حل الفصل الأول الحركة الدورانية كتاب فيزياء 2 للمرحلة الثانوية و حلول كتاب الفيزياء 2 المرحلة الثانوية للعام الدراسي 1442 هـ.
يتضمن الفصل الأول ثلاثة دروس هي على الترتيب: وصف الحركة الدورانية - ديناميكا الحركة الدورانية - الاتزان، بالإضافة إلى تقويم الفصل.
الفصل الأول الحركة الدورانية
نكمل معكم باستعراض حلول الفصل الأول في حل كتاب فيزياء 2 مقررات ثانوي وهو أول فصول الكتاب لهذا الفصل الدراسي.
حل درس وصف الحركة الدورانية
السؤال : إذا استبدلت بإطارات سيارتك إطارات أخرى قطرها أكبر فكيف يتغير السرعة الزاوية المتجهة وعدد الدورات إذا قمت بالرحلة نفسها، وقطعت المسافة نفسها ملتزم بالسرعة الخطية نفسها؟
الجواب : ستقل w ويقل عدد الدورات
السؤال: الإزاحة الزاوية هل لكل أجزاء عقرب الدقائق الإزاحة الزاوية نفسها ؟ وهل لها إزاحة خطية متماثلة؟
الإزاحة الزاوية – نعم، الإزاحة الخطية _ لا، لأنها دالة لنصف القطر.
حل درس ديناميكا الحركة الدورانية
السؤال: العزم: يريد عبد الرحمن أن يدخل من باب دوار ساكن , وضح كيف يدفع الباب ليولد عزما بأقل مقدار من القوة المؤثرة ؟ وأين يجب أن تكون نقطة تأثير تلك القوة؟
الحل: لتوليد عزم بأقل قوة عليك دفع الباب مقتربا ما أمكن من الحافة وبزاوية قائمة بالنسبة للباب
حل درس الاتزان
السؤال : مركز الكتلة هل يمكن أن يكون مركز كتلة جسم في نقطة خارج الجسم؟ وضح ذلك.
الجواب : لا يوجد شيء في التعريف يتطلب أن تكون كتلة الجسم أو جزء منها في مركز الكتلة
السؤال : استقرار الجسم لماذا تكون المركبة المعدلة التي أضيف إليها نوابض لتبدو مرتفعة، أقل استقرارا من مركبة مشابهة غير معدلة؟
الجواب : مركز الكتلة يرتفع ولكن لا يزداد حجم قاعدتها.
السؤال : تعيين مركز الكتلة وضح كيف يمكنك إيجاد مركز كتلة كتاب الفيزياء؟
الجواب : أربط خيط بإحدى زوايا الكتاب وأعلقه ثم أرسم خطة على طول الخيط، أربط الخيط بزاوية أخرى من زوايا الكتاب وأعلقه ثانية وأرسم خطا آخر على امتداد الخيط سيكون مركز الكتلة في نقطة تقاطع الخطين
السؤال : دوران الأطر المرجعية إذا وضعت قطعة نقد على قرص دوار، وبدأت في الانزلاق إلى الخارج عند زيادة سرعة دورانها، فما القوى المؤثرة فيها؟
الجواب :كتلة الأرض تؤثر بقوة إلى أسفل
السؤال :التفكير الناقد عندما تستخدم الكوابح ينخفض الجزء الأمامي للسيارة إلى أسفل لماذا؟
الجواب : تؤثر الطريق بقوة في الإطارات مما يؤدي إلي توف السيارة، مركز الكتلة فوق الطريق لذا توجد محصلة عزم على السيارة يحاول تدوير السيارة في الاتجاه الذي يجعل مقدمتها تنخفض إلي أسفل
حل تقويم الفصل الأول الحركة الدورانية
السؤال : لمعايرة العجلات توضع عجلة السيارة على محور دوران رأسي، وتضاف إليها أثقال لجعلها في وضع أفقي. لماذا تكافئ عملية وضع الأثقال على العجلة عملية تحريك مركز كتلتها حتى يصبح في منتصفها؟
الجواب : عندما يتزن الدولاب بحيث لا يدور في أي اتجاه عندها لا يؤثر فيه عزم وهذا يعني أن مركز الكتلة في نقطة المركز
السؤال : يقود سائق سيارة بطريقة خطرة، حيث يقودها على إطارين جانبيين فقط. فأين يكون مركز كتلة السيارة؟
الجواب : يكون مباشرة فوق الخط بين النقطتين اللتين يلامس الدولابان عندهما الأرض ليس هناك محصلة عزم على السيارة لذلك فهي متزنة ومستقرة مؤقتا
السؤال :لماذا تتزن عندما تقف على أطراف أصابع قدميك حافية، ولا تستطيع الاتزان إذا وقفت مواجها للجدار وأصابع قدميك تلامسه؟
الجواب : يجب أن يكون مركز كتلتك فوق نقطة الدعم ولكن مركز كتلتك تقريبا في مركز جسمك لذلك وأنت على رؤوس أصابعك فان نصف جسمك تقريبا يجب أن يكون إما رؤوس أصابعك والنصف الآخر خلفها إذا كانت رؤوس أصابعك مقابل الحائط لا يكون أي جزء من جسمك أمام رؤوس أصابعك.
السؤال : لماذا يظهر لاعب الجمباز وكأنة يطير في الهواء عندما يرفع ذراعيه فوق رأسه في أثناء القفز؟
الجواب : يحرك مركز كتلته قريبا من رأسه.
السؤال : لماذا يكون احتمال انقلاب سيارة لها إطارات أقطارها كبيرة أكبر من احتمال انقلاب سيارة ذات إطارات أقطارها صغيرة؟
الجواب : مركز الكتلة للسيارة ذات الدواليب الكبيرة يقع عند نقطة اعلي مما في السيارات ذات الدواليب الصغيرة لذا يمكن أن تنقلب دون أن تميل
السؤال : ناقلا حركة، أحدهما صغير والآخر كبير، متصلان معا ويدوران كما في الشكل.قارن أولا بين سرعتيهما الزاويتين المتجهتين، ثم بين السرعتين الخطيتين لسنين متصلين معا.
الجواب : السرعات الخطية للأسنان متماثلة لان أنصاف الأقطار مختلفة وتكون السرعات الزاوية مختلفة .
السؤال : الدوران في حوض الغسالة ما مبدأ عمل الغسالة؟ وكيف يؤثر دوران الحوض في الغسيل؟ أشرح ذلك بدلالة القوى على الملابس والماء.
الجواب : يخضع الماء والملابس في دائرة الدوران لتسارع مركزي تؤثر اسطوانة الدوران بقوي في الملابس ولكن عندما يصل الماء الثقوب في اسطوانة الدوران لا تؤثر فيه قوي مركزية للداخل وعندها يتحرك بخط مستقیم خارج اسطوانة الدوران
السؤال : الإطار المثقوب افترض أن أحد إطارات سيارة والدك قد ثقب، وأخرجت العدة لتساعده ووجدت أن هناك مشكلة في مقبض مفتاح الشد المستخدم لفك صمولة البراغي الثابتة، وأنه من المستحيل فك الصواميل، فاقترح عليك والدك عدة طرائق لزيادة العزم المؤثر لفكها. اذكر ثلاث طرائق يمكن أن يقترحها عليك والدك؟
الجواب : ضع أنبوب إطالة في طرف مفتاح الشد لزيادة ذراع القوة اثر بقوتك بزاوية عمودية في مفتاح الشد أو زد القوة المؤثرة بالوقوف على طرف مفتاح الشد
السؤال : الألعاب البهلوانية يسير لاعب بهلواني على حبل حاملا قضيبا يتدلى طرفاه أسفل مركزه. انظر إلى الشكل 16-1. كيف يؤدي القضيب إلى زيادة اتزان اللاعب؟ تلميح: ابحث في مركز الكتلة.
الجواب : تدلي طرفي القضيب يجعل مركز الكتلة يقترب من السلك مما يقلل من عزم الدوران علي اللاعب ويزيد من ثباته ، كذلك يزيد القضيب من عزم القصور الذاتي للاعب ويعمل كل من زيادة عزم القصور الذاتي وتقليل العزم المؤثر
علي تقليل التسارع الزاوي إذا أصبح اللاعب في حالة عدم اتزان، كذلك يستطيع اللاعب استخدام القضيب لإزاحة مركز الكتلة من اجل الاتزان
السؤال : لعبة الحصان الدوار عندما كان أحمد يجلس على لعبة الحصان الدوار، قذفت مفتاحا نحو صديقك الواقف على الأرض لكي يلتقطه. هل يجب علي قذف المفتاح قبل أن تصل النقطة التي يقف عندها صديقك بوقت قصير، أم ينتظر حتى يصبح صديقه خلفه مباشرة؟ وضح ذلك.
الجواب : لك سرعة مماسية نحو الأمام لذا سوف ينطلق المفتاح من يدك بتلك السرعة لذلك عليك قذفه قبل ذلك.
السؤال : تصنف محركات السيارات وفق عزم الدوران الذي تنتجه. ابحث عن سبب الاهتمام بعزم الدوران وقياسه
الجواب : تتسارع السيارة بسبب القوة التي تؤثر بها الأرض في الدواليب وتصدر هذه القوة عن المحرك كنتيجة لتدوير محور الدواليب وينتج عن ذلك عوم يساوي القوة المؤثرة لكنها لا تغير العزم لذلك فان مقدار العزم المتولد من المحرك ينتقل إلي الدواليب.
حل اختبار مقنن الفصل الأول الحركة الدورانية
أثرت قوة مقداره ا 60 N في أحد طرفي رافعة طولها 1.0 m , أما الطرف الآخر للرافعة فيتصل بقضيب دوار متعامد معها, بحيث يمكن تدوير القضيب بدفع الطرف البعيد للرافعة إلى أسفل. فإذا كان اتجاه القوة المؤثرة في الرافعة يميل 30 فما العزم المؤثر في الرافعة؟
- 30N
- 52N
- 60N
- 69N
