الفيزياء
الحركة والقوى والطاقة — الموضوع 1
- 1.
يزيد راكب دراجة سرعته بانتظام من 4.0 m/s إلى 10.0 m/s خلال 3.0 s. احسب التسارع والمسافة المقطوعة خلال هذه المدة.
[4 درجة] - 2.
يرفع محرك حملاً وزنه 240 N رأسياً مسافة 5.0 m خلال 8.0 s. احسب الشغل المبذول والقدرة المفيدة الناتجة.
[4 درجة] - 3.
تؤثر قوة محصلة مقدارها 15 N على عربة كتلتها 3.0 kg. احسب تسارعها.
[2 درجة] - 4.
تصطدم كرة كتلتها 0.50 kg تتحرك بسرعة 8.0 m/s بكرة ساكنة كتلتها 1.5 kg وتلتصقان معاً. احسب سرعتهما المشتركة بعد التصادم، باستخدام حفظ كمية الحركة.
[4 درجة] - 5.
يُسقط حجر كتلته 0.20 kg من ارتفاع 5.0 m. احسب سرعته قبل ملامسته الأرض مباشرة، باستخدام حفظ الطاقة. استخدم g = 10 m/s².
[4 درجة] - 6.
اذكر قانون نيوتن الثالث للحركة، واستخدمه لشرح القوى المؤثرة عندما يدفع سبّاح الماء للتحرك إلى الأمام.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 7.
طول نابض غير ممدود 12 cm. عند تطبيق قوة 4.0 N، يمتد إلى 16 cm. احسب ثابت النابض.
[3 درجة] - 8.
اشرح، من حيث كمية الحركة، لماذا تقلل منطقة الانسحاق في السيارة من إصابة الركاب أثناء التصادم.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 9.
ترفع رافعة حملاً كتلته 500 kg إلى ارتفاع رأسي 12 m خلال 20 s. احسب القدرة المفيدة التي تطورها الرافعة. استخدم g = 10 m/s².
[4 درجة] - 10.
سيارة كتلتها 1200 kg تسير بسرعة 20 m/s تكبح وتتوقف، متباطئة بانتظام على مسافة 40 m. احسب قوة الكبح، باستخدام علاقة الشغل والطاقة.
[4 درجة] - 11.
كتلة قطعة ألومنيوم 540 g وحجمها 200 cm³. احسب كثافتها.
[3 درجة] - 12.
تستقر طوبة وزنها 24 N على الأرض، بمساحة قاعدة 0.03 m². احسب الضغط الذي تؤثر به على الأرض.
[3 درجة] - 13.
تُحمل عارضة منتظمة على محور عند مركزها. يُعلَّق ثقل 20 N على بعد 1.5 m يسار المحور. احسب المسافة من المحور التي يجب تعليق ثقل 30 N عندها يميناً لتتزن العارضة.
[4 درجة] - 14.
يُظهر رسم بياني للمسافة-الزمن لراكب دراجة: خطاً مستقيماً يرتفع بثبات من 0-5 s، ثم خطاً أفقياً من 5-10 s، ثم خطاً مستقيماً يرتفع بشكل أكثر انحداراً من القسم الأول من 10-15 s. صِف حركة راكب الدراجة في كل قسم من الأقسام الثلاثة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 15.
يُظهر رسم بياني للسرعة-الزمن لسيارة زيادة سرعتها بانتظام من 0 إلى 20 m/s خلال 8.0 s، ثم بقاءها ثابتة عند 20 m/s لمدة 12 s إضافية. احسب (أ) التسارع خلال أول 8.0 s، و(ب) المسافة الكلية المقطوعة خلال 20 s.
[5 درجة] - 16.
يقفز مظلي من طائرة ويسقط، ليصل في النهاية إلى سرعة قصوى ثابتة تُسمى السرعة الحدية، قبل فتح المظلة. اشرح، من حيث القوى، لماذا تصبح سرعة المظلي ثابتة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 17.
حدد الفرق بين الكمية القياسية والكمية المتجهة، مع ذكر مثال لكل منهما.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 18.
تصطدم عربة كتلتها 2.0 kg تتحرك بسرعة 3.0 m/s إلى اليمين بحائط وترتد بسرعة 1.0 m/s إلى اليسار. باعتبار الاتجاه إلى اليمين موجباً، احسب التغير في كمية حركة العربة.
[4 درجة] - 19.
يُزوَّد محرك كهربائي بطاقة كهربائية مقدارها 500 J وينتج طاقة حركية مفيدة مقدارها 350 J، بينما يُهدر الباقي كحرارة. احسب كفاءة المحرك.
[3 درجة] - 20.
قوة المجال الجاذبي على القمر 1.6 N/kg، مقارنة بـ 10 N/kg على الأرض. كتلة رائد فضاء 80 kg. احسب وزن رائد الفضاء على القمر، وحدد ما يحدث لكتلته.
[3 درجة] - 21.
يُضغط نابض ثابته 150 N/m بمقدار 0.20 m. احسب طاقة الوضع المرنة المخزنة في النابض.
[3 درجة] - 22.
تُدار كرة بسرعة ثابتة في مسار دائري أفقي بواسطة خيط. حدد اتجاه القوة المحصلة المؤثرة على الكرة، واشرح لماذا تلزم قوة محصلة رغم أن سرعة الكرة لا تتغير.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 23.
تسير سيارة على طريق مستقيم أفقي بسرعة متجهة ثابتة 15 m/s. حدد ما يمكن استنتاجه عن القوة المحصلة المؤثرة على السيارة، واشرح تعليلك.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 24.
ينطلق متزلج كتلته 60 kg من السكون وينزلق أسفل منحدر، هابطاً ارتفاعاً رأسياً 20 m. عند الأسفل، تبلغ سرعته 18 m/s. احسب الطاقة الحركية المكتسبة والطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك ومقاومة الهواء. استخدم g = 10 m/s².
[5 درجة] - 25.
تتباطأ سيارة كتلتها 900 kg بانتظام من 20 m/s حتى التوقف خلال 4.0 s أثناء توقف طارئ. احسب متوسط قوة الكبح المؤثرة على السيارة، باستخدام علاقة الدفع وكمية الحركة.
[4 درجة]