ملف تدريبي: حفظ الطاقة الميكانيكية في المدارات

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب طاقة الحركة اللازمة للحفاظ على مدار دائري حول نجم أو كوكب.

س١:

يوضِّح الشكل كوكبًا يدور حول نجم في مسار بيضاوي.

عند أيِّ نقطة من النقاط الموضَّحة على الشكل تكون قيمة طاقة وضع الجاذبية للكوكب أكبر ما يمكن؟

  • أالنقطة هـ
  • بالنقطة ج
  • جالنقطة د
  • دالنقطة أ
  • هالنقطة ب

عند أيِّ نقطة من النقاط الموضَّحة على الشكل تكون قيمة طاقة حركة الكوكب أكبر ما يمكن؟

  • أالنقطة د
  • بالنقطة هـ
  • جالنقطة أ
  • دالنقطة ج
  • هالنقطة ب

عندما يتحرَّك الكوكب من النقطة د إلى النقطة ج، أتزيد طاقة وضع الجاذبية له، أم تقلُّ، أم تظلُّ ثابتة؟

  • أتزيد.
  • بتظلُّ ثابتة.
  • جتقلُّ.

عندما يتحرَّك الكوكب من النقطة ج إلى النقطة ب، أتزيد طاقة حركته، أم تقلُّ، أم تظلُّ ثابتة؟

  • أتقلُّ.
  • بتظلُّ ثابتة.
  • جتزيد.

س٢:

يوضِّح الشكل كوكبين يدوران حول نجم. كلا الكوكبين لهما نفس الكتلة. نصف قطر مدار الكوكب ٢ يساوي ضعف نصف قطر مدار الكوكب ١.

ما نسبة طاقة حركة الكوكب ٢ إلى طاقة حركة الكوكب ١؟

  • أ٤
  • ب١٤
  • ج١
  • د٢
  • ه١٢

س٣:

أيُّ الخطوط الخمسة في الرسم البياني يوضِّح بطريقة صحيحة كيفية تغيُّر طاقة حركة جسم يتحرَّك في مدار دائري بتغيُّر نصف قطر المدار؟

  • أالخط البنفسجي
  • بالخط الأخضر
  • جالخط الأحمر
  • دالخط الأسود
  • هالخط الأزرق

س٤:

يوضِّح الشكل كوكبين يدوران حول نجم. كلا الكوكبين لهما نفس طاقة الحركة. نصف قطرالكوكب 2 يساوي ثلاثة أمثال نصف قطر الكوكب 1.

ما نسبة كتلة الكوكب 2 إلى كتلة الكوكب 1؟

س٥:

على مسافة 𝑅 من أحد الكواكب، يوجد جسم كتلته 𝑀، وطاقة وضع الجاذبية له 4.00 GJ. كانت سرعة الجسم مماسية للخط الواصل بين مركز كتلة الجسم والكوكب.

إذا كانت طاقة حركة الجسم 2.00 GJ، فماذا يحدث له؟

  • أيتحرَّك مُقترِبًا من الكوكب، ومُكتسِبًا طاقة حركة. تتسبَّب طاقة حركته الزائدة في تحرُّكه مُبتعِدًا عن الكوكب مرة أخرى، ومُتَّبِعًا مدارًا إهليجيًّا.
  • بيدور حول الكوكب في مسار دائري.
  • جيهرب تمامًا من قوة جاذبية الكوكب.
  • ديتحرَّك مُقترِبًا من الكوكب قبل جذبه مرة أخرى بواسطة الجاذبية، ومُتَّبِعًا مدارًا إهليجيًّا.

إذا كانت طاقة حركة الجسم 3.00 GJ، فماذا يحدث له؟

  • أيتحرَّك مُبتعِدًا عن الكوكب قبل جذبه مرة أخرى بواسطة الجاذبية، ومُتَّبِعًا مدارًا إهليجيًّا.
  • بيتحرَّك مُقترِبًا من الكوكب، ومُكتسِبًا طاقة حركة. تتسبَّب طاقة حركته الزائدة في تحرُّكه مُبتعِدًا عن الكوكب مرة أخرى، ومُتَّبِعًا مدارًا إهليجيًّا.
  • جيدور حول الكوكب في مسار دائري.
  • ديهرب تمامًا من قوة جاذبية الكوكب.

س٦:

أيُّ الصِّيَغ الآتية توضِّح نسبة طاقة الحركة 𝐸K إلى طاقة وضع الجاذبية 𝐸P لجسم موجود في مدار دائري؟

  • أ𝐸=𝐸٢KP
  • ب𝐸=٤𝐸KP
  • ج𝐸=٢𝐸KP
  • د𝐸=𝐸KP٢
  • ه𝐸=𝐸٤KP

س٧:

مارس أوديسي مركبة فضائية أُطلقتْ عام ٢٠٠١ للدوران حول المريخ. نصف قطر مدارها يساوي ٣‎ ‎٧٩٠ كم، وكتلتها تساوي ٣٧٦ كجم. ما قيمة طاقة الحركة للمركبة الفضائية؟ اعتبر ٢٤٫٦×٠١٣٢ كجم قيمة كتلة كوكب المريخ، ٧٦٫٦×٠١١١ م٣/كجم⋅ث٢ قيمة ثابت الجذب العام. قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

  • أ٢٫٢٥ جيجا جول
  • ب١٫١٢ جيجا جول
  • ج٢٫١٢ جيجا جول
  • د٢٫١٢ تيرا جول
  • ه٥٦٠ ميجا جول

س٨:

أيُّ الصيغ الآتية تَصِف بطريقة صحيحة العلاقة بين طاقة الحركة لجسم يتحرَّك في مدار دائري ونصف قطر المدار؟

  • أ𝐸1𝑟
  • ب𝐸𝑟
  • ج𝐸𝑟
  • د𝐸1𝑟
  • ه𝐸𝑟

س٩:

يدور جسم كتلته 200 kg حول الأرض في مدار دائري نصف قطره 40‎ ‎000 km.

ما طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والأرض؟ استخدم القيمة 5.97×10 kg لكتلة الأرض، والقيمة 6.67×10 m3/kg⋅s2 لثابت الجذب العام. قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

ما طاقة حركة الجسم؟ قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

إذا كان الجسم يبعُد مسافة قطرية مقدارها 30‎ ‎000 km عن الأرض بدلًا من ذلك، فما طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والأرض؟ قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

إذا انتقل الجسم من موضع في مداره يبعُد 40‎ ‎000 km عن الأرض إلى موضع يبعُد 30‎ ‎000 km عن الأرض، وكانت كل طاقة وضع الجاذبية المفقودة من نظام الجسم والأرض مُكتسبَة بواسطة الجسم على شكل طاقة حركة، فما مقدار طاقة حركة الجسم؟ قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

ما مقدار زيادة طاقة الحركة للجسم عن طاقة الحركة المطلوبة لإبقاء الجسم في مسار دائري يبعد 30‎ ‎000 km عن الأرض؟ قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

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