ملف تدريبي: التصادُم المرن وغير المرن

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب التغيُّر في حركة الأجسام التي تتصادم تصادمًا مرنًا وتصادمًا غير مرن.

س١:

ضرب لاعبُ هوكي جليد كتلته 90.0 كجم قرصَ هوكي كتلته 0.150 كجم، فأصبحت سرعة القرص 45.0 m/s. إذا بدأ كلاهما من السكون، وكان الثلج عديم الاحتكاك، فما مقدار المسافة التي يرتدُّها اللاعب في الوقت الذي يستغرقه القرص ليصل إلى هدف يقع على مسافة 15.0 m؟

س٢:

انزلق طفل بزلاجة لأسفل تلٍّ واصطدم بسرعة 5.6 m/s بزلاجة ثابتة مطابقة لزلاجته. قُذف الطفل نتيجة التصادم بنفس السرعة، مخلفًا وراءه الزلاجتين اللتين تحركتا كجسم واحد بسرعة أقل. ما سرعة الزلاجتين بعد التصادم؟

س٣:

عربتان تسيران على طريق مستقيم وتتصادمان عند مقدمتهما. كانت العربة الأولى تسير بسرعة 3.6 m/s في الاتجاه الموجب 𝑥، والعربة الثانية تسير بسرعة 2.4 m/s في الاتجاه المعاكس. عقب التصادم، استمرت العربة الثانية في التحرك في نفس اتجاه حركتها الابتدائي بسرعة 0.24 m/s. إذا كانت كتلة العربة الثانية 5.0 أمثال العربة الأولى، فما كتلة العربة الأولى؟

س٤:

يصطدم جسيم ألفا اصطدامًا مرنًا بنواة يورانيوم 235 ثابتة. ما النسبة المئوية من طاقة حركة جسيم ألفا التي تنتقل إلى نواة اليورانيوم؟ افترض أن التصادم أحادي البعد.

س٥:

لاعبا هوكي مختلفا الكتلة اصطدم أحدهما بالآخر بشكل مباشر، وكان كلٌّ منهما يتحرَّك بسرعة 15 m/s. بعد التصادم، تحرَّك كلٌّ من لاعبي الهوكي في نفس الاتجاه بسرعة 5.0 m/s. كم تساوي كتلة لاعب الهوكي الأكبر من كتلة لاعب الهوكي الآخر؟

س٦:

في تصادم مرن، تصادمت سيارة تصادمية كتلتها 250 kg من الخلف مباشرةً مع سيارة تصادمية أخرى كتلتها 315 kg وتتحرك في نفس الاتجاه. السرعة الابتدائية للسيارة الأولى تساوي 4.3 m/s، والسرعة الابتدائية للسيارة الثانية تساوي 5.2 m/s.

. ما مقدار سرعة السيارة التي كتلتها 250 kg بعد التصادم؟

ما مقدار سرعة السيارة التي كتلتها 315 kg بعد التصادم؟

س٧:

يتحرَّك بروتون بسرعة 3.8×10 m/s في الاتجاه الموجب لمحور س.𝑥 يصطدم البروتون تصادمًا مرنًا بجسيم ألفا ساكن كتلته أربعة أمثال كتلة البروتون. بعد التصادم، تحرَّك البروتون في اتجاه 73 فوق الاتجاه الموجب لمحور س. 𝑥ما نسبة طاقة حركة البروتون بعد التصادم إلى طاقته قبل التصادم؟

س٨:

قرصان متماثلان من أقراص لعبة الهوكي، القرص 1، والقرص 2 على طاولة الهوكي الهوائي. القرص الأول كان في البداية في حالة سكون. يقترب القرص الثاني من القرص الأول، متحركًا غربًا بسرعة 4.7 m/s. اصطدم القرصان اصطدامًا مرنًا. بعد الاصطدام تحرك القرص الثاني في اتجاه 27 شمال الغرب.

ما سرعة القرص الأول بعد التصادم؟

ما قياس الزاوية التي يصنعها اتجاه حركة القرص الأول جنوب الغرب بعد الاصطدام؟

س٩:

تتحرَّك كرة بلياردو أُطلِق عليها الكرة1 في الاتجاه الموجب لمحور 𝑥 بسرعة 2.56 m/s. اصطدمت الكرة1 بكرة أخرى ساكنة أُطلِق عليها الكرة2. كتلة كل من الكرتين 230 g. بعد التصادم، كانت سرعة الكرة1 0.340 m/s وتحرَّكت في اتجاه 43.0 فوق الاتجاه الموجب 𝑥.

ما سرعة الكرة2 بعد التصادم؟

ما قياس الزاوية تحت الاتجاه الموجب لمحور 𝑥 التي يصنعها اتجاه حركة الكرة2؟

س١٠:

كرتا بيلياردو متماثلتان، الكرة أ والكرة ب، اصطدمتا. الكرة أ كانت تتحرك في البداية بسرعة (2.2𝑖0.4𝑗) m/s، والكرة ب كانت تتحرك بسرعة (1.4𝑖+2.4𝑗) m/s. اصطدمت الكرتان اصطدامًا مرنًا عندما كان يقع مركز الكرة أ عند نقطة الأصل ومركز الكرة ب عند النقطة (2𝑅,0)؛ حيث 𝑅 تمثِّل نصف قطر كلا الكرتين.

ما سرعة الكرة أ بعد الاصطدام؟

  • أ ( 1 . 0 𝑖 0 . 1 𝑗 ) m/s
  • ب ( 2 . 0 𝑖 0 . 4 𝑗 ) m/s
  • ج ( 2 . 4 𝑖 0 . 2 𝑗 ) m/s
  • د ( 1 . 4 𝑖 0 . 4 𝑗 ) m/s
  • ه ( 1 . 2 𝑖 + 0 . 4 𝑗 ) m/s

ما سرعة الكرة ب بعد الاصطدام؟

  • أ ( 2 . 2 𝑖 1 . 4 𝑗 ) m/s
  • ب ( 2 . 0 𝑖 + 2 . 0 𝑗 ) m/s
  • ج ( 2 . 2 𝑖 + 2 . 4 𝑗 ) m/s
  • د ( 2 . 1 𝑖 + 1 . 2 𝑗 ) m/s
  • ه ( 1 . 2 𝑖 + 2 . 1 𝑗 ) m/s

س١١:

في اصطدام مرن، سيارة تصادم كتلتها 400 kg اصطدمت مباشرةً من الخلف بسيارة تصادم أخرى مُماثِلة تتحرَّك في نفس الاتجاه. السرعة الابتدائية للسيارة الأمامية 5.60 m/s وسرعة السيارة الخلفية 6.00 m/s. افترِض أن كتلة السائقَيْنِ مُهمَلة.

ما السرعة النهائية لسيارة التصادم الأمامية؟

ما السرعة النهائية لسيارة التصادم الخلفية؟

س١٢:

كويكبان مختلفا الحجم يتحركان في اتجاه تصادم أحدهما بالآخر. الكويكب الأكبر كتلته 44×10 kg، والكويكب الأصغر كتلته 12×10 kg. سرعة الكويكب الأكبر 1120 m/s، وسرعة الكويكب الأصغر 688 m/s. يتحرك الكويكب الأكبر في الاتجاه الموجب للمحور 𝑥، ويتحرك الكويكب الأصغر في اتجاه 27 فوق الاتجاه الموجب للمحور 𝑥. عندما اصطدم الكويكبان التصقا معًا.

ما السرعة التي يتحرك بها الكويكبان بعد الاصطدام؟

  • أ 7 . 0 × 1 0 m/s
  • ب 2 . 0 × 1 0 m/s
  • ج 4 . 2 × 1 0 m/s
  • د 1 . 0 × 1 0 m/s
  • ه 3 . 5 × 1 0 m/s

ما قياس الزاوية التي يصنعها اتجاه حركة الكويكبين فوق الاتجاه الموجب للمحور 𝑥 بعد التصادم؟

س١٣:

طفل كتلته 34 kg يقود مزلجة كتلتها 18 kg هابطًا إلى أسفل تل. عند أسفل التل، تحركت المزلجة التي يقودها الطفل أفقيًّا وتصادمت تصادمًا مرنًا بسرعة 4.8 m/s مع مزلجة ساكنة لها نفس الكتلة. قفز الطفل إلى الأمام من مزلجته بسرعة 4.8 m/s، وسقط على الأرض بعيدًا عن كلتا المزلجتين. بعد التصادم، استمرت المزلجة التي قفز منها الطفل في الحركة.

بعد التصادم، ما مقدار سرعة المزلجة التي قفز منها الطفل؟

بعد التصادم، ما مقدار سرعة المزلجة التي كانت ساكنة في البداية؟

س١٤:

سقطت بيضة كتلتها 3.7 g من فوق منضدة ارتفاعها 84 cm وانكسرت. ما مقدار الدَّفْع الذي أثَّرت به الأرضية على البيضة؟

س١٥:

اصطدمت كرة بلياردو سرعتها 𝑣=(1.6𝑖0.7𝑗) m/s تصادمًا مرنًا بحائط يوازي اتجاه 𝑗. ما سرعة كرة البلياردو بعد التصادم؟

  • أ ( 1 . 6 𝑖 + 0 . 7 𝑗 ) m/s
  • ب ( 0 . 7 𝑗 ) m/s
  • ج ( 1 . 6 𝑖 + 0 . 7 𝑗 ) m/s
  • د ( 1 . 6 𝑖 ) m/s
  • ه ( 1 . 6 𝑖 0 . 7 𝑗 ) m/s

س١٦:

كرتا بلياردو متطابقتان أُطلق عليهما الكرة 𝐴، والكرة 𝐵. الكرة 𝐴 سرعتها 𝑣=(2.0𝑖1.0𝑗) m/s. الكرة 𝐵 سرعتها 𝑣=(1.2𝑖+1.4𝑗) m/s. تصادمت كرتا البلياردو تصادمًا مرنًا عندما كان مركز الكرة 𝐴 عند نقطة الأصل، ومركز الكرة 𝐵 عند النقطة (2𝑅,0). افترِض أن القوة بين الكرتين عمودية على نقطة الاتصال بينهما ولا توجد قوة احتكاك بين الكرتين عند تصادمهما.

ما سرعة الكرة 𝐴 بعد التصادم؟

  • أ ( 1 . 2 𝑖 + 1 . 0 𝑗 ) m/s
  • ب ( 1 . 2 𝑖 + 1 . 0 𝑗 ) m/s
  • ج ( 1 . 0 𝑗 ) m/s
  • د ( 1 . 2 𝑖 1 . 0 𝑗 ) m/s
  • ه ( 1 . 2 𝑖 1 . 0 𝑗 ) m/s

ما سرعة الكرة 𝐵 بعد التصادم؟

  • أ ( 2 . 0 𝑖 1 . 4 𝑗 ) m/s
  • ب ( 2 . 0 𝑖 1 . 4 𝑗 ) m/s
  • ج ( 2 . 0 𝑖 + 1 . 4 𝑗 ) m/s
  • د ( 2 . 0 𝑖 + 1 . 4 𝑗 ) m/s
  • ه ( 2 . 0 𝑖 ) m/s

س١٧:

مقذوفان يُطلق عليهما المقذوف الأول والمقذوف الثاني وكتلة كل منهما 150 g، 225 g على الترتيب. أُطلق هذان المقذوفان معًا بسرعة 55.0 m/s وبزاوية قياسها 26.0 فوق الأفقي. الحركة الأفقية للمقذوفين في اتجاهين متضادين؛ حيث يتحرك كل مقذوف أفقيًّا في اتجاه النقطة التي أُطلق منها المقذوف الآخر. المسافة الأفقية بين نقطتي إطلاق المقذوفين تساوي 550 m. تصادم المقذوفان عندما وصلا إلى أقصى إزاحة رأسية لأعلى من موضِعَي إطلاقهما. بعد التصادم، تحرك المقذوفان معًا. ما إزاحة نقطة هبوط المقذوفين من نقطة إطلاق المقذوف الثاني في اتجاه المقذوف الأول؟

س١٨:

ما مُعامِل ارتداد تصادم مرن مثالي؟

س١٩:

ما مُعامِل ارتداد تصادم لدن مثالي؟

س٢٠:

قرص هوكي جليد أحمر كتلته 15 g، وقرص هوكي جليد أزرق كتلته 12 g، يقعان على سطح أفقي مستوٍ في حلبة هوكي الجليد، كما هو موضَّح في الشكل. يُنتِج السطح احتكاكًا مهملًا لمقاومة حركة أقراص الهوكي. كان القرص الأحمر في البداية في حالة سكون، والقرص الأزرق يتحرك إلى اليسار، في اتجاه القرص الأحمر، بسرعة مقدارها 2.5 m/s. افترض أن القرصين تصادما تصادمًا مرنًا، وكانت الإزاحة إلى اليمين تقابل قيمًا موجبة.

ما سرعة القرص الأحمر بعد التصادم؟

ما سرعة القرص الأزرق بعد التصادم؟

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.