ملف تدريبي: الشد

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب القُوى المحصلة في الأنظمة التي تتضمَّن الخيوط والحبال والأسلاك تحت تأثير الشد.

س١:

انظر الطفل الرضيع المُراد وزنه في الشكل الموضَّح.

ما كتلة هذا الرضيع والحمَّالة التي تحمله، إذا كانت قراءة الميزان 55 N؟

ما مقدار الشد 𝑇 في الحبل الذي يصل بين الطفل الرضيع والميزان؟

ما مقدار الشد 𝑇 في الحبل الذي يصل بين الميزان والسقف، إذا كانت كتلة الميزان 0.500 kg؟

س٢:

وقف طائر كتلته 26 g في منتصف سلك هاتف متمدِّد. افترض أن النصفين اللذين يشكلان السلك مستقيمان.

أوجد الشد في كل نصف من السلك عندما تكون 𝜃=5.0.

أوجد الشد في كل نصف من السلك عندما تكون 𝜃=0.50.

س٣:

يلعب فريقان لعبة شد الحبل، ويتكوَّن كلُّ فريق منهما من تسعة أعضاء. متوسط كتلة أعضاء أحد الفريقين 68 kg، ويؤثِّر الفريق بقوة أفقية متوسطها 1‎ ‎350 N. متوسط كتلة أعضاء الفريق الآخر 73 kg، ويؤثِّر بقوة أفقية متوسطها 1‎ ‎365 N.

ما مقدار عجلة الفريقين؟

ما مقدار الشد في جزء الحبل الذي بين الفريقين؟

  • أ1.0×10 N
  • ب1.3×10 N
  • ج1.1×10 N
  • د1.2×10 N
  • ه1.5×10 N

س٤:

مصعد ممتلئ بالركاب كتلته 1.70×10 kg. في البداية تحرَّك المصعد بعجلة رأسيًّا لأعلى مقدارها 1.20 m/s2 لمدة 1.50 s، ثم تحرَّك بسرعة ثابتة لمدة 8.50 s، ثم تحرَّك بعجلة تقصيرية مقدارها 0.600 m/s2 لمدة 3.00 s.

ما مقدار الشد في الكَبْل الحامل للمصعد خلال الحركة الابتدائية للمصعد؟

  • أ1.87×10 N
  • ب2.05×10 N
  • ج2.19×10 N
  • د1.66×10 N
  • ه1.78×10 N

ما مقدار الشد في الكَبْل الحامل للمصعد عندما كان المصعد يتحرَّك بسرعة ثابتة؟

  • أ2.11×10 N
  • ب1.98×10 N
  • ج1.67×10 N
  • د1.48×10 N
  • ه1.83×10 N

ما مقدار الشد في الكَبْل الحامل للمصعد خلال تباطؤ المصعد؟

  • أ1.28×10 N
  • ب1.19×10 N
  • ج1.46×10 N
  • د1.56×10 N
  • ه1.38×10 N

ما مقدار الإزاحة الرأسية للمصعد من النقطة التي بدأ منها التسارع إلى النقطة التي انتهى فيها التباطؤ؟

ما السرعة النهائية للمصعد؟

س٥:

كما هو موضَّح في الشكل، إذا كانت 𝑀=5.50kg، فما مقدار الشد في الخيط 1؟

س٦:

كرة كتلتها 11.5 g معلَّقة بسطح شاحنة بضائع بواسطة خيط. عندما تسرع شاحنة البضائع، يصنع الخيط زواية قدرها 22.7 مع العمودي.

ما مقدار عجلة شاحنة البضائع؟

ما مقدار الشد في الخيط؟

س٧:

رُبِطت كتلتان بحبل يمر فوق بكرة كما هو موضَّح في الشكل. الكتلة 𝑚 على الطاولة مقدارها 4.0 kg والكتلة 𝑚 المُعلَّقة مقدارها 1.0 kg. كتلة الحبل مُهمَلة. الطاولة والبكرة عديمتا الاحتكاك.

أوجد عجلة النظام.

أوجد الشد في الحبل.

أوجد سرعة الكتلة المُعلَّقة عندما ترتطم بالأرض. افترِض أن الكتلة المُعلَّقة كانت ساكنة في البداية وتقع على مسافة 1.0 m رأسيًّا من الأرض.

س٨:

كتلة مقدارها 2.00 kg (الكتلة 1) وكتلة مقدارها 4.00 kg (الكتلة 2) متصلتان بحبل خفيف كما هو موضَّح؛ زاوية ميل المنحدر تساوي 40.0. الاحتكاك مهمل.

ما مقدار عجلة كلتا الكتلتين (مقدار عجلة الكتلتين متساوٍ لكلتيهما)؟

ما مقدار الشد في الحبل؟

س٩:

حبل طوله 24.5 m، رُبط أحد طرفَيْه في شجرة، ورُبط الطرف الآخَر في سيارة عالِقة في الطين. سحب سائق دراجة بخارية نقطة منتصف الحبل، فتحركت مسافة 2.0 m عموديًّا على طوله. إذا أثَّر بقوة 92 N، فأوجد القوة المؤثِّرة على السيارة.

س١٠:

رُبط جسم كتلته 𝑀=6.0kg بجسم آخر له نفس الكتلة، كما هو موضَّح في الشكل. ما مقدار الشد في الخيط الذي يربط الجسمين أحدهما بالآخر. افترض أن البكرة وسطح المنحدر عديما الاحتكاك.

س١١:

عُلِّق حجرا نرد كتلتهما 0.0502 kg في المرآة الداخلية لسيارة بواسطة خيط قصير. تتحرَّك السيارة بعجلة ثابتة ويتدلَّى حجرا النرد بزاوية قياسها 3.20 مع الرأسي بسبب تسارع السيارة. ما مقدار عجلة السيارة؟

س١٢:

تجلس بنت كتلتها 30.0 kg على أرجوحة تظل في حالة سكون بفعل قوة أفقية 𝐹. يصنع حبلا الأرجوحة زاوية 30.0 مع الرأسي.

احسب مقدار الشد في حبلَي الأرجوحة.

احسب مقدار 𝐹.

س١٣:

تتسلق لاعبة جمباز كتلتها 62.2 kg حبلًا.

تتسلق اللاعبة الحبل بسرعة ثابتة. ما قوة الشد في الحبل؟

  • أ6.10×10 N
  • ب0 N
  • ج9.10×10 N
  • د8.10×10 N
  • ه7.10×10 N

تتسارع اللاعبة أثناء التسلق بمعدل 0.36 m/s2. ما قوة الشد في الحبل؟

س١٤:

عُلِّق سلك بالسقف من النقطة 𝐴 والنقطة 𝐷. يحمل السلك الأحمال 𝐹=20.0kN، 𝐹=25.0kN عند النقطة 𝐵 والنقطة 𝐶 على الترتيب. الزاوية 𝛼 التي يصنعها السلك من الرأسي عند النقطة 𝐴 عكس عقارب الساعة قياسها 30.0، والزاوية 𝛽 التي يصنعها السلك من الرأسي عند النقطة 𝐷 في اتجاه عقارب الساعة قياسها 60.0. احسب الشد في قطعة السلك 𝐶𝐷.

س١٥:

عُلِّق حبل بالسقف من النقطة 𝐴 ومن النقطة 𝐷. تؤثِّر على الحبل الأحمال 𝐹=20.0kN، 𝐹=25.0kN، عند النقطة 𝐵 والنقطة 𝐶 على الترتيب. الزاوية 𝛼 التي يصنعها الحبل مع الرأسي عند النقطة 𝐴 عكس اتجاه عقارب الساعة قياسها 30.0، والزاوية 𝛽 التي يصنعها الحبل مع الرأسي عند النقطة 𝐷 في اتجاه عقارب الساعة قياسها 60.0. احسب الشد في قطعة الحبل 𝐵𝐶.

س١٦:

عُلِّق سلك بالسقف من النقطة 𝐴 والنقطة 𝐷. يحمل السلك الأحمال 𝐹=20.0kN، 𝐹=25.0kN عند النقطة 𝐵 والنقطة 𝐶 على الترتيب. الزاوية 𝛼 التي يصنعها السلك من الرأسي عند النقطة 𝐴 عكس عقارب الساعة قياسها 30.0، والزاوية 𝛽 التي يصنعها السلك من الرأسي عند النقطة 𝐷 في اتجاه عقارب الساعة قياسها 60.0. احسب الشد في قطعة السلك 𝐴𝐵.

س١٧:

معامل الاحتكاك الإستاتيكي بين حزام وبكرة دائرية يساوي 0.57. طول الجزء الملامس للبكرة من الحزام يقابل زاوية قياسها 120 درجة. ما النسبة بين الشد في الحزام في الجانب المشدود (الجانب الذي يسحب) والشد في الجانب الرخو من البكرة التي يمكن تحقيقها دون انزلاق الحزام؟

س١٨:

يُستخدم قضيب لحمل حِمْل شد مقداره 44.48 kN. مقاومة الشد القصوى لمادة القضيب تساوي 1.0 GPa. كم يجب أن تكون أقل قيمة لقُطر القضيب لكي يحمل هذا الحِمْل بأمان؟

س١٩:

حبل طوله 5.00 m مربوط من النقطة 𝐴 إلى النقطة 𝐵 كما هو موضَّح بالشكل. المسافة الأفقية بين الحائطين 3.00 m، وبالتالي يرتخي الحبل. النقطة 𝐵 تبعُد 1.00 m رأسيًّا أعلى النقطة 𝐴. بين النقطتين 𝐴، 𝐵 على طول الحبل، توجد بكرة ملساء تحمل ثقلًا وزنه 0.200 kN. احسب الشد في الحبل عندما يكون النظام في حالة اتزان.

س٢٠:

افترِض أن سيارتك قد غاصت عميقًا في الوحل وأردتَ استخدام الطريقة الموضَّحة في الشكل لسحبها إلى الخارج.

ما القوة التي يجب عليك التأثير بها عموديًّا على مركز الحبل لإنتاج قوة مقدارها 14‎ ‎000 N على السيارة إذا كانت الزاوية 3.00؟

تتمدَّد الحبال الحقيقية تحت تأثير قوًى مثل هذه. ما القوة التي تؤثِّر على السيارة إذا زادت الزاوية إلى 5.00 عندما تظل تؤثِّر على مركز السيارة بالقوة التي حصَلتَ عليها في السؤال الأول؟

س٢١:

يوضِّح الشكل البطلين الخارقين جناتمان وسبارو وهما متدليان من حبل دون حركة. يوجد جناتمان فوق سبارو على الحبل. كتلة جناتمان 95.0 kg، وكتلة سبارو 65.0 kg، وكتلة الحبل مُهمَلة.

أوجد الشد في الحبل أعلى جناتمان.

أوجد الشد في الحبل بين جناتمان وسبارو.

س٢٢:

يقف بهلوان كتلته 70 kg عند مركز سلك مرتفع، كما هو موضَّح في الشكل. كان السلك مدعومًا من طرفَيْهِ ويصنع زاوية قياسها 5.0 أسفل الأفقي. ما مقدار الشد في السلك؟

س٢٣:

عُلِّقت مقلاة كتلتها 42.0 g أسفل منصة أفقية بواسطة خيطين طولاهما 5.00 cm و10.00 cm على الترتيب كما هو موضَّح في الشكل. أُضيفت أحمال إلى المقلاة حتى أصبح وزنها كبيرًا بما يكفي للتسبُّب في قوة شد في أحد الخيطين أكبر من 2.80 N فقُطِع الخيط. ما الكتلة الكلية للمقلاة والحِمْل الذي قطع الخيط؟

س٢٤:

إشارة مرور كتلتها 15.0 kg مُعلَّقة بواسطة سلكين يصنعان زاويتين 30.0 و45.0 أعلى الأفقي على الترتيب، كما هو موضَّح في الشكل.

أوجد الشد 𝑇 في السلك الذي يصنع زاوية 30.0.

أوجد الشد 𝑇 في السلك الذي يصنع زاوية 45.0.

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