ملف تدريبي: طاقة الوضع المرنة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على إيجاد الشغل المبذول في تمديد خيط مرن أو زنبرك مرن، وإيجاد الطاقة المخزَّنة في خيط مرن أو زنبرك مرن.

س١:

رُبطت كرة كتلتها 𞸊 بطرف خيط مرن خفيف طوله الطبيعي ٣󰏡 ومُعامِل مرونته ٣𞸊𞸃؛ حيث 𞸃 عجلة الجاذبية. ثُبِّتَ الطرف الآخَر للخيط عند النقطة 𞸅 على الخط الذي تتصل عنده قاعدة جدار رأسي بمستوًى أفقي خَشِن. وُضِعت الكرة على المستوى على مسافة مقدارها ٥١󰏡٢ من 𞸅 بطريقة تجعل الخيط عموديًّا على الجدار. إذا كان مُعامِل الاحتكاك بين الكرة والمستوى ٣٤، فأوجد سرعة الكرة 𞸏 عند اللحظة التي تصطدم فيها بالجدار. اكتب إجابتك بدلالة 󰏡، 𞸃. إذا ارتدَّت الكرة عن الجدار بسرعة ٢𞸏٩، فعلى أيِّ مسافة 𞸐 من 𞸅 تسكن الكرة أخيرًا؟

  • أ 𞸏 = ٣ 󰋴 󰏡 𞸃 ، 𞸐 = ٣ ١ 󰏡 ٧ ٢
  • ب 𞸏 = ٣ ٤ 󰋴 ١ ٢ 󰏡 𞸃 ، 𞸐 = 󰏡 ٩
  • ج 𞸏 = ٣ ٤ 󰋴 ٦ ٢ 󰏡 𞸃 ، 𞸐 = ٣ ١ 󰏡 ٧ ٢
  • د 𞸏 = ٣ ٤ 󰋴 ٦ ٢ 󰏡 𞸃 ، 𞸐 = ٨ 󰏡 ٧ ٢
  • ه 𞸏 = ٣ 󰋴 󰏡 𞸃 ، 𞸐 = ٨ 󰏡 ٧ ٢

س٢:

زنبرك مرن خفيف طوله ١٫٤ م ومُعامِل مرونته ٢٢ نيوتن. ما مقدار الشغل المبذول لضغط الزنبرك من طول ١٫٣ م إلى طول ١٫٢ م؟

  • أ ٣ ٣ ٠ ٤ ١ جول
  • ب ١ ١ ٥ ٣ جول
  • ج ١ ١ ٠ ٧ جول
  • د ٣ ٣ ٠ ٧ جول
  • ه ١ ١ ٠ ٤ ١ جول

س٣:

يتصل أحد طرفَي خيط مرن خفيف طوله الطبيعي ٣٫٩ م ومُعامِل مرونته ١٧٫٣ نيوتن بالنقطة الثابتة 󰏡 على سطح أفقي خشن. تتصل كرة كتلتها ٢٫٩ كجم بالطرف الآخَر للخيط، وتوضَع على السطح؛ بحيث يكون الخيط مشدودًا ولكن غير مُتمدِّد. تخضع الكرة عندئذ لدفع يُنتِج سرعة ١٫١ م/ث مباشرةً من 󰏡. إذا كان مُعامِل الاحتكاك بين الكرة والسطح ٠٫٣، فأوجد المسافة التي تحرَّكتها الكرة قبل أن تسكن مباشرةً. اكتب إجابتك بالمتر لأقرب منزلتين عشريتين، علمًا بأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س٤:

جسم 𞸢 كتلته 𞸊 مُعلَّق في أحد طرفَيْ خيط خفيف مرن طوله الطبيعي 𞸋 ومقياس مرونته ٢𞸊𞸃. الطرف الآخَر مُثبَّت عند نقطة 󰏡 على ارتفاع ٤𞸋 فوق أرض أفقية. قُذِف الجسم مسافة 𞸢 رأسيًّا لأسفل من 󰏡 بسرعة 𞸏؛ حيث 𞸏=٢١𞸃𞸋٢. إذا اصطدم الجسم بالأرض وارتد بنصف السرعة، فأوجد أقصى سرعة للجسم 𞸢 خلال حركته.

  • أ 󰋴 ٤ ١ 𞸃 𞸋
  • ب 󰋴 ٥ ١ 𞸃 𞸋
  • ج 󰋴 ٠ ٣ 𞸃 𞸋 ٢
  • د 󰋴 ٩ ٢ 𞸃 𞸋 ٢
  • ه 󰋴 ٨ ٥ 𞸃 𞸋 ٢

س٥:

يتدلَّى جسم كتلته ٩𞸊 من طرف خيط مرن خفيف طوله الطبيعي ٤󰏡. الخيط مُثبَّت في سقف أفقي، وطوله في حالة الاتزان ٩󰏡. أوجد طاقة الوضع المرنة المُخزَّنة في الخيط. افترِض أن عجلة الجاذبية 𞸃.

  • أ ٨ ١ 𞸊 𞸃 󰏡
  • ب ٥ ٤ 𞸊 𞸃 󰏡 ٤
  • ج ١ ٨ 𞸊 𞸃 󰏡 ٢
  • د ٥ ٤ 𞸊 𞸃 󰏡 ٢
  • ه ٥ ٤ 𞸊 𞸃 󰏡

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