ورقة تدريب الدرس: نظرية الشغل والطاقة الفيزياء

البدء في التمرين

في ورقة التدريب هذه، سوف نتدرَّب على المقارنة بين الشغل المبذول على الأجسام والمبذول بواسطتها وبين تحوُّلات الطاقة وانتقالاتها بين الأجسام.

س١:

حُرِّك صندوق مُنتظِم كتلته 2.3 kg لأعلى منحدر، كما هو موضَّح في الشكل. كان ارتفاع مركز كتلة الصندوق أعلى قاعدة المنحدر قبل الحركة ℎ=15cm. ارتفاع مركز كتلة الصندوق أعلى قاعدة المنحدر بعد الحركة ℎ=55cm. زاوية الميل أعلى الأفقي 𝜃=28∘. الشغل المبذول على الصندوق لتحريكه 15 J. ما الشغل المبذول على الصندوق بواسطة احتكاكه مع سطح المنحدر لكلِّ متر يتحرَّكه الصندوق على طول المنحدر؟

س٢:

يمكن لجُسيم موجب الشِّحنة أن يتحرك في مسارين بين النقطتين 𝐴، 𝐵 الموضَّحتين في الشكل. المسار الموضَّح بالأسود هو المسار I، والمسار الموضَّح بالأحمر هو المسار II. المسار I يمثل قوس دائرة، بينما المسارُ II يمثل وترًا في الدائرة نفسها، والخط المتقطِّع الرأسي يمثِّل قُطر الدائرة نفسها. الخط المتقطِّع الأفقي عموديٌّ على الخط المتقطِّع الرأسي. النقطة التي يلتقي عندها الخطان المتقطِّعان الرأسي والأفقي هي موضعٌ ثابت لجسيم سالب الشحنة.

أيٌّ من المسارين يمكن أن يتبعه الجسيم الموجب الشِّحنة، دون أن يبذل الجسيم السالب الشحنة شغلًا عليه، وذلك عند أي زمن خلال حركة الجسيم الموجب الشحنة؟

  • أليس أيًّا منهما
  • بكلا المسارين
  • جالمسار 1 فقط
  • دالمسار 2 فقط

أيٌّ من المسارين يمكن أن يتبعه الجسيم الموجب الشحنة، دون أن يبذل عليه الجسيم السالب الشحنة شغلًا؟

  • أكلا المسارين
  • بليس أيًّا منهما
  • جالمسار 1 فقط
  • دالمسار 2 فقط

أيٌّ من المسارين يمكن أن يتبعه الجسيم الموجب الشِّحنة؛ حيث تكون القدرة المزوَّدة بواسطة الجسيم السالب الشحنة ثابتة؟

  • أالمسار 2 فقط
  • بالمسار 1 فقط
  • جكلا المسارين
  • دليس أيًّا منهما

أيٌّ من المسارين يتغيَّر بسبب الشغل الكلي الذي يبذله الجسيم السالب الشحنة على الجسيم الموجب الشحنة، وذلك إذا تحرك الجسيم من النقطة 𝐵 إلى النقطة 𝐴 بدلًا من النقطة 𝐴 إلى النقطة 𝐵؟

  • أكلا المسارين
  • بالمسار 1 فقط
  • جالمسار 2 فقط
  • دليس أيًّا منهما

  • أليس أيًّا منهما
  • بكلا المسارين
  • جالمسار 1 فقط
  • دالمسار 2 فقط

س٣:

يوضِّح الشكل الإزاحة الرأسية بين قمة تل عند المنسوب II. الإزاحة الرأسية بين تل على المنسوب I والمنسوب II تساوي 22 m. الإزاحة الرأسية بين المنسوب II وضفة طينية على المنسوب III تساوي 18 m. الإزاحة الرأسية بين المنسوب III وقاع البحيرة عند المنسوب IV تساوي 27 m. انزلق قارب كتلته 110 kg على جانب التل في اتجاه الأسفل إلى سطح البحيرة، من المنسوب I إلى المنسوب II. تحرَّك القارب عَبْرَ سطح البحيرة وبدأ في الغرق، حتى وصل إلى السكون على الضفة الطينية.

ما طاقة وضع الجاذبية للقارب قبل البَدْء في الغرق مباشرةً؟ افترِض أن منسوب البحيرة عند قاعدة التل يُمثِّل المستوى الذي تكون طاقة وضع الجاذبية عنده تساوي صفرًا.

ما طاقة وضع الجاذبية للقارب قبل البَدْء في الغرق مباشرةً؟ افترِض أن شخصًا داخل القارب قبل أن يبدأ القارب في الغرق مباشرةً يقع على المستوى الذي تكون طاقة وضع الجاذبية عنده تساوي صفرًا.

ما طاقة وضع الجاذبية لشخص كتلته 75 kg يقف عند قمة التل؟ افترِض أن شخصًا داخل القارب قبل أن يبدأ القارب في الغرق مباشرةً يقع على المستوى الذي تكون طاقة وضع الجاذبية عنده تساوي صفرًا.

ما طاقة وضع الجاذبية للقارب عندما يصل إلى السكون؟ افترِض أن شخصًا عند قمة التل يقع على المستوى الذي تكون طاقة وضع الجاذبية عنده تساوي صفرًا.

س٤:

حقيبة كانتْ في البداية في حالة سكون، دُفعتْ أفقيًّا على أرضية مستوية في مطار بواسطة قوة ثابتة تساوي 24 N، كما هو موضَّح في الشكل.

تحركت الحقيبة مسافة 3.5 m في نفس اتجاه القوة حتى وصلتْ سرعتها إلى 1.2 m/s. كتلة الحقيبة 18 kg.

ما الشغل المبذول على الحقيبة بواسطة القوة المؤثِّرة في نفس اتجاه القوة المؤثِّرة؟

ما الشغل المبذول على الحقيبة الناتج عن احتكاك الحقيبة بالأرضية في اتجاه القوة المؤثِّرة؟

ما قيمة الطاقة المفقودة الناتجة عن حركة الحقيبة؟

س٥:

دُفِعَت حقيبة أفقيًّا على أرض مستوية في مطار بواسطة قوة ثابتة تساوي 16 N، كما هو موضَّح في المخطط. تحرَّكت الحقيبة مسافة 7.2 m في نفس اتجاه القوة أثناء حركتها بسرعة 1.2 m/s في نفس اتجاه القوة. كتلة الحقيبة 12 kg.

ما الطاقة المفقودة الناتجة عن حركة الحقيبة على الأرض لكل متر تحرَّكته الحقيبة؟

ما القدرة المزوَّدة للأرض نتيجة حركة الحقيبة عليها؟

س٦:

جسم له سرعة ابتدائية متجهة لأعلى، وعجلة جاذبية ثابتة متجهة لأسفل. أيُّ معادلة من المعادلات الآتية تمثِّل الشغل المبذول 𝑊، بواسطة الجسم على الهواء الذي يتحرَّك فيه عند قذف الجسم لأعلى ثم عودته إلى موضعه الابتدائي؟ 𝑚 كتلة الجسم، 𝑣 السرعة الابتدائية للجسم، 𝑔 عجلة الجاذبية التي يتعرَّض لها الجسم، Δℎ مقدار الزيادة في ارتفاع الجسم.

  • أ𝑊=𝑚𝑣−2𝑚𝑔Δℎ
  • ب𝑊=2𝑚𝑣−𝑚𝑔Δℎ
  • ج𝑊=𝑚𝑣+2𝑚𝑔Δℎ
  • د𝑊=2𝑚𝑣+𝑚𝑔Δℎ
  • ه𝑊=𝑚𝑣−𝑚𝑔Δℎ

س٧:

جسم له سرعة ابتدائية متجهة لأعلى، وعجلة ثابتة متجهة لأسفل نتيجة الجاذبية. أيٌّ من المعادلات الآتية تمثِّل الشغل المبذول على الجسم 𝑊 بواسطة الهواء الذي يتحرَّك خلاله الجسم عند انطلاقه لأعلى ثم عودته إلى موضع البداية؟ كتلة الجسم 𝑚، والسرعة الابتدائية للجسم 𝑣، وعجلة الجسم نتيجة الجاذبية 𝑔، والزيادة في ارتفاع الجسم Δℎ.

  • أ𝑊=2𝑚𝑣−𝑚𝑔Δℎ
  • ب𝑊=2𝑚𝑣+𝑚𝑔Δℎ
  • ج𝑊=𝑚𝑣−2𝑚𝑔Δℎ
  • د𝑊=𝑚𝑣+𝑚𝑔Δℎ
  • ه𝑊=2𝑚𝑔Δℎ−𝑚𝑣

س٨:

جسم له سرعة ابتدائية لأعلى ويتأثر بعجلة ثابتة لأسفل نتيجة الجاذبية. أيٌّ من الصِّيَغ الآتية يمثِّل بشكل صحيح القوة المتوسطة 𝐹 المبذولة التي يؤثر بها الجسم على الهواء الذي يتحرك خلاله أثناء حركته عندما أُطلق الجسم لأعلى ورجع إلى نقطة بدايته؟ كتلة الجسم 𝑚، والسرعة الابتدائية للجسم 𝑣، وعجلة الجاذبية 𝑔، والزيادة في ارتفاع الجسم Δℎ.

  • أ𝐹=(𝑚𝑣−2𝑚𝑔Δℎ)𝑑
  • ب𝐹=(𝑚𝑣+2𝑚𝑔Δℎ)𝑑
  • ج𝐹=(𝑚𝑣−2𝑚𝑔Δℎ)2
  • د𝐹=(𝑚𝑣+2𝑚𝑔Δℎ)2
  • ه𝐹=(𝑚𝑣−2𝑚𝑔Δℎ)2

س٩:

صُممت سفينة فضاء لاستخدام الضغط الإشعاعي لدفعها. انطلقت سفينة الفضاء مبتعدة مباشرة عن سطح قمر ليس له غلاف جوي، والقوة المؤثرة لإطلاق السفينة تأتي من الضغط الإشعاعي من أجهزة ليزر على سطح القمر. القوة المؤثِّرة ثابتة خلال حركة سفينة الفضاء، والسفينة تتحرَّك بعيدًا بما يكفي؛ بحيث إن قوة جاذبية القمر التي تؤثِّر عليها تنخفض بشكل ملحوظ. يوضِّح التمثيل البياني كيفية تغيُّر مقدار قوة الجاذبية المؤثِّرة على سفينة الفضاء مع سرعتها. أيُّ منطقة من المناطق الآتية على التمثيل البياني توافق معدَّل تغيُّر طاقة وضع الجاذبية لسفينة الفضاء بينما تزداد سرعتها من 0 إلى 𝑣؟

  • أII
  • بI
  • جI، وII، وIII
  • دI وII
  • هIII

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.