ملف تدريبي: طاقة الوضْع 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؟

  • أ𞸏=٣󰋴󰏡𞸃، 𞸐=٣١󰏡٧٢
  • ب𞸏=٣٤󰋴١٢󰏡𞸃، 𞸐=󰏡٩
  • ج𞸏=٣٤󰋴٦٢󰏡𞸃، 𞸐=٣١󰏡٧٢
  • د𞸏=٣٤󰋴٦٢󰏡𞸃، 𞸐=٨󰏡٧٢
  • ه𞸏=٣󰋴󰏡𞸃، 𞸐=٨󰏡٧٢

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؟

  • أ١١٥٣ جول
  • ب٣٣٠٧ جول
  • ج١١٠٤١ جول
  • د١١٠٧ جول
  • ه٣٣٠٤١ 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󰋴٤١𞸃𞸋
  • ب󰋴٥١𞸃𞸋
  • ج󰋴٠٣𞸃𞸋٢
  • د󰋴٩٢𞸃𞸋٢
  • ه󰋴٨٥𞸃𞸋٢

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.

  • أ٨١𞸊𞸃󰏡
  • ب٥٤𞸊𞸃󰏡٤
  • ج١٨𞸊𞸃󰏡٢
  • د٥٤𞸊𞸃󰏡٢
  • ه٥٤𞸊𞸃󰏡

س٦:

أيٌّ من الآتي يُمثِّل وحدة طاقة الوضع المرنة؟

  • أنيوتن-ثانية
  • بوات
  • ججول
  • دنيوتن
  • هنيوتن لكل متر

س٧:

زنبرك تكون له طاقة وضع مرنة مقدارها ٠٫٢٤ جول عند مدِّه مسافة 𞸎 م من موضع اتزانه. إذا كان ثابت الزنبرك 𞸖=٣/م، فأوجد قيمة 𞸎.

س٨:

أوجد طاقة الوضع المخزَّنة في زنبرك بثابت زنبركي 𞸊=٥٫٦/م عند تمدُّده ٠٫٢ م من موضع اتزانه. أوجد الإجابة لأقرب منزلتين عشريتين.

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