ورقة تدريب الدرس: حفظ الطاقة الميكانيكية في المدارات الفيزياء

البدء في التمرين

في ورقة التدريب هذه، سوف نتدرَّب على حساب طاقة الحركة اللازمة للحفاظ على مدار دائري حول نجم أو كوكب.

س١:

يوضِّح الشكل كوكبين يدوران حول نجم. كلا الكوكبين لهما نفس الكتلة. نصف قطر مدار الكوكب 2 يساوي ضعف نصف قطر مدار الكوكب 1.

ما نسبة طاقة حركة الكوكب 2 إلى طاقة حركة الكوكب 1؟

  • أ2
  • ب14
  • ج4
  • د12
  • ه1

س٢:

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

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

س٣:

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؟

س٤:

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

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

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

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

  • أتظلُّ ثابتة.
  • بتقلُّ.
  • جتزيد.

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

  • أتظلُّ ثابتة.
  • بتقلُّ.
  • جتزيد.

س٥:

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

  • أ𝐸=−𝐸4KP
  • ب𝐸=−𝐸2KP
  • ج𝐸=−2𝐸KP
  • د𝐸=−𝐸KP
  • ه𝐸=−4𝐸KP

س٦:

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.

س٧:

أوديسة المريخ 2001 مركبة فضائية تدور حول المريخ. نصف قطر مدارها 3‎ ‎790 km، وكتلتها 376 kg. ما طاقة حركة المركبة الفضائية؟ استخدم القيمة 6.42×10 kg لكتلة المريخ، والقيمة 6.67×10 m3/kg⋅s2 لثابت الجذب العام. أوجد إجابتك بالصيغة العلمية لأقرب منزلتين عشريتين.

  • أ2.25×10 J
  • ب1.12×10 J
  • ج2.12×10 J
  • د2.12×10 J
  • ه5.60×10 J

س٨:

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

  • أ𝐸∝1𝑟
  • ب𝐸∝𝑟
  • ج𝐸∝√𝑟
  • د𝐸∝1𝑟
  • ه𝐸∝𝑟

س٩:

يدور جسم كتلته 200 kg حول الأرض في مدار دائري نصف قطره 40‎ ‎000 km. استخدم القيمة 5.97×10 kg لكتلة الأرض، والقيمة 6.67×10 m3/kg⋅s2 لثابت الجذب العام.

ما طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والأرض؟ اكتب إجابتك بالصيغة العلمية لأقرب منزلتين عشريتين.

  • أ−9.95×10 J
  • ب−9.95×10 J
  • ج−1.99×10 J
  • د1.99×10 J
  • ه9.95×10 J

ما طاقة حركة الجسم؟ اكتب إجابتك بالصيغة العلمية لأقرب منزلتين عشريتين.

  • أ4.98×10 J
  • ب9.95×10 J
  • ج1.99×10 J
  • د9.95×10 J
  • ه4.98×10 J

إذا كان الجسم يبعُد مسافة قطرية قدرها 30‎ ‎000 km عن الأرض بدلًا من ذلك، فما طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والأرض؟ اكتب إجابتك بالصيغة العلمية لأقرب منزلتين عشريتين.

  • أ−2.65×10 J
  • ب−2.65×10 J
  • ج2.65×10 J
  • د1.33×10 J
  • ه−1.33×10 J

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 اكتسبت بواسطة الجسم في صورة طاقة حركة، فما مقدار طاقة حركة الجسم؟ اكتب إجابتك بالصيغة العلمية لأقرب منزلتين عشريتين.

  • أ6.60×10 J
  • ب3.35×10 J
  • ج8.33×10 J
  • د1.66×10 J
  • ه8.33×10 J

ما مقدار الزيادة في طاقة حركة الجسم عن طاقة الحركة المطلوبة لإبقاء الجسم في مسار دائري يبعُد 30‎ ‎000 km عن الأرض؟ اكتب إجابتك بالصيغة العلمية لأقرب منزلتين عشريتين.

  • أ2.03×10 J
  • ب3.35×10 J
  • ج7.00×10 J
  • د1.68×10 J
  • ه4.31×10 J

س١٠:

مَرْكَبة فضائية أُطلِقت في الفضاء كانت تتحرَّك في مسار دائري حول الأرض. يبلغ نصف قطر المدار 7‎ ‎000 km، وتبلغ كتلة المَرْكَبة الفضائية 2‎ ‎200 kg. ما طاقة حركة المَرْكَبة الفضائية؟ استخدِم القيمة 5.97×10 kg لكتلة الأرض، والقيمة 6.67×10 m3/kg⋅s2 لثابت الجذب العام. اكتب إجابتك بالجيجا جول لأقرب منزلة عشرية.

الممارسة مفتاحك للتفوق.

تدرَّب يوميًا على عدد من الأسئلة المجانية للحصول على أعلى الدرجات. حمِّل تطبيق Nagwa Practice الآن!

امسح الكود!

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