف.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 19.
تُسقط كرة كتلتها 0.20 kg من السكون وتصطدم بالأرض بعد 1.5 s. احسب كمية حركتها قبل الاصطدام مباشرة، والدفع الذي أثرت به الجاذبية عليها أثناء السقوط. استخدم g = 9.8 m/s².
[4 درجة] - 20.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تُسقط كرة كتلتها 0.20 kg من السكون وتصطدم بالأرض بعد 1.5 s. احسب كمية حركتها قبل الاصطدام مباشرة، والدفع الذي أثرت به الجاذبية عليها أثناء السقوط. استخدم g = 9.8 m/s².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام v = gt = 9.8 × 1.5 لإيجاد السرعة قبل الاصطدام مباشرة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 21.
تصطدم عربة كتلتها 1.0 kg تتحرك بسرعة 6.0 m/s تصادماً مرناً بعربة ساكنة كتلتها 1.0 kg. حدد سرعتي العربتين بعد التصادم، وتحقق من حفظ كل من كمية الحركة والطاقة الحركية.
[4 درجة] - 22.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تصطدم عربة كتلتها 1.0 kg تتحرك بسرعة 6.0 m/s تصادماً مرناً بعربة ساكنة كتلتها 1.0 kg. حدد سرعتي العربتين بعد التصادم، وتحقق من حفظ كل من كمية الحركة والطاقة الحركية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن حفظ كمية الحركة يتطلب m₁u₁ = m₁v₁ + m₂v₂.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 23.
تُركل كرة بسرعة ابتدائية مقدارها 20 m/s بزاوية 30° فوق الأفقي. احسب الزمن اللازم للوصول إلى الارتفاع الأقصى، والزمن الكلي للطيران، بافتراض أنها تسقط عند الارتفاع نفسه الذي رُكلت منه. استخدم g = 9.8 m/s².
[5 درجة] - 24.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تُركل كرة بسرعة ابتدائية مقدارها 20 m/s بزاوية 30° فوق الأفقي. احسب الزمن اللازم للوصول إلى الارتفاع الأقصى، والزمن الكلي للطيران، بافتراض أنها تسقط عند الارتفاع نفسه الذي رُكلت منه. استخدم g = 9.8 m/s².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحليل مركّب السرعة الابتدائية الرأسي: uᵧ = 20 sin30° = 10.0 m/s.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[5 درجة] - 25.
يُمدَّد نابض ثابته 200 N/m بمقدار 0.15 m ضمن حده المرن. اذكر قانون هوك، واحسب طاقة الوضع المرنة المخزنة في النابض.
[4 درجة] - 26.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يُمدَّد نابض ثابته 200 N/m بمقدار 0.15 m ضمن حده المرن. اذكر قانون هوك، واحسب طاقة الوضع المرنة المخزنة في النابض.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر قانون هوك: F = kx، صالح ضمن الحد المرن للنابض.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 27.
تستقر كتلة 5.0 kg على منحدر عديم الاحتكاك يميل بزاوية 30° عن الأفقي. احسب مركّب وزن الكتلة المؤثر موازياً للمنحدر، وبالتالي تسارعها أسفل المنحدر. استخدم g = 9.8 m/s².
[4 درجة] - 28.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تستقر كتلة 5.0 kg على منحدر عديم الاحتكاك يميل بزاوية 30° عن الأفقي. احسب مركّب وزن الكتلة المؤثر موازياً للمنحدر، وبالتالي تسارعها أسفل المنحدر. استخدم g = 9.8 m/s².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب وزن الكتلة: 5.0 × 9.8 = 49 N.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 29.
يُزوَّد محرك كهربائي بـ 400 J من الطاقة الكهربائية ويبذل 260 J من الشغل المفيد لرفع حمل ضد الجاذبية. احسب كفاءة المحرك، واذكر سبباً واحداً لكون الكفاءة أقل من 100%.
[3 درجة] - 30.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يُزوَّد محرك كهربائي بـ 400 J من الطاقة الكهربائية ويبذل 260 J من الشغل المفيد لرفع حمل ضد الجاذبية. احسب كفاءة المحرك، واذكر سبباً واحداً لكون الكفاءة أقل من 100%.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام الكفاءة = (طاقة الخرج المفيدة ÷ طاقة الدخل الكلية) × 100%.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة]