ملتقى الفيزيائيين العرب - أنقدوووووووووووووووني ابا حل تمارين الفصل الرابع امانه . .

اليك الحل من نفس المنتدى
الفصل الرابع
الشغل و الطاقة
جـ1ص123:
أ) تسارع سالب أو تباطؤ تحت تأثير قوة مقدارها (-1)
ب) الشغل هو المساحة تحت المنحنى = مساحة المستطيل (أ) + مساحة المستطيل (ب)
:. الشغل = 1×2 + 1×-2 = صفر من الشكل.

جـ2ص123:
نعم إذا طارت الذبابة فإنها سوف تدفع الميزان و من مبدأ حفظ كمية الحركة فإن كفة الميزان سوف تكتسب كمية حرة بالاتجاه المعاكس و هذا يعني تحرك المؤشر .

جـ3ص123:
حركة القلب حركة اهتزازية ميكانيكية فإنه حسب مبدأ حفظ كمية الحركة تنتقل هذه الطاقة الميكانيكية إلى اللوح فترصدها الأجهزة الحساسة .

جـ4ص124:
هنا يتم انتقال الطاقة الميكانيكية الحركية من الكرة الأولى إلى التي تليها ثم تكسبها الكرة التالية و هكذا إلى أن نصل إلى الكرة الأخير التي تندفع لتكمل اهتزازة البندول المركب . أما إذا أزحنا الكرتين فإن ارتفاع الكرة الأخيرة سيتضاعف بسبب زيادة السرعة .

جـ5ص124:
لا يتأثر .

جـ6ص124:
1. في الحالة (ب) 2. ق = حـ × ك 3. نلاحظ أنه كلما زاد ارتفاع الجسم زادت طاقة الارتطام . 4. لا

جـ7ص125:
نفرض أن طحش للشاحنة،كش للشاحنة ، عش للشاحنة ، طحس للسيارة ، كس كتلة السيارة ، عس سرعة السيارة .
طحش = طحس ..........(1)
و عندما تكون عش = عش + 50 فإن
 كش (عش+50)2 = ) كس عس2 ) ولكن : كش = 5 كس
:.  (5 كس ) عش+ــــــــــــــــــــ 2 = ) كس عس2 ) .......(2)
:. 5 عش + 13.89 2 = عس2 .................... (3)
:. من المعادلة (1) نجد أن
 كش عش2 =  ) كس عس2 )
:.  (5كس) عش2 =  ) كس عس2 )
:. 15 عش2 = عس2 ................. (4)
و بالتعويض في المعادلة (3) نجد أن :
:. 5 عش + 13.89 2 = 15 عش2
:. عش + 13.89 = 3 عش
:. عش = 18.97 م/ث .
و بالتعويض في المعادلة (4) عن قيمة عش نجد أن
عس = 15× (18.89)2 = 73.48 م/ث .

جـ8ص125:
ك = 200 كجم ، ي = 45 ° ، أ = 0.2 ، ف = 10 م
نفرض أن قوة شد الرجل قش
:. محصلة القوى المؤثرة على مركز ثقل الجسم هي ق2 - قأ - قش = صفر
حيث ق2 = ق جا ي = جـ × ك × جا ي = 9.81 × 200 × جا 45
:. ق2 = 1387.34 نيوتن
وكذلك قأ = أ × قع = أ × ق1 = أ × ق × جتا ي = أ × جـ × ك × جتا ي
:. قأ = 0.2×9.81×200× جتا 45 = 277.47 نيوتن
أ ) :. القوة التي يبذلها الرجل قش = ق2 – قأ = 1387.34 – 277.47 =1109.87 نيوتن
ب) شغل قوة الاحتكاك شغأ =- قأ × ف = 277.47 × 10 = - 2774.7 جول
جـ) الشغل الذي يبذله الرجل = - قش × ف = 1109.87× 10 = -11098.7 جول
د ) شغل الجاذبية الأرضية = ق2 × ف = 9.81×200×10×جا 45 = 13873.4 جول
هـ) شغل محصلة القوى = محصلة القوة المحركة × ف = صفر × ف = صفر
و )  طك = شغل الجاذبية الأرضية = -13873.4 جول
و الإشارة سالبة تدل على نقصان الطاقة الكامنة أثناء نزول الجسم .
ز ) Δ طح =  ك Δع = صفر لأن الجسم يتحرك بسرعة ثابتة :. Δع = صفر.

جـ9ص126:
ر = 2 م ، ق = 1 نيوتن ، س = 20 سم
أ )القوة اللازمة لإبقاء الكرة = ق × جا ي = جـ ك جا هـ = 1× ــــــــ = 0.1 نيوتن .
ب) شغ =  طك = جـ ك ف ( ف= الإزاحة العمودية )
و لإيجاد الإزاحة العمودية نطبق نظرية فيثاغورث على المثلث أ ب جـ فنجد أن
أب2 = أجـ2 – ب جـ2 = (200)2 – (20)2
:. أب = 199سم :. مقدار الإزاحة العمودية = 200-199 = 1 سم = 0.01 م
:. الشغل الذي بذل لإزاحة الكرة = ق × ف = 0.1 × 0.01 = 0.001 جول .

جـ) قد = ــــــــــ = ـــــــــــــــ = صفر (لأن القوة المحركة غير ثابتة المقدار أثناء الحركة)

د ) نعم يمكن لأن طك = الشغل المبذول لرفع الكرة (في الفقرة ب) .
هـ) يصل الجسم لأقصى سرعة عندما تكون طك = طح
:. ع2 = 2 جـ × ف = 2 × 9.8 × 0.01 = 0.1962 :. ع = 0.4429 م/ث
و ) في حالة التصادم : نفرض أن ك1 للكرة = ـــــــــــ = ــــــــــ = 0.1 كجم ، ك2 كتلة الجسم = 1 كجم

:. سرعة الكرة ع1= ــــــــــــــ × ع = ــــــــــــــــ × 0.4429= -0.3624 م/ث و الإشارة السالبة تعني الارتداد .

و سرعة الجسم ع2 = ــــــــــــــــ × ع = ــــــــــــــــ × 0.4429 = 0.0805 م/ث (بنفس الاتجاه) وهي أقل لماذا ؟

ز ) أي أن قيمة طك = جـ ك × ف ( حيث ف هي ارتفاع الكرة العمودي عن موضع سكونها).
= 1 ×  × 0.1 = 0.025 جول

جـ10ص126: ك1 = 70 كجم ، ك2 =  كجم ، ع1 = 30 م/ث
من قانون حفظ كمية الحركة نجد أن ك1 × ع1 + ك2 × ع2 = صفر
 × 30 + 70 × ع = صفر
:. ع = ـــــــــــــــــ = - 0.21 م/ث وهي السرعة التي يرتد بها الرجل .

و في حالة و جود الاحتكاك فإنه لا يمكننا تطبيق قانون حفظ كمية الحركة لأن النظام لم يعد معزولاً .

جـ11ص126: ك1 = 5 كجم ، ع1 = 30 م/ث ، ك2 = 2 كجم ، عَ2 = ؟
كر1 = ك1 × ع1 = 5 × 30 = 150 كجم.م/ث
كر2 = ك2 × ع2 = 10 × 40 = 400 كجم.م/ث
من قانون حساب محصلة متجهين نجد أن
ح2 = كر12 + كر22 + 2 كر1 كر2 جتا هـ
:. ح2 = (150)2 + (400)2 + 2×150 × 400× جتا 90 كر2
:. ح = 427.2 كجم.م/ث
:. من قانون حفظ كمية الحركة ح
ح = - ك3 × ع3 و الإشارة السالبة لأنها معاكسة في الاتجاه.
ع3 = ــــــــ = ـــــــــــــــ = - 21.36 م/ث
كر1
:. اتجاهها ظا و = ــــــــــ = ـــــــــــ = 2.6667

:. و^ = ظا-1 2.6667 = 69.4439 
:. ي^ = و^ + 180  = 69.4439 + 180  = 249.4439 

جـ 12/43 : ر= 1 م ، ك= 500جم = 0.5 كجم ، ي= 30 
من الشكل يمكن حساب الإزاحة العمودية ف كما يلي :
جتا 30 = ــــــــــ ـ :. س = 0.8660 م ـ :. ف = 1 – 0.8660 = 0.134 م

أ ) :. ع2 = 2 جـ ف = 2 × 9.81 × 0.134 = 2.6286 ـ :. ع1 = 1.621 م/ث

ب) ع1َ = ــــــــــــــــ × ع1 = ــــــــــــــــــ × 1.621 =- 0.9726م/ث و الإشارة السالبة تعني أن الكرة مرتدة .

ع2َ = ــــــــــــ × ع1 = ــــــــــــــــ × 1.621 = 0.6484 م/ث و هي بالاتجاه الموجب . 30

جـ) بما أن ف = ـــــــــــ = ـــــــــــــــــــ = 0.0483 م

ج13ص127 : ك1 = 5 كجم ، ع1 = 20 م/ث ، ك2 = 10 كجم
بتطبيق مبدأ حفظ كمية الحركة نجد أن كر1 = (ك1 + ك2 ) × ع
:. 5 × 20 = (5+10) × ع
:. ع = 6.67 م/ث .

جـ14ص127: ك1 = 0.5 كجم ، ك2 = 0.25 كجم ، ع1 ، ع2 = 8 م/ث ، عَ2 = 4.6 م/ث
من قانون حفظ كمية الحركة كر1 + كر2 = كَر1 + كَر2
أ ) :. ك1 × ع1 – ك2 × ع2 = ك1 × عَ1 + ك2 × عَ2 .......... (1)
:. 0.5×8 – 0.25×8 = 0.5 × عَ1 + 0.25× 4.6
:. عَ1 = 1.7 م/ث و هي سرعة الجسم الأكبر بعد التصادم

ب) دفع الجسم الأكبر للأصغر:
ق1-2 ×  ز =  كر1 = كر1 – كَر1 =ك1×ع1 – ك1×عَ1 = 0.5×8 – 0.5×1.7 = 4-0.85=3.15 نيوتن .
جـ) بالتعويض في المعادلة (1)
نجد أن ك1 × ع1 – ك2 × ع2  ك1 × عَ1 + ك2 × عَ2
:. التصادم غير مرن .

ج15ص127: ك = 6 كجم ، ع =5 م/ث ، ف = 4 م

أ ) شغ = طح +  طك
:. شغأ = (طح2 – 0 ) + (0- طك1 ) =  ك2 ع22 – جـ ك ف
=  × 6 × (5)2 – 9.8 × 6 × 2 =-42.6 جول
ب) شغأ = أ قع ف = (0-طح1)+(0-0) = -  ×ك×ع2
أ × (9.8×6)×4 = - ×6×(5)2
:. أ = 0.3188 (معامل الاحتكاك ليس له وحدة )

جـ) بما أن ط0 = طن
:. طح0 + طك0 = صفر
:.(  ك ع2 – 0) + ( 0 – جـ ك ف) = صفر
×6 × ع2 = - 9.8 × 6 × 2
:. ع = 6.26 م/ث

3م
جـ16ص128: 6م
شغ = طح + طك هـ د ب

:. شغز + شغأ = طح + طك =
 ثا ف2 – أ قع ف = (0-0) + (0- جـ ك ف)
 × 2250 × (0.3)2 – أ × 9.8 × 10 × 6 = (0-0)+(0- 9.8×6×3)
:. أ = 0.33

ج17ص128: ك1 = 0.125 كجم ، ع = 500 م/ث ، ك2 = 3 كجم
أ ) من قانون حفظ كمية الحركة
ك1 × ع + صفر = (ك1 + ك2) × عَ
:. 0.125 × 500 = ( 0.125+3) × عَ
:. عَ = 20 م/ث
ب) عندما تكون الإزاحة الأفقية = 0.5 م فإن قوة الاحتكاك
:. شغأ = طح + طك
:. قأ × س = صفر -  ك عَ2
قأ × 0.5 = -  × 3.125 × ( 20 )2
:. قأ =- 1250 نيوتن

تم بحمد الله

رسمة8

رسمة9