ورقة تدريب الدرس: القوة الجاذبة المركزية الفيزياء

في ورقة التدريب هذه، سوف نتدرَّب على تحليل مقادير، واتجاهات، ومصادر القوى المؤثِّرة على الأجسام التي تتحرَّك في مسارات دائرية.

س١:

ما مقدار القوة الجاذبة المركزية التي يجب أن تؤثِّر على جسم كتلته 1.0 kg لكي يتحرَّك في مسار دائري قطره 1.0 m، ليُكمل دورة كاملة كلَّ 1.0 s؟ قرِّب إجابتك لأقرب نيوتن.

س٢:

تتحرَّك سيارة كتلتها 360 kg بسرعة ثابتة في مسار دائري حول ميدان مستوٍ. نصف قطر الميدان 12 m. تستغرق السيارة زمنًا مقداره 28 s لإكمال دورة كاملة حول الميدان.

ما قوة الاحتكاك بين إطارات السيارة وسطح الطريق؟ أوجد الإجابة لأقرب نيوتن.

  • أ81 N
  • ب54 N
  • ج6 N
  • د218 N
  • ه350 N

ما مُعامِل الاحتكاك السكوني لإطارات السيارة على سطح الطريق؟ استخدم القيمة 9.8 m/s2 لعجلة الجاذبية. أوجد الإجابة لأقرب ثلاث منازل عشرية.

  • أ0.023
  • ب0.015
  • ج0.099
  • د0.062
  • ه0.002

س٣:

قرص دوَّار له حبل يحمل كرة صغيرة كتلتها 16 g. الحبل مُعلَّق من نقطة على مسافة مُهمَلة من مركز الكرة، كما هو موضَّح في الشكل. يدور القرص بانتظام حول مركزه بسرعة زاوية 24 rad/s. يصنع الحبل زاوية 𝜃=36 مع محور دوران القرص.

ما مقدار القوة الرأسية المؤثِّرة على الكرة بواسطة الحبل؟

ما مقدار المسافة 𝑟 بين محور دوران القرص والمسار الدائري الذي تتبعه الكرة؟

ما مقدار القوة الأفقية المؤثِّرة على الكرة بواسطة الحبل؟

ما مقدار القوة المحصلة المؤثِّرة على الكرة بواسطة الحبل؟

س٤:

سيارةٌ كتلتُها 660 kg، تتحرك بسرعة ثابتة على طريق دائري، كما هو موضَّح بالشكل. تتبع السيارة مسارًا حول مركز الطريق، محافِظة على مسافة ثابتة منه 𝑟=22m من مركز مسارها الدائري. الزاوية التي يَميل بها الطريق على الأفقي 𝜃=28.

ما قياس الزاوية 𝜃 من الرأسي التي تؤثِّر بها 𝑅، وهي قوة رد الفعل المؤثِّرة على السيارة من سطح المسار؟

ما مقدار القوة التي تؤثِّر على السيارة باتجاه 𝑟؟

ما الزمن الذي تستغرقه السيارة للعودة إلى نفس النقطة في مسارها؟

س٥:

حجر كتلته 1.6 kg يدور في دائرة رأسية بسرعة زاوية 6.1 rad/s. الحجر متصل بحبل مُنتظِم طوله 0.33 m، كما هو موضَّح في الشكل. طول الحبل يساوي نصف قطر الدائرة أثناء حركة الحجر.

ما النسبة بين أقصى قوة وأقل قوة يُمكِن أن يؤثِّر بها الحبل على الحجر؟ قرِّب إجابتك لأقرب منزلة عشرية.

ما القوة التي يؤثِّر بها الحبل على الحجر عندما يصنع الحبل زاوية 𝜃=33 أعلى الأفقي؟ قرِّب إجابتك لأقرب نيوتن.

س٦:

كرة مربوطة في طرف حبل كتلته مهملة تتحرَّك بانتظام في مسار دائري نصف قطره 0.48 m. العجلة المركزية للكرة تساوي 63 m/s2. عند النقطة التي يصنع عندها الحبل زاوية قدرها 33 أعلى الأفقي، ينقطع الحبل أثناء حركته للأسفل. عند هذه النقطة، يكون ارتفاع الكرة 1.5 m رأسيًّا فوق الأرض. أوجد المسافة الأفقية بين موضع الكرة عندما انقطع الحبل وموضعها عندما لامست الأرض.

س٧:

يتأرجح حجر كتلته 2.4 kg في دائرة رأسية بسرعة زاوية ثابتة مقدارها 7.2 rad/s. رُبِطَ الحجر بحبل مُنتظِم طوله 0.25 m، كما هو موضَّح في الشكل. طول الحبل يساوي نصف قطر الدائرة أثناء حركة الحجر.

ما الفرق بين مقدار القوة التي يؤثِّر بها الحبل على الحجر عند النقطة (أ)؛ حيث يتجه الحبل رأسيًّا لأعلى، ومقدار القوة التي يؤثِّر بها الحبل على الحجر عند النقطة (ب)؛ حيث يكون اتجاه الحبل أفقيًّا؟ قرِّب إجابتك لأقرب نيوتن.

ما الفرق بين مقدار القوة التي يؤثِّر بها الحبل على الحجر عند النقطة (أ)؛ حيث يتجه الحبل رأسيًّا لأعلى، ومقدار القوة التي يؤثِّر بها الحبل على الحجر عند النقطة (ج)؛ حيث يتجه الحبل رأسيًّا لأسفل؟ قرِّب إجابتك لأقرب نيوتن.

س٨:

أيُّ الخطوط الموضَّحة على التمثيل البياني يُمثِّل تمثيلًا صحيحًا كيفية تغيُّر السرعة الزاوية لجسم بتغيُّر نصف قطر المسار الدائري الذي يتبعه الجسم؟ افترِض أن السرعة الخطية للجسم ثابتة.

  • أالأرجواني
  • بالرمادي
  • جالبرتقالي
  • دالأزرق

س٩:

تُدحرَج كرة في مسار دائري أفقي داخل أنبوب حلقي مجوف، كما هو موضَّح بالشكل. كتلة الكرة 125 g. تتبع الكرة مسارًا دائريًّا نصف قطره 17.5 cm. تقطع الكرة طول الأنبوب كله في زمن قدره 0.642 s.

أيٌّ ممَّا يلي يُنتِج القوة الجاذبة المركزية المؤثِّرة على الكرة؟

  • أقوة الشد في الأنبوب
  • بقوة الاحتكاك بين الكرة وسطح الأنبوب
  • جقوة رد الفعل العمودية المؤثِّرة على الكرة
  • دقوة الجاذبية المؤثِّرة على الكرة

ما مقدار القوة الجاذبة المركزية المؤثِّرة على الكرة؟ أوجد الإجابة لأقرب نيوتن.

س١٠:

يدور حبل مُنتظِم أفقيًّا حول أحد طرفَيْهِ، كما هو موضَّح في الشكل. يعود طرف الحبل المُقابِل للطرف الثابت إلى موضعه كلَّ 0.65 s. يتحرَّك الطرف الحرُّ من الحبل بسرعة ثابتة من النقطة (أ) إلى النقطة (ب).

ما نسبة مقدار العجلة المركزية عند النقطة (أ) إلى مقدار العجلة المركزية عند النقطة (ب)؟

ما نسبة مقدار العجلة المركزية عند النقطة (أ) إلى مقدار العجلة المركزية عند النقطة (د)؟

يتضمن هذا الدرس 24 من الأسئلة الإضافية للمشتركين.

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