فيديو السؤال: المقارنة بين حركتي مقذوف في مسارين مختلفين الفيزياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل مثالين على حركة مقذوف؛ حيث تؤثر على المقذوف في كل مثال إحدى القوتين ‪𝐅‬‏ واحد، ‪𝐅‬‏ اثنين، بجانب تأثير وزنه. في المثال الأول؛ أي المثال ‪A‬‏، زاوية إطلاق المقذوف أقرب إلى كونها رأسية لأعلى. أما في المثال الآخر؛ أي المثال ‪B‬‏، فزاوية إطلاق المقذوف أصغر بكثير، وأقرب إلى كونها أفقية. في كلا المثالين، المسافة الأفقية التي يقطعها المقذوف واحدة. أي عبارة من هذه العبارات تصف حركة المقذوف وصفًا صحيحًا؟ أ: في المثال ‪A‬‏، المقذوف له سرعة رأسية أكبر، ويبقى في الهواء مدة أطول. ب: في المثال ‪A‬‏، المقذوف له سرعة رأسية أكبر، لكنه لا يبقى في الهواء مدة أطول. ج: في المثال ‪B‬‏، المقذوف له سرعة رأسية أكبر، ويبقى في الهواء مدة أطول. د: في المثال ‪B‬‏، المقذوف له سرعة رأسية أكبر، لكنه لا يبقى في الهواء مدة أطول.

في هذا السؤال، نريد أن نحدد في أي مثال يكون المقذوف له سرعة رأسية أكبر، ويبقى في الهواء مدة زمنية أطول. سنبدأ بتناول السرعة الرأسية.

سنشير إلى أقصى ارتفاع يصل إليه المقذوف في المثال ‪A‬‏ على الشكل لدينا بـ ‪ℎA‬‏، وسنشير إلى أقصى ارتفاع يصل إليه المقذوف في المثال ‪B‬‏ بـ ‪ℎB‬‏. يمكننا تذكر أنه في كلا المثالين، يؤثر لأسفل على المقذوف عجلة الجاذبية الأرضية الثابتة ‪𝑔‬‏. لذا، دعونا نرسم ذلك على الشكل. هكذا، يمكننا ملاحظة أن المقذوف في المثال ‪A‬‏ يقطع مسافة أكبر لأعلى. وكما ذكرنا سابقًا، عجلة الجاذبية الأرضية المؤثرة على المقذوف في المثالين ثابتة. هذا يعني أنه لكي يصل المقذوف إلى ارتفاع أعلى في المثال ‪A‬‏، لا بد أن تكون له سرعة رأسية أعلى مقارنة بالمثال ‪B‬‏. ومن ثم، يمكننا استبعاد خياري الإجابة ج، د.

والآن، دعونا نتناول المدة الزمنية التي يبقى فيها المقذوف في الهواء. المدة الزمنية التي يبقى فيها المقذوف في الهواء هي نفس المدة الزمنية التي تتباطأ فيها الحركة الرأسية لأعلى حتى تتوقف، وبعدها يسقط المقذوف على الأرض. عندما يكون المقذوف عند أقصى ارتفاع له في المثالين، تكون له سرعة رأسية تساوي صفرًا. كذلك، نعلم أن المقذوف في المثال ‪A‬‏ يقطع مسافة رأسية أكبر للوصول إلى الأرض مقارنة بالمثال ‪B‬‏. بما أن المقذوف في المثالين تؤثر عليه لأسفل عجلة الجاذبية الثابتة ‪𝑔‬‏، فلا بد أن المقذوف في المثال ‪A‬‏ يستغرق وقتًا أطول ليسقط على الأرض من أقصى ارتفاع له مقارنة بالمثال ‪B‬‏. هذا يوضح أن المقذوف في المثال ‪A‬‏ يبقى في الهواء مدة زمنية أطول مقارنة بالمثال ‪B‬‏. ومن ثم، يمكننا استبعاد خيار الإجابة ب.

بذلك، يتبقى لدينا خيار الإجابة أ، وهو الإجابة الصحيحة. في المثال ‪A‬‏، المقذوف له سرعة رأسية أكبر، ويبقى في الهواء مدة أطول.