حل الفصل الثالث الحركة المتسارعة فيزياء 1 نظام المقررات البرنامج المشترك
التسارع ( العجلة )
السؤال : تركض قطة داخل المنزل، ثم تبطئ من سرعتها بشكل مفاجئ، وتنزلق على األرضية الخشبية حتى تتوقف. لو فرضنا أنها تتباطأ بتسارع منتظم، ارسم مخططاً توضيحياً للحركة يوضح هذا الموقف، واستخدام متجهات السرعةلإيجاد متجه التسارع
الجواب :
السؤال : يبين الشكل 3-5 منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) جزء من رحلة أحمد بسيارته على الطريق. ارسم المخطط التوضيحي للحركة الممثلة في الرسم البياني، وأكمله برسم متجهات السرعة.
الجواب :
السؤال : استعن بالشكل 3-6 الذي يوضح منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) لقطار لعبة، للإجابة عن الاسئلة التالية:
a )متى كان القطار يتحرك بسرعة منتظمة؟
الجواب : في الفترة الزمنية من بداية التحرك حتى مرور 15 ثانية
b )خلال أي الفترات الزمنية كان تسارع القطار موجباً ؟
الجواب : في الفترة الزمنية من بداية التحرك حتى مرور 5 ثانية
c )متى اكتسب القطار أكبر تسارع سالب؟
الجواب : في الفترة الزمنية من 15 حتى 20 ثانية
السؤال : استعن بالشكل 3-6 لإيجاد التسارع المتوسط للقطار خلال الفترات الزمنية التالية:
a- من 0.0s إلى 5.0 s
الجواب : A=10-0/5-0=2M/S2
b- من 15.0 s إلى 20.0 s
الجواب : A=4-10/20-15=-6/5m/s
c- من 0.0s s إلى 40.0 s
الجواب :
السؤال : ارسم منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) لحركة مصعد يبدأ من السكون عند الطابق الارضي في بناية من ثلاثة طوابق، ثم يتسارع للاعلى لمدة s0.2 بمعدل 0.5m/s . ويستمر في الصعود بسرعة منتظمة 1.0m/sلمدة 12.0sوبعدئذ يتأثر بتسارع منتظم لألسفل مقداره 0.25m/s لمدة0.4s حتى يصل إلى الطابق الثالث.
الجواب :
السؤال : سيارة سباق تزداد سرعتها من0.4m/sإلى 36m/s خلال فترة زمنية مقدارها 4.0s أوجد تسارعها.
الجواب :
السؤال : إذا تباطأت سرعة سيارة سباق من 36m/s إلى 15m/s خلال 0.3s،فما تسارعها؟
الجواب :
السؤال : تهبط سيارة محركها ال يعمل منحدراً للخلف بفعل الجاذبية الارضية بسرعة 3.0m/s،وبعد مرور 2.50s استطاع السائق تشغيل المحرك وتحريك السيارة إلى أعلى المنحدر بسرعة4.5m/s ، فإذا تم اختيار الاتجاه الموجب باتجاه المنحدر إلى أعلى، احسب التسارع المنتظم للسيارة.
الجواب : A =3m/s2
السؤال حافلة تسير بسرعة s/25m ،ضغط السائق على الفرامل فتوقفت بعد 0s.3 أجب عما يلي:
a )ما التسارع المنتظم للحافلة أثناء الضغط على الفرامل
الجواب : A=15-36/3=-7m/s
b ) كيف يتغير التسارع المنتظم للحافلة إذا استغرقت ضعفي الفترة الزمنية السابقة للتوقف؟
الجواب : يقل التسارع للنصف
السؤال : كان خالد يعدو بسرعة 5.3m/sنحو موقف حافلة لمدة0.2min،وفجأة نظر إلى ساعته، فالحظ أن لديه متسعاً من الوقت قبل وصول الحافلة، فأبطأ سرعة عدوه خلال الثواني العشر التالية إلى 0.75m/s،ما تسارعه المنتظم خلال هذه الثواني العشر؟
الجواب :
السؤال : منحنى ( السرعة – الزمن ) : ما المعلومات التي يمكن استخالصها من منحنى ( السرعة – الزمن )
الجواب : مقدار السرعة المتجهة عند أي وقت والزمن الذي يكون للجسم عنده سرعة معينة وإشارة كل من السرعة المتجهة والإزاحة
السؤال :منحنيات الموقع – الزمن، والسرعة المتجهة- الزمن. ركض عداءان بسرعة منتظمة مقدارها 7.5m/sباتجاه الشرق، وعند الزمنt=0 كان احدهما على بعد 15m إلى الشرق من نقطة الأصل، واالآخر على بعد 15m غربها.
a )ما الفرق، بين الخطين البيانيين الممثلين ؟
الجواب : سيكون لهما الميل نفسه ولكن موقعيهما بالنسبة إلي المحور الرأسي سيختلف حيث سيكون إحداهما عند 15m +والآخر سيكون عند 15m-
b )ما الفرق، بين الخطين البيانيين الممثلين لحركة العدائين في منحني ( السرعة المتجهة – الزمن ) ؟
الجواب : لا يوجد فرق بين الخطين البيانيين
السؤال : السرعة: وضح كيف يمكنك استخدام منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن) ، لتحديد الزمن الذي يتحرك عنده الجسم بسرعة معينة.
الجواب : رسم خطا أفقيا عند السرعة المحددة وأوجد النقطة التي يتقاطع فيها المنحني مع هذا الخط ثم اسقط خطا عموديا من نقطة التقاطع على محور الزمن ونحصل على الزمن المطلوب
السؤال : منحني ( السرعة – الزمن ) : مثل بيانياً منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) لحركة سيارة تسير باتجاه الشرق بسرعة m/s25 لمدة 100s ،ثم نحو الغرب بسرعة 25m/s لمدة 100s أخرى
الجواب :
السؤال : السرعة المتوسطة والتسارع المتوسط: يتحرك قارب بسرعة m/s2 بعكس اتجاه جريان نهر، ثم يدور حول نفسه وينطلق باتجاه جريان النهر بسرعة 0.4،m/s فإذا كان الزمن الذي استغرقه القارب في الدوران0.8m/s
a ) ما السرعة المتجهة المتوسطة للقارب؟
الجواب : AV=1m/s
b )ما التسارع المتوسط للقارب؟
الجواب : A=0.8m/s2
السؤال : التفكير الناقد: ضبط شرطي مرور سائقاً يسير بسرعة تزيد 32Km/hعن حد السرعة المسموح به وذلك لحظة تجاوزه سيارة أخرى تنطلق بسرعة أقل. سجل الشرطي على كال السائقين إشعار مخالفة لتجاوز السرعة، وقد أصدر القاضي حكماً على أن كال السائقين مذنب. وتم اتخاذ الحكم استناداً إلى فرضية تقول إن كلتا السيارتين كانتا تسيران بالسرعة نفسها ألنه تم مالحظتهما عندما كانت األولى خلف الثانية. هل كان كل من القاضي وشرطي المرور على صواب؟ وضح ذلك باستخدام مخطط توضيحي للحركة، ورسم منحني ( الموقع – الزمن )
الجواب : لا ، كان لهما الموقع نفسه لا السرعة نفسها فحتى يكون لهما السرعة نفسها يجب أن يكون لهما الموقع النسبي نفسه طوال الفترة
الحركة بتسارع ثابت
السؤال : تتدحرج كرة جولف إلى أعلى تلة باتجاه حفرة الجولف، بفرض أن الاتجاه نحو الحفرة هو الاتجاه الموجب أجب عما يلي:
a )إذا انطلقت كرة الجولف بسرعة 2.0m/s ،وتباطأت بمعدل منتظم 0.50m/s2 ، فما سرعتها بعد مضي 2.0s؟
الجواب :
b )ما سرعة كرة الجولف إذا استمر التسارع المنتظم لمدة 0.6 s؟
الجواب :
c )صف حركة كرة الجولف بالكلمات، ثم باستخدام المخطط التوضيحي للحركة
الجواب : تقل سرعة كرة الجولف بتسارع 0.5m/s2 لمدة 4s حتى تتوقف ثم تهبط التلة بتسارع بنفس المقدار التي صعدت به
السؤال : تسير حافلة بسرعة 30.0Km/h،فإذا زادت سرعتها بمعدل منتظم وقدره 3.5m/s ، ما السرعة التي تصل إليها الحافلة بعد 6.8s؟
الجواب :
السؤال : إذا تسارعت سيارة من السكون بمقدار منتظم 5.5m/s2 فما الزمن اللازم حتى تصل سرعتها إلى 28m/s
الجواب :
السؤال : استخدام الشكل 3-11 لتعيين سرعة الطائرة تتزايد سرعتها عند كل من الأزمنة التالية:
الجواب :
74m/s
78m/s
80m/s
السؤال : تسير سيارة بسرعة منتظمة قدرها 25m/s لمدة 10.0min ،ثم ينفد منها الوقود فيسير السائق على قدميه بالاتجاه نفسه بسرعة 1.5m/sلمدة 20.0min ليصل إلى أقرب محطة وقود. فإذا استغرق السائق 2.0minلملء جالون من البنزين، ثم سار عائداً نحو السيارة بسرعة 1.2m/s ،وأخيراً تحرك بالسيارة إلى البيت بسرعة 25m/s في اتجاه معاكس لاتجاه رحلته الاصلية. ارسم منحني ( السرعة المتجهة – الزمن ) معتمداً الثانية s وحدة للزمن. إرشاد: احسب المسافة التي قطعها السائق إلى محطة الوقود، إليجاد الزمن الذي استغرقه حتى يعود إلى السيارة.
الجواب :
السؤال :يوضح الشكل 3-12 منحني ( الموقع – الزمن ) لحركة حصان في حقل. ارسم منحني( السرعة المتجهة – الزمن) المتوافق معه، باستخدام مقياس الزمن نفسه
الجواب :
السؤال : يتحرك متزلج على لوح تزلج بسرعة منتظمة 1.75m/s ،وعندما بدأ يصعد مستوى مائلا تباطأت حركته وفق تسارع منتظم 0.20m/s2ما ا المستوى الزمن الذي استغرقه من لحظة بدء تباطئه حتى بداية عودته هابطً المائل؟
الجواب :
السؤال :تسير سيارة سباق في حلبة بسرعة 44m/s،وتتباطأ بمعدل منتظم بحيث تصل سرعتها إلى 22m/sخلال 11s .ما المسافة التي اجتزتها السيارة خلال هذا الزمن؟
الجواب :
السؤال :تتسارع سيارة بمعدل منتظم من 15m/s إلى 25m/s لتقطع مسافة 125m .ما الزمن الذي استغرقته لقطع هذه المسافة؟
الجواب :
السؤال : ركض رجل بسرعة 4.5m/s لمدة 15.0min ،ثم يصعد تلة يتزايد ارتفاعها تدريجيًا، فإذا تباطأت سرعته بمعدل منتظم 0.05m/sلمدة90.0s حتى يتوقف. أوجد المسافة التي ركضها.
الجواب :
السؤال :يتدرب خالد على ركوب الدراجة الهوائية، حيث يدفعه والده فيكتسب تسارعا منتظما مقداره 0.50m/s لمدة 0.6m/s ،يقود ذلك خالد بمفرده بسرعة 3.0m/s مدة s0.6 قبل أن يسقط أرضاً. ما مقدار إزاحة خالد؟
الجواب :
السؤال : بدأت ركوب دراجتك الهوائية من قمة تلة، ثم هبطت منحدرها بتسارع 2.00m/s منتظم ، وعندما وصلت إلى قاعدة التلة كانت سرعتك قد بلغت 18.0m/s ،قم واصلت استخدام دواسات الدراجة لتحافظ على هذه السرعة لمدة 1.00min.ما بُعدك عن قمة التلة منذ لحظة مغادرتها؟
الجواب :
السؤال : يتدرب حسن استعدادا للمشاركة في سباق الـ 5.0 ،فبدأ تدريباته بالركض بسرعة منتظمة مقدارها 4.3m/s لمدة 19min ،وبعد ذلك تسارع بمعدل منتظم حتى اجتاز خط النهاية بعد مضي 19.4s .ما مقدار تسارعه خلال الجزء الأخير من التدريب؟
الجواب :
السؤال : التسارع: أثناء قيادة رجل سيارته بسرعة 23m/s شاهد غزالا يجتاز الطريق، فاستخدم الفرامل عندما كان على بعد ما 210m من الغزال. فإذا لم يتحرك الغزال، وتوقفت السيارة تما قبل أن تمس جسمه، ما مقدار التسارع الذي أحدثته فرامل السيارة؟
الجواب :
السؤال : الإزاحة : غذا اعطيت السرعة الابتدائية و النهائية و التسارع المنتظم لجسم وطلب منك إيجاد الإزاحة فما المعادلة التي ستستخدمها
الجواب :
السؤال : المسافة: بدأ متزلج حركته من السكون في خط مستقيم، وزادت سرعته إلى 5.0m/sخلال 4.5s ثم استمر بالتزلج بهذه السرعة المنتظمة لمدة4.5s أخرى. ما المسافة الكلية التي تحركها المتزلج على مسار التزلج؟
الجواب :
السؤال : السرعة النهائية : تقطع طائرة مسافة 5.0×10mبينما تتسارع بانتظام من السكون بمعدل 5.0 m/sما السرعة النهائية التي تكتسبها ؟
الجواب :
السؤال : المسافة: بدأت طائرة حركتها من السكون، وتسارعت بمقدار منتظم 3.00m/s2لمدة 30.0s قبل أن ترتفع عن سطح الأرض.
a )ما المسافة التي قطعتها الطائرة؟
الجواب : Dr=0.5×3×30=1350m
b ) ما سرعة الطائرة لحظة إقلاعها ؟
الجواب : v=3×30=90m/s
السؤال : الرسوم البيانية: يسير عداء نحو خط البداية بسرعة منتظمة، ويأخذ موقعه قبل بدء السباق، وينتظر منتظمة، ويأخذ موقعه قبل بدء السباق، وينتظر حتى يسمع صوت طلقة البداية، ثم ينطلق فيتسارع حتى يصل إلى سرعة منتظمة. ثم يحافظ على هذه السرعة حتى يجتاز خط النهاية. وبعد ذلك يتباطأ إلى أن يمشى، فيستغرق في ذلك وقتا أطول مما استغرقه لزيادة سرعته ثم في بداية السباق. مثل حركة العداء باستخدام الرسم البياني لكل من منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن) ، ومنحنى ( الموقع – الزمن ) ارسم الرسمين فوق بعضهما بعضا باستخدام مقياس الزمن نفسه. وبين على منحنى ( الموقع – الزمن ) مكان كل من نقطة البداية وخط النهاية
الجواب :
السؤال :التفكير الناقد: صف كيف يمكنك أن تحسب تسارع سيارة؟ مبينا أدوات القياس التي ستستخدمها.
الجواب : نحتاج لساعة إيقاف وأداة لقياس الأطوال نبدأ بحساب سرعة السيارة من نقطة البداية حيث تبدأ حركتها من السكون حتى وبعد زمن محدد نقيس المسافة التي قطعتها ومن هذه المعطيات نحسب التسارع
السقوط الحر
السؤال : أسقط عامل بناءعرضا قطعة قرميد من سطح بناية.
a) ما سرعة قطعة القرميد بعد 4.0 s ?
الجواب : V=9.8×4=39.2m/s
b) - ما المسافة التي تقطعها قطعة القرميد خلال هذا الزمن؟
الجواب :
c )كيف تختلف إجابتك عن المسألة السابقة إذا قمت باختيار النظام الإحداثي بحيث يكون الاتجاه المعاكس هو الاتجاه الموجب ؟
الجواب : ستختلف إشارة المسافة والسرعة لان اتجاه الحركة سيكون عكس الاتجاه الموجب
السؤال : سقط طالب كرة من نافذة ترتفع 3.5mعن الرصيف. ما سرعتها لحظة ملامستها أرضية الرصيف؟
الجواب :
السؤال : قذفت كرة تنس رأسياً إلى أعلى بسرعة ابتدائية 22.5m/s،وتم الإمساك بها عند نفس االرتفاع الذي قذفت منه فوق سطح الارض،
احسب :
a ) الارتفاع الذي وصلت إليه الكرة.
b )الزمن الذي استغرقته الكرة في الهواء.
الجواب : t=4.59s
السؤال : قمت برمي كرة بشكل رأسي إلى أعلى فإذا كان أقصى ارتفاع تصل إليه الكرة 0.25m
a )ما السرعة الابتدائية للكرة؟
الجواب :
b )إذا أمسكت الكرة عند الارتفاع نفسه الذي أطلقتها منه. فما الزمن الذي استغرقته في الهواء؟
الجواب : T=0.255S
السؤال : أقصى ارتفاع، وزمن التحليق: إذا كان تسارع الجاذبية على سطح المريخ يساوي)؟؟؟؟( تسارع الجاذبية على سطح األرض؛ فإذا قذفت كرة إلى أعلي، من على سطح كل من المريخ والارض بالسرعة نفسها.
a )قارن بين أقصى ارتفاع تصله الكرة على كل من سطح المريخ وسطح الارض.
الجواب : أقصي ارتفاع لها على سطح المريخ يساوي⅓ أقصي ارتفاع لها على سطح الارض
b ) قارن بين زمني التحليق
الجواب : زمن التحليق على سطح الارض يساوي⅓ زمن التحليق على سطح المريخ
السؤال : السرعة والتسارع: افرض انك قذفت كرة إلى أعلى. صف التغيرات في كل من سرعة الكرة وتسارعها.
الجواب : تقل سرعة وتسارعها الكرة كلما ارتفعت ألعلي حتى تتوقف ثم تهبط ثانية وتتزايد سرعتها وتسارعها حتى تصل إلى الارض
السؤال : السرعة النهائية: أسقط أخوك بناء على طلبك مفاتيح المنزل من نافذ الطابق الثاني. فإذا التقطتها على بعد 3m.4 من نقطة السقوط، احسب سرعة المفاتيح عند التقاطك لها؟
الجواب :
السؤال : السرعة االبتدائية: يتدرب طالب على ركل كرة القدم رأسيا إلى أعلى، والكرة تعود إثر كل ركلة فتصطدم بقدمه. فإذا استغرقت الكرة من لحظة ركلها وحتى اصطدامها بقدمه 3.0s
a) - ما السرعة الابتدائية للكرة ؟
الجواب :
b )ما الارتفاع الذي وصلت إليه الكرة بعد أن ركلها الطالب؟
الجواب :
11.025m
السؤال : التفكير الناقد: عند قذف كرة رأسdا إلى أعلى، تستمر في الارتفاع حتى تصل إلى موقع معين، ثم تسقط إلى أسفل، وتكون سرعتها اللحظية عند أقصى ارتفاع صفرا. هل تتسارع الكرة عند أقصى ارتفاع؟ صمم تجربة لإثبات صحة أو خطأ إجابتك
الجواب : نعم تتسارع
التقويم
السؤال : أكمل خريطة المفاهيم التالية باستعمال الرموز والمصطلحات التالية: m/s.v.m.d ،التسارع، السرعة.
الجواب :
إتقان المفاهيم
السؤال : ما العلاقة بين السرعة المتجهة والتسارع؟
الجواب : التسارع هو التغير في السرعة مقسوما على الفترة الزمنية الذي حدث فيها التغير انه معدل التغير في السرعة
السؤال : أعط مثالاعلى كل مما يلي:
a )جسم تتناقص سرعته وله تسارع موجب.
الجواب : إذا كان الاتجاه نحو الامام موجبا فان السيارة تتحرك إلى الخلف بسرعة متناقضة
b )حسم تتزايد سرعته، وله تسارع سالب
الجواب : في النظام الاحداثي نفسه تتحرك السيارة للخلف بسرعة متزايدة
السؤال : يبين الشكل 3-16 منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن) لسيارة تتحرك على طريق. صف كيف تتغير السرعة مع الزمن.
الجواب : تبدأ السيارة من السكون وتزيد سرعتها ومع ازدياد سرعة السيارة يغير السائق ناقل الحركة
السؤال : ماذا يمثل ميل المماس لمنحنى( السرعة – المتجهة – الزمن ) ؟
الجواب : التسارع اللحظي
السؤال : هل يمكن أن يكون لسيارة تتحرك على طريق عام، سرعة سالبة، وتسارع موجب في الوقت نفسه؟ وضح ذلك. وهل يمكن أن تتغير إشارة سرعة السيارة أثناء حركتها بتسارع منتظم؟ وضح ذلك.
الجواب : نعم تكون سرعة السيارة موجبة أو سالبة حسب اتجاه حركتها من نقطة مرجعية ما ويكون الجسم خاضعا لتسارع موجب عندما تزداد سرعته في االتجاه الموجب أو عندما تنقص سرعته في الاتجاه السالب ويمكن أن تتغير إشارة سرعة السيارة في أثناء حركتها بتسارع ثابت فمثال ربما تكون سائر نحو اليمين بينما التسارع نحو اليسار وتخفض السيارة من سرعتها ثم تتوقف ثم تأخذ في اتجاه السيارة
السؤال : هل يمكن أن تتغير سرعة جسم عندما يكون تسارعه منتظما؟ إذا أمكن ذلك، أعط مثالا، وإذا لم يكن، وضح ذلك
الجواب : نعم يمكن أن تتغير سرعة جسم عندما يكون تسارعه منتظما مثل إسقاط كتاب الن التسارع يظل ثابتا يساوي g
السؤال : إذا كان منحنى ( السرعة المتجهة - الزمن ) لجسم ما خطا مستقيما يوازي محور الزمن Tماذا يمكنك ان تستنتج عن تسارع الجسم ؟
الجواب : عندما يكون المنحني البياني خطا مستقيما موازيا لمحور الزمن T فان التسارع يكون صفرا
السؤال : ماذا تمثل المساحة تحت منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) ؟
الجواب : التغير في الإزاحة
السؤال : كتب معادلات كل من الموقع، السرعة، الزمن، لجسم يتحرك وفق تسارع منتظم
الجواب :
السؤال : عند إسقاط كرتين متماثلتين في الحجم إحداهما من الالومنيوم والاخرى من الفولاذ، من الارتفاع نفسه، فإنهما تصلان سطح الارض عند اللحظة نفسها. لماذا؟
الجواب : لأنهما يسقطان بنفس التسارع ويساوي g وبنفس السرعة الابتدائية ونفس الارتفاع
السؤال : اذكر بعض الامثلة على اجسام تسقط سقوطا حرا ولا يمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء عليها
الجواب : ورقة الشجر، قطرات المطر ، مظلة
السؤال : اذكر بعض الامثلة على اجسام تسقط سقوطا حرا يمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء عليها
الجواب : سقوط كتاب ، سقوط سباح في بركة السباحة ، صخرة
تطبيق المفاهيم
السؤال : هل للسيارة التي تتباطأ تسارع سالب دائماً؟ فسر إجابتك
الجواب : لا إذا كان المحور الموجب يشير في اتجاه يعاكس السرعة المتجهة فان التسارع سيكون موجبا
السؤال : تتدحرج كرة الكريكيت بعد أن يتم ضربها بالمضرب، ثم تتباطأ وتتوقف. هل لسرعة الكرة وتسارعها الإشارة نفسها؟
الجواب : لا لهما إشارتان مختلفتان
السؤال : إذا كان تسارع جسم يساوي صفرا، فهل هذا يعني أن سرعته تساوي صفرا ؟ أعط مثالا ؟
الجواب : لا عندما تكون السرعة منتظمة فان التسارع يساوي صفرا
السؤال : إذا كانت سرعة جسم عند لحظة ما تساوي صفرا، فهل من الضروري أن يكون تسارعه يساوي صفرا ؟ أعط مثاا
الجواب : لا، عندما تتدحرج الكره صاعده تله ،تكون سرعتها المتجهة لحظة تغيير اتجاه تدحرجها صفرا ولكن تسارعها لا يساوي صفرا
السؤال : إذا أعطيت جدولا يبين سرعة جسم عند أزمنة مختلفة، كيف يمكنك أن تكتشف ما إذا كان التسارع منتظما، أم غير منتظم؟
الجواب : بحساب التسارع عن أكثر من فترة ومقارنة النتائج
السؤال : تظهر في منحنى( السرعة المتجهة – الزمن ) في الشكل 3-16 ثلاثة مقاطع نتجت عندما غير السائق ناقل الحركة. صف التغيرات في سرعة السيارة وتسارعها أثناء المقطع الأول. هل التسارع قبل لحظة تغيير الناقل أكبر أو أصغر من التسارع في اللحظة التي تلي التغيير؟ وضح إجابتك.
الجواب : تبدأ السيارة من السكون وتزيد سرعتها ومع ازدياد سرعة السيارة يغير السائق ناقل الحركة، التسارع قبل لحظة تغيير الناقل اكبر من التسارع في اللحظة التي تلي التغيير
السؤال : استخدم الرسم البياني في الشكل 3-16 لتعيين الفترة الزمنية التي يكون التسارع خلالها أكبر ما يمكن، والفترة الزمنية التي يكون التسارع خلالها أصغر ما يمكن
الجواب : الفترة الاولى فيها التسارع اكبر ما يمكن والفترة الاخيرة فيها التسارع اقل ما يمكن
السؤال : وضح كيف ستسير بحيث تمثل حركتك كل من منحنيي ( الموقع – الزمن ) الموضحين في الشكل 3-17.
الجواب :تحرك في االتجاه الموجب بسرعة ثابتة ثم تحرك في الاتجاه الموجب بسرعة متزايدة لزمن قصير استمر السير بسرعة متوسطة لفترة زمنية تساوي ضعف الفترة السابقة وخفض سرعتك لفترة زمنية قصيرة ثم توقف واستمر في التوقف ثم در إلى الخلف وكرر الخطوات حتى تصل إلى الموقع الاصلي
السؤال : ارسم منحنى ( السرعة المتجهة – الزمن ) لكل من الرسوم البيانية في الشكل 3- 18
الجواب :
السؤال : قذف جسم رأسياً إلى أعلى فوصل أقصى ارتفاع له بعد مضي 0.7s ،وسقط جسم آخر من السكون فاستغرق 0.7s للوصول إلى سطح الارض. قارن بين ازاحتى الجسمين خلال هذه الفترة الزمنية
الجواب :تحرك كلا الجسمين المسافة نفسها يرتفع الجسم الذي قذف رأسيا إلى أعلى إلى الارتفاع نفسه الذي سقط منه الجسم الاخر
السؤال : التسارع الناتج عن جاذبية القمر ( gm ) يساوي 1/6 التاسرع الناتج عم الجاذبية الارضية ( g )
a- إذا سقطت كرة من ارتفاع ما على سطح القمر فهل ستصطدم بسطح القمر بسرعة أكبر أو تساوي أو أقل من سرعة الكرة نفسها إذا أسقطت من الارتفاع نفسه على سطح الارض ؟
الجواب : ستصطدم بسطح القمر بسرعة اقل من اصطدامها بسطح الارض
b- هل الزمن الذي تستغرقه الكرة لتصل إلى سطح القمر سيكون أكبر او أقل أو مساويا للزمن الذي تستغرقه للوصول إلى سطح الارض ؟
الجواب : الزمن على سطح القمر سيكون أكبر من الزمن على سطح الارض
السؤال : لوكب المشتري ثلاثة امثال التسارع الناتج عن الجاذبية الارضية تقريبا . افرض انه تم قذف كرة رأسيا بالسرعة الابتدائية نفسها على كل من الارض و المشتري بإهمال تأثير مقاومة الغلاف الجوي لأرض و للمشتري وعلى فرض ان قوة الجاذبية هي القوة الوحيدة المؤثرة في الكرة ؟
a- قارن بين اقصى ارتفاع تصله الكرة على كل من المشتري و الارض ؟
الجواب : اقصى ارتفاع تصله الكرة على سطح الارض يساوي ثلاث اضعاف اقصى ارتفاع على سطح كوكب المشتري
b- إذا قذفت الكرة على المشتري بسرعة ابتدائية تساوي ثلاثة امثال السرعة في الفقرة a كيف سيؤثر ذلك في إجابتك ؟
الجواب : سيكون اقصى ارتفاع تصل إليه الكرة على سطح الارض و اقصى ارتفاع على كوكب المشتري متساو ويكون لها نفس زمن السقوط
السؤال : أسقطت الصخرة A من تلة وفي اللحظة نفسها قذفت الصخرة B للاعلى من الموقع نفسه :
a- اي الصخرتين ستكون سرعتها أكبر لحظة الوصول إلى قاع التلة ؟
الجواب : ستصطدم الصخرة B بالارض بسرعة أكبر
b- أي من الصخرتين لها تسارع أكبر ؟
الجواب : لهما نفس التسارع
c- أيهما تصل أولا ؟
الجواب : الصخرة A
إتقان حل المسائل :1-3 التسارع
السؤال : تحركت سيارة لمدة 2.0hبسرعة 40.0Km/h ثم تحركت لمدة 2.0h أخرى بسرعة 60.0Km/h و بالاتجاه نفسه ؟
a- ما السرعة المتوسطة للسيارة ؟
الجواب : 50Km/h
b- ما السرعة المتوسطة للسيارة إذا قطعت مسافة 1.0×10بكل من السرعتين
الجواب : 50Km/h
السؤال : أوجد التسارع المنتظم الذي يسبب تغيرا في سرعة سيارة من 32 m/sإلى 96m/s خلال فترة زمنية مقدارها 8.0s
الجواب : 8m/s2
السؤال : سيارة سرعتها 22m/s تسارعت بانتظام بمعدل 1.6m/s لمدة 6.8s ما سرعتها النهائية ؟
الجواب :
السؤال : بالاستعانة بالشكل 19-3 أوجد تسارع الجسم المتحرك في الازمنة التالية
a- خلال الثواني الخمس الاولى من الرحلة ( 5.0s )
الجواب : 6m/s2
b- بين 5.0sو 10.0s
الجواب : -m/s2
c- بين20.0 s و 25.0s
الجواب : 4m/s-
السؤال : ارسم منحنى ( السرعة المتجهة - الزمن ) باستخدام البيانات في الجدول 4-3 واجب عن الاسئلة التالية :
a- خلال أي الفترات الومنية : تزداد سرعة الجسم - تقل سرعة الجسم ؟
الجواب : تزداد في الست ثوان ثم اقل بعد ذلك
b- متى يعكس الجسم اتجاه حركته ؟
الجواب : بعد الثانية العاشرة
c- كيف يختلف التسارع المتوسط للجسم في الفترة الزمنية بين 0.0s و 2.0sعن التسارع المتوسط في الفترة الزمنية بين 7.0s و 12.0s
الجواب : في الفترة الزمنية بين 0.0s و 2.0s يكون التسارع بإشارة موجية أي يزجاج و يساوي 4 أما في الفترة الزمنية بين 7.0s و 12.0s يكون التسارع بإشارة شالبة ولا يكون قيمة ثابتة
السؤال : إذا كانت السيارة A تستطيع ان تزيد سرعتها من 0m/s إلى 17.9m/s خلال 4.0s
والسيارة B يمكنها ان تتسارع من 0m/s إلى 22.4m خلال 6.0s رتب السيارات الثلاث من الاكبر تسارعا إلى الاقل مع الإشارة أي علاقة قد تربط بين تسارع كل من السيارات الثلاث
الجواب :B لاكثر تسارعا ، A متوسطة التسارع ، C اقلهم تسارعا وباستخدام الارقام المعنوية ، السيارة A ، و السيارة C ترتبطان بتسارع 4.0m/s2
السؤال : طائرة نفاثة تطير بسرعة 145m/s وفق تسارع منتظم بمعدل 23.1m/sلمدة 20.0
a- ما سرعتها النهائية ؟
الجواب :
b- إذا كانت سرعة الصوت في الهواء هي 331m/s ما سرعة الطائرة بدلالة سرعة الصوت ؟
الجواب : سرعتها تساوي 1.83 سرعة الصوت تقريبا
الحركة بتسارع ثابت
السؤال : استعن بالشكل 19-3 لإيجاد المسافة المقطوعة خلال الفترات الزمنية التالية :
السؤال : بدأ متزلج حركته من السكون بتسارع مقداره 49 m/s2 ما سرعته عندما يقطع مسافة 325 m
الجواب : V=849.4m/s
السؤال :
الجواب :بعد 6s سيكون d=43.2
بعد 9s سيكون d=43.2m
السؤال : تتحرك سيارة بسرعة 12m/s صاعدة تلة بتسارع منتظم 1.6m/sما إزاحتها بعد 6s و 9s
الجواب : بعد 6 سيكون d=43.2m
بعد 9s سيكون d=43.2m
السؤال : سيارة سباق يمكنها ان تتبطاطأ بتسارع منتظم ( -11m/s ) أجب عما يلي
a- إذا كانت السيارة منطلقة بسرعة 55 m/s فما المسافة التي تقطعها بالامتار قبل ان تقف ؟
الجواب : d=137.5m
b- ما المسافة التي تقطعها السيارة قبل ان تقف إذا كانت سرعتها ضعفي السرعة السابقة
الجواب : d=550m
السؤال : ما المسافة التي تطيرها طائرة خلال 15s بينما تتغير سرعتها بمعدل منتظم من 145m/s إلى 75m/s ؟
الجواب : d=1650m
السؤال : شاهد سائق سيارة تسير بسرعة 90.0km/h فجأة أضواء حاجز على بعد 40.0 امامه فإذا استغرق السائق 0.75 حتى يضغط على الفرامل و كان التسارع المتوسط للسيارة في اثناء الضغط على الفرامل يساوب 10.0m/s
a- حدد ما إذا كانت السيارة ستصطدم بالحاجز أم لا ؟
الجواب : نعم سيصطدم بالحاجز
b- ما اقصى سرعة يمكن ان تسير بها السيارة دون ان تصطدم بالحاجز الذي يبعد عنها 40.0m؟ ( بفرض ان التسارع لم يتغير ) ؟
الجواب : v=57m/s
السقوط الحر
السؤال : اسقط رائد فضاء ريشة من نقطة على ارتفاع 1.2 m فوق سطح القمر . فإذا كان التسارع الجاذبية على سطح القمر 1.62m/s2ما الزمن الذي
الجواب : t=1.22s
السؤال : يسقط حجر سقوطا حرا ما سرعة الحجر بعد 8.0s وما إزاحته ؟
الجواب : d=313.6m - v=78.4m/s
السؤال : قذفت كرة بسرعة 2.0m/s رأسيا باتجاه الاسفل من نافذة منزل ما سرعتها حين تصل إلى رضيف المشاة الذي يبعد 2.5m عن نقطة القذف ؟
الجواب : V=7.28m/s
السؤال : في السؤال السابق إذا قذفت الكرة رأسيا إلى اعلى بدلا من الاسفل فما السرعة التي تصل بها الكرة إلى رصيف المشاة ؟
الجواب :V=7.28m/s
السؤال : إذا قذفت كرة مضرب في الهواء و التقطت بعد 2.2 sاجب عما يلي ؟
a- ما الارتفاع الذي وصلت إليه الكرة ؟
الجواب :d=5.929m
b- ما السرعة الابتدائية للكرة ؟
الجواب :V=10.78m/s
السؤال : سفينة فضائية تتحرك بتسارع منتظم و تتغير سرعتها من 65.0m/s إلى 162.0خلال 10.0 s ما المسافة التي ستقطعها ؟
الجواب :d=1135m
السؤال : يبين الشكل 20-3 صورة ستروبية لكرة تتحرك أفقيا . ما المعلومات التي تحتاجها حول الصورة وما القياسات التي ستجريها حتى تقدر التسارع ؟
الجواب : المسافة بين كل تقطتين وسرعة الكرة و الزمن التي تستغرقه لقطع هذه المسافة
السؤال : بالون ارصاد جوية يطير على ارتفاع ثابت فوق سطح الارض سقطت منه بعض الادوات نحو الارض فإذا اصطدمت بالارض بسرعة ( -73.5m/s ) ما الارتفاع الذي سقطت منه هذه الادوات ؟
الجواب : d=275.625m
السؤال : يبين الجدول 5- 3 المسافة الكلية التي تتدحرجها كرة إلى أسفل مستوى مائل في أزمنة مختلفة
a- مثل بيانيا العلاقة بين الموقع و الزمن ؟
b- احسب المسافة التي تدحرجتها الكرة بعد مرور 2.2s
الجواب : d=13m
السؤال : تتغير سرعة سيارة خلال فترة زمنية مقدارها 8.0sكما يبين ذلك الجدول 6-3
a- مثل بيانيا العلاقة بين السرعة المتجهة و الزمن
b- ما إزاحة السيارة خلال ثوان ؟
الجواب : d=20m
c- أوجد ميل الخط البياني بين الثانية t=0.0s و t=4.0s ماذا هذا الميل ؟
الجواب : الميل =4 وهو يمثل تسارع السيارة
d- أوجد ميل الخط البياني بين t=5.0 و t=7.0 ما الذي يدل عليه هذا الميل ؟
الجواب : الميل = صفر و هذا يدل على ان السيارة تسير بسرعة ثابتة
السؤال : توقفت شاحنة عند إشارة ضوئية و عندما تحولت الإشارة إلى اللون الاخضر تسارعت الشاحنة بمقدار 2.5 m/s و في اللحظة نفسها تجاوزتها سيارة تتحرك بسرعة منتظمة 15m/s اين و متى ستلحق الشاحنة بالسيارة
الجواب : بعد مرور 6 ثوان بعد مسافة 45m
السؤال : ترتفع طائرة مروحية رأسيا بسرعة 5.0m/s إذا اسقط كيس من حمولتها حتى وصل إلى سطح الارض 2s احسب :
a- سرعة الكيس لحظة وصوله إلى الارض
الجواب : V=19.6m/s
b-المسافة الني قطعها الكيس
الجواب :D=29.6m
c- بعد الكيس عن الطائرة لحظة وصوله إلى سطح الارض
الجواب :D=59.2m
التفكير الناقد
السؤال : صمم تجربة لقياس المسافة التي يتحركها جسم متسارع خلال فترات زمنية متساوية باستخدام الادوات التالية ؟
كاشف للحركة ( CBL) ( او بوابة ضوئية ) عربة مختبر ، خيط ، بكرة / ماسك على شكل حرف C. ثم ارسم منحنى ( السرعة المتجهة - الزمن ) ومنحنى ( الموقع - الزمن ) باستخدام اثقال مختلفة . وضح كيف يؤثر الثقل في رسمك البياني
الجواب :نربط الكرة بالخيط و نربط الخيط في الماسك و نحرك بسرعة منتظمة و نقيس سرعة الكرة بكاشف الحركة و نحسب المسافة التي يقطعها في زمن معين
السؤال : أيهما ذو تسارع أكبر ؟ سيارة تزيد سرعتها من 50Km/h إلى 60Km/h أو دراجة هوائية تنطلق من 0Km/h إلى Km/h خلال الفترة الزمنية نفسها ؟ وضح إجابتك
الجواب : كلاهما له نفس التسارع و يساوي 10m/s2
السؤال : ينطلق قطار سريع بسرعة 36.0m/s ثم يطرأ ظرف يقتضي تحويل مساره إلى سكة قطار محلى .اكتشف مهندس القطار السريع ان امامه ( على السكة نفسها ) قطارا محليا يسير ببطء في الاتجاه نفسه و تفصله عن القطار السريع مسافة قصيرة ( 1.00x10m) لم ينتبه مهندس القطار المحلي للكارثة الوشيكة و تابع سيره بنفس سرعة . فضغط مهندس القطار السريع على الفرامل و أبطأ سرعة القطار بمعدل منتظم مقداره 3.00m/s علما بأن سرعة القطار المحلي 11.0m/s لحل هذه المسألة اعتبر موقع القطار السريع لحظة اكتشاف المهندس القطار المحلي ، نقطة أصل . وبعد ذلك ، تذكر دائما ان القطار المحلي كان يسبق القطار السريع بمسافة 1.00x10mبالضبط و احسب بعد كل من القطارين عن نقطة الاصل في نهاية الـ 12.0s التي يستغرقها القطار السريع حتى يتوفق ( التسارع - 3.00m/s ) و السرعة تتغير من 36m/s إلى 0m/s
a- استنادا إلى حساباتك ، هل سيحدث تصادم
الجواب : نعم سيحدث تصادم
b- احسب موقع كل قطار عند نهاية كل ثانية ، بعد المشاهدة . اعمل جدولا تبين فيه بعد كل من القطارين عن نقطة الاصل في نهاية كل ثانية ثم اعمل رسما بيانيا لمنحنى ( الموقع - الزمن ) لكن من القطارين ( رسمان بيانيان على النظام الإحداثية )
الجواب : نعم سيحدث تصادم
الكتابة في الفيزياء
السؤال : ابحث في مساهمات جليليو في الفيزياء
الجواب : تختلف الإجابة من طالب لآخر
السؤال : ابحث في الحد الاقصى للتسارع الذي يتحمله الإنسان دون ان يفقد وعيه . ناقش كيف يؤثر هذا في تصميم ثلاث من وسائط التسلية أو النقل
الجواب : لا يوجد حد ولكن لا يجب التسارع بقوة لا تزيد الضغط على الاعصاب أي أنه لو كانت سرعة الإنسان 5000 أو 1000 أو 400 كيلو متر في الساعة لا تضر به ولكن التزايد في السرعة بسرعة شديدة هو من يفقد الإنسان وعيه لذلك يجب ان لا تزيد سرعة اي لعبة ترفيهية عن 1000 كليو متر في الساعة
مراجع تراكمية
السؤال : تصف المعادلة ادناه حركة جسم d= ( 35.0m/s ) . 5.0m
ارسم منحنى ( الموقع - الزمن ) و المخطط التوضيحي للحركة ثم اكتب مسألة فيزياء يمكن حلها باستخدام المعادلة
الجواب :
اختبار مقنن
السؤال : تتحرج كرة إلى أسفل تلة بتسارع منتظم 2.0m/sفإذا بدأت الكرة حركتها من السكون و استغرقت 4.0s قبل ان تتوقف . ما المسافة التي قطعتها الكرة قبل ان تتوقف
a-8.0m
b-12m
c-16m ( صح )
d-20m
السؤال : ما سرعة الكرة قبل ان تتوقف مباشرة ؟
a-2.0m/s
b-8.0m/s ( صح )
c-12m/s
d-16m/s
السؤال : تتحرك سيارة بسرعة ابتدائية 80Km/hثم تزداد سرعتها لتصل إلى 110Km/h بعد ان تقطع مسافة 500mما معدل تسارعها
a-0.44m/s ( صح )
b-8.4m/s
c-0.60m/s
d-9.80m/s
السؤال : سقط إصيص زهور من شرفة ترتفع 85mعن ارضية الشارع ما الزمن الذي استغرقه الإصيص في السقوط قبل ان يصطدم بالارض ؟
a-4.2s ( صح )
b-8.3s
c-8.7s
d-17s
السؤال : اسقط متسلق جبال حجرا ولاحظ زميله عند اسفل الجبل ان الحجز يحتاج إلى 3.20sحتى يصل إلى سطح الارض ما الارتفاع الذ يكان عنده المتسلق لحظة سقوط الحجر ؟
a-15.0m
b-31.0
c-50.0m ( صح )
d-100.0m
السؤال : اقتربت سيارة منطلقة بسرعة 91.0Km/hمن مطعم على بعد 30m امامها و عندما ضغط السائق على الفراميل بقوة اكتسبت السيارة تسارعا مقداره ( -6.40m/s) ما المسافة التي قطعها السائق حتى توقف ؟
a-14.0m
b-29.0m
c-50.0m ( صح )
d-100.0m
السؤال : يمثل الرسم البياني التالي حركة شاحنة . ما الإزاحة الكاية للشاحنة ؟ افرض ان الانجاه الموجب نحو الشمال
أ-150متر جنوبا
ب- 125شمالا ( صح )
ج- 300شمالا
د- 600جنوبا
السؤال : يمكن حساب التسارع اللححظى لجسم يتحرك وفق تسارع متغير بحساب:
أ- ميل مماس منحنى ( المسافة - الزمن عند نقطة ما ) ( صح )
ب- المساحة تحت منحنى ( المسافة - الزمن )
ج- المساحة تحت منحنى ( السرعة المتجهة - الزمن )
د- ميل المماس لمنحنى ( السرعة المتجهة - الزمن )
الاسئلة الممتدة
السؤال : مثل النتائج في الجدول ادناه بيانيا ثم اوجد من الرسم كلا من التسارع و الإزاحة بعد 12.0s
الجواب :
