ملف تدريبي: طاقة الحركة الدورانية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب طاقة الحركة الدورانية لجسم من عزم القصور الذاتي له وخواصه الكينماتيكية الأخرى.

س١:

نجم نيوتروني كتلته 2.00×10 kg ونصف قطره 10.0 km، يدور حول محوره بزمن دوري مقداره 0.02000 seconds. ما مقدار طاقة حركته الدورانية؟

  • أ 3 . 2 9 × 1 0 J
  • ب 3 . 9 5 × 1 0 J
  • ج 4 . 2 0 × 1 0 J
  • د 4 . 8 1 × 1 0 J
  • ه 3 . 6 0 × 1 0 J

س٢:

يتكوَّن نظام من أسطوانة حلقية كتلتها 1.0 kg، ونصف قطرها الداخلي 20 cm، ونصف قطرها الخارجي 30 cm، مثبَّتة على قرص كتلته 2.0 kg، ونصف قطره 50 cm. يدور النظام حول محور يمر خلال مركزَي الأسطوانة الدائرية والقرص بمعدل 10 rev/s.

ما عزم القصور الذاتي للنظام؟

ما طاقة الحركة الدورانية للنظام؟

س٣:

طوق نصف قطره 3.00 m، وكتلته 6.3 kg. يتدحرج الطوق على سطح أفقي بسرعة 8.8 m/s.

ما مقدار الشغل المطلوب ليصل الطوق إلى حالة السكون؟

بدأ الطوق في التدحرج لأعلى منحدر يميل على الأفقي بزاوية قياسها 44. ما المسافة التي يقطعها الطوق على المنحدر قبل الوصول إلى السكون لحظيًّا؟

س٤:

ألقى أحد الرماة في لعبة البيسبول الكرةَ بحركة بها دوران للساعد حول مفصل الكوع، إضافةً إلى حركات أخرى. إذا كانت السرعة الخطية للكرة بالنسبة إلى مفصل الكوع 20.0 m/s بمسافة تبعُد عن المفصل بمقدار 0.480 m، وكان عزم القصور الذاتي للساعد 0.500 kg⋅m2، فما طاقة الحركة الدورانية للساعد؟

س٥:

عجلة كتلتها 32 kg، سرعتها الزاوية 110/rads. نصف القطر الداخلي للعجلة 0.380 m، ونصف قطرها الخارجي 0.520 m. ما مقدار طاقة الحركة الدورانية للعجلة؟

  • أ 4 . 0 × 1 0 J
  • ب 2 . 0 × 1 0 J
  • ج 3 . 9 × 1 0 J
  • د 5 . 6 × 1 0 J
  • ه 1 . 8 × 1 0 J

س٦:

قام غطاس بحركة شقلبة خلال الغطس بثَنْي أطرافه. طاقة الحركة الدورانية 100 J، وعزم القصور الذاتي عندما تكون أطرافه مَثْنِية 9 kg⋅m2. ما معدل الدوران خلال الشقلبة؟

  • أ 5 rad/s
  • ب 10 rad/s
  • ج 20 rad/s
  • د 9 rad/s
  • ه 3 rad/s

س٧:

تحتوي ماكينة صنفرة كهربية على أسطوانة دوَّارة كتلتها 0.30 kg، ونصف قطرها 30.0 cm. تدور الأسطوانة بسرعة 80 rev/s، ولكن عند استخدامها على حائط خشبي خشن، ينخفض معدَّل الدوران بمقدار 40%.

ما طاقة الحركة الدورانية للأسطوانة الدوَّارة عندما تكون ملامِسة للحائط؟

ما مقدار الانخفاض في طاقة الحركة الدورانية للأسطوانة عندما تكون ملامِسة للحائط؟

س٨:

كتلة طوق أجوف نصف قطره 1.0 m تساوي 6.0 kg. يتدحرج الطوق فوق سطح أفقي بسرعة مقدارها 10.0 m/s.

ما مقدار الشغل اللازم لإيقاف الطوق؟

إذا بدأ الطوق في الحركة لأعلى سطح يميل على الأفقي بزاوية قياسها 30 بسرعة مقدارها 10.0 m/s، فما المسافة التي يقطعها على السطح قبل أن يتوقَّف ويبدأ في الحركة لأسفل؟

س٩:

للأرض طاقة حركة دورانية نتيجة حركتها حول محورها. للأرض أيضًا طاقة حركة نتيجة دورانها حول الشمس. استخدِم القيمة 5.97×10 kg لكتلة الأرض، والقيمة 6371 km لنصف قطر الأرض.

احسب طاقة حركة الأرض نتيجة دورانها حول محورها.

  • أ 2 . 6 9 × 1 0 J
  • ب 2 . 5 6 × 1 0 J
  • ج 2 . 6 0 × 1 0 J
  • د 2 . 6 6 × 1 0 J
  • ه 2 . 5 0 × 1 0 J

احسب طاقة حركة الأرض نتيجة دورانها حول الشمس. افترِض أن الأرض تتحرَّك حول الشمس في مدار دائري نصف قطره 1.496×10 m.

  • أ 2 . 9 3 × 1 0 J
  • ب 3 . 1 1 × 1 0 J
  • ج 2 . 6 5 × 1 0 J
  • د 2 . 0 5 × 1 0 J
  • ه 2 . 3 7 × 1 0 J

س١٠:

تُدفَع طائرة مروحية أفقيًّا بسرعة مقدارها 20.0 m/s بواسطة دوران دوار المروحية ذي الرِّيَش الأربع بمُعدَّل دوران مقداره 300 rpm. تبلغ كتلة كلِّ ريشة 50.0 kg، ويبلغ طولها 4.00 m، ويُمكِن نمذجتها على أنها قضيب رقيق متصل من أحد طرفَيْهِ بمحور دوران عمودي على طوله. كتلة الطائرة المروحية ورِيَش دوارها 1000 kg.

أوجد طاقة الحركة الدورانية للرِّيَش.

  • أ 5 . 2 6 × 1 0 J
  • ب 1 . 3 2 × 1 0 J
  • ج 2 . 6 3 × 1 0 J
  • د 2 . 0 0 × 1 0 J
  • ه 3 . 3 6 × 1 0 J

أوجد نسبة طاقة الحركة الدورانية للرِّيَش إلى طاقة الحركة الانتقالية للطائرة المروحية؟

س١١:

قُذِف بوميرانج كتلته 1.00 kg، كما هو موضَّح بالشكل. سرعة البوميرانج الابتدائية 30.0 m/s في اتجاه يرتفع عن الأفقي بزاوية 40.0. يدور البوميرانج بمعدل 10.0 rev/s أثناء طيرانه. عند تمثيل طاقة البوميرانج، افترض أن عزم قصوره الذاتي 𝐼=112mL؛ حيث 𝐿=0.700m.

ما الطاقة الكلية للبوميرانج في بداية طيرانه؟

ما أقصى إزاحة رأسية لأعلى للبوميرانج؟

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