ملف تدريبي: الكينماتيكا والقُوى

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على تحليل الحركة المحصلة للأجسام التي تؤثِّر بقوًى متنوِّعة وتؤثِّر عليها قوًى أخرى متنوِّعة.

س١:

أثَّرت قوة أفقية ثابتة مقدارها 10 N على عربة تسوُّق كتلتها 20 kg في حالة سكون على أرضٍ مستوية. إذا كان الاحتكاك مهملًا، فما سرعة عربة التسوق بعد دفعها مسافة 8.0 m؟

س٢:

أُطلقت قذيفة ألعاب نارية كتلتها 2.50 kg لأعلى من مدفع، فوصلت إلى ارتفاع 110 m فوق فوهة المدفع.

بإهمال مقاومة الهواء، احسب سرعة القذيفة عندما تغادر المدفع.

المدفع عبارة عن أنبوب طوله 0.450 m. احسب مقدار العجلة المتوسطة للقذيفة وهي في الأنبوب، عندما تتغيَّر سرعتها من الصفر إلى السرعة التي تغادر بها المدفع.

  • أ2.20×10 m/s2
  • ب2.11×10 m/s2
  • ج2.40×10 m/s2
  • د2.49×10 m/s2
  • ه2.32×10 m/s2

ما مقدار القوة المتوسطة المؤثِّرة على القذيفة في المدفع؟

  • أ6.77×10 N
  • ب6.50×10 N
  • ج6.31×10 N
  • د6.17×10 N
  • ه5.99×10 N

س٣:

يقذف رامي الجُلَّة جُلَّةً كتلتها 7.26 kg مسافة أفقية مقدارها 22.2 m.

انطلقت الجُلَّة من يد الرامي من مسافة 2.20 m رأسيًّا فوق الأرض بزاوية 45.0 فوق الأفقي. ما مقدار السرعة الابتدائية للجُلَّة؟

بينما لا تزال الجُلَّة في يد الرامي، تسارعت بعجلة منتظمة على مسافة 1.20 m. ما مقدار القوة الكلية المؤثِّرة على الجُلَّة لجعلها تتسارع؟

س٤:

ولدان يجذب كلٌّ منهما حبلًا مربوطًا بشجرة. الزاوية بين الحبلين تساوي 30.0. يجذِب أحد الولدين بقوة قدرها 400 N في الاتجاه الموجب للمحور 𝑥، ويجذب الولد الآخر بقوة قدرها 300 N.

أوجد القوة المحصلة بالصورة المركبة.

  • أ760𝑖100𝑗 N
  • ب660𝑖+350𝑗 N
  • ج700𝑖+150𝑗 N
  • د670𝑖+170𝑗 N
  • ه660𝑖+150𝑗 N

أوجد مقدار القوة المحصلة المؤثِّرة على الشجرة بواسطة الحبلين.

أوجد قياس الزاوية بين اتجاه القوة المحصلة المؤثِّرة على الشجرة بفعل الحبلين واتجاه 𝑥.

س٥:

يقفز لاعب كرة سلة كتلته 85.0 كجم رأسيًّا لأعلى للإمساك بالكرة. ينزل اللاعب بجسده مسافة 0.240 m رأسيًّا لأسفل ثم يتسارع رأسيًّا لأعلى خلال هذه المسافة عن طريق بسط قدمَيْه. ينطلق هذا اللاعب من على الأرض بسرعة رأسية لأعلى تكفي لوصوله إلى ارتفاع مقداره 0.725 m.

ما السرعة التي يتحرَّك بها لاعب كرة السلة رأسيًّا لأعلى في اللحظة التي يفقد فيها التلامس مع الأرض؟

ما متوسِّط العجلة خلال الزمن الذي يبسط فيه اللاعب قدمَيْه؟

ما مقدار القوة التي يؤثِّر بها اللاعب على الأرض خلال الزمن الذي يبسط فيه قدمَيْه؟

س٦:

جسم كتلته 2.0 kg، وسرعته 4.0𝑖 m/s عند 𝑡=0.0 s. تؤثر على الجسم قوة ثابتة 𝐹=2.0𝑖+4.0𝑗 N لمدة 3.0 s. ما مقدار سرعة الجسم بعد تأثير هذه القوة عليه؟

س٧:

ما محصلة القوة التي تؤثِّر على جسم كتلته 5.0 kg يتحرَّك بسرعة تُعبِّر عنها الدالة 𝑣(𝑡)=(2.0𝑖+4.0𝑡𝑗)/ms؟

  • أ11𝑗 N
  • ب20𝑗 N
  • ج18𝑗 N
  • د15𝑗 N
  • ه23𝑗 N

س٨:

تؤثِّر على جسم ثلاث قوًى متزامنة: 𝐹=(3.00𝑖+2.00𝑗)N، 𝐹=(6.00𝑖4.00𝑗)N، 𝐹=(2.00𝑖+5.00𝑗)N. يتحرك الجسم بعجلة مقدارها 4.23 m/s2. كان الجسم ساكنًا في البداية.

أوجد كتلة الجسم.

أوجد سرعة الجسم بعد 5.00 s.

أوجد مركبات سرعة الجسم بعد 5.00 s.

  • أ(18.1𝑖+10.9𝑗) m/s2
  • ب(10.2𝑖+13.1𝑗) m/s2
  • ج(11.3𝑖+11.2𝑗) m/s2
  • د(8.18𝑖+14.1𝑗) m/s2
  • ه(14.9𝑖+8.93𝑗) m/s2

س٩:

وُجِّهت طائرة بدون طيار عبر بحيرة مكسوة بثلج عديم الاحتكاك. كتلة الطائرة 1.50 kg، وسرعتها تساوي 3.00𝑖 m/s. بعد مرور 10.0 s، أصبحت سرعتها 9.00𝑖+4.00𝑗 m/s. هناك قوة ثابتة في الاتجاه الأفقي أدَّت إلى هذا التغيُّر في حركة الطائرة.

أوجد مركَّبات القوة.

  • أ(0.700𝑖+0.600𝑗) N
  • ب(0.600𝑖+0.300𝑗) N
  • ج(0.900𝑖+0.600𝑗) N
  • د(0.300𝑖+0.700𝑗) N
  • ه(0.400𝑖+0.600𝑗) N

أوجد مقدار القوة.

س١٠:

طائرة مروحية كتلتها 3.19×10 kg. تتغير إزاحة الطائرة مع الزمن طبقًا للعلاقة: 𝑠(𝑡)=0.0131𝑡𝑖/+3.130𝑡𝑗/0.0711𝑡𝑘/msmsms. أوجد القوة الكلية المؤثِّرة على الطائرة عند 𝑡=2.18 s.

  • أ5910𝑖5260𝑘 N
  • ب7430𝑖1590𝑗 N
  • ج5470𝑖4540𝑘 N
  • د5470𝑖4540𝑗+1430𝑘 N
  • ه5920𝑖+9980𝑗+5260𝑘 N

س١١:

أُطلقت ثمرة بطاطا كتلتها ٠٫٢٤٠ كجم بزاوية فوق الأفقي من أنبوب مصنوع من بولي كلوريد الفينيل طوله ٠٫٣٣٣ م يستخدم باعتباره «جهاز إطلاق ثمرة البطاطا». بلغ أقصى ارتفاع وصلت إليه ثمرة البطاطا ٨٧٫٤ م فوق طرف الأنبوب الذي أطلقت منه.

ما سرعة ثمرة البطاطا لحظة مغادرتها للأنبوب؟ عند إهمال مقاومة الهواء.

ما مقدار متوسط عجلة ثمرة البطاطا وهي في الأنبوب؟

  • أ م/ث٢
  • ب م/ث٢
  • ج م/ث٢
  • د م/ث٢
  • ه م/ث٢

ما مقدار متوسط القوة المؤثِّرة على ثمرة البطاطا وهي في الأنبوب؟

س١٢:

سيارة كتلتها 1‎ ‎035 kg تتسارع من 0.0 km/h إلى 66.0 km/h خلال 8.23 s.

ما مقدار عجلة السيارة؟

ما مقدار القوة الكلية المؤثِّرة على السيارة؟

  • أ7.00×10 N
  • ب2.31×10 N
  • ج4.81×10 N
  • د8.35×10 N
  • ه1.20×10 N

س١٣:

يتحرَّك جسم كتلته 16.4 kg في اتجاه الشرق بسرعة 11.6 m/s. أثَّرت على الجسم قوة لمدة 3.50 s، فتحرَّك بعدها في اتجاه الشمال الغربي بسرعة 11.6 m/s.

ما مقدار القوة المتوسطة التي أثَّرت على الجسم خلال الفترة 3.50 s؟

  • أ7.50×10 N
  • ب4.00×10 N
  • ج1.00×10 N
  • د6.00×10 N
  • ه10.0×10 N

عند أيِّ زاوية شمال الغرب يكون اتجاه القوة المتوسطة المؤثِّرة على الجسم؟

س١٤:

تحرَّكت سيارة كتلتها 788 kg بعجلة تقصيرية من 72.3 km/h حتى وصلت إلى السكون خلال مسافة 82.7 m.

ما مقدار القوة المتوسِّطة التي أثَّرت على السيارة حتى أوصلتها إلى السكون؟

كم تُمثِّل القوة المتوسِّطة اللازمة لتصل السيارة إلى السكون خلال مسافة مقدارها 3.50 m من القوة التي تجعلها تصل إلى السكون خلال مسافة مقدارها 82.7 m؟

س١٥:

جسم كتلته 1.2 kg تؤثِّر عليه قوة. تُعطى القوة بالمعادلة 𝐹(𝑥)=2.3𝑥. سرعة الجسم تساوي 4.6 m/s عند النقطة 𝑥=4.9 m. ما سرعة الجسم عندما يكون عند النقطة 𝑥=6.3 m؟

س١٦:

جسم كتلته 4.0 kg قُيد ليتحرك على ارx تحت تأثير قوة واحدة 𝐹(𝑥)=𝑐𝑥؛ حيث 𝑐=8.0/Nm. سرعة الجسم عند 𝐴؛ حيث 𝑥=1.0m، تساوي 6.0 m/s. ما سرعته عند 𝐵؛ حيث 𝑥=2.0m؟

س١٧:

كتلة البروتون تساوي 1.67×10 kg. بروتون في مسرع الجسيمات له سرعة ابتدائية مقدارها 2.43×10 m/s. يتسارع البروتون بانتظام في خط مستقيم، وتزيد سرعته إلى 7.39×10 m/s خلال مسافة مقدارها 12.0 cm. ما مقدار القوة التي تجعل البروتون يتسارع؟

  • أ6.30×10 N
  • ب3.39×10 N
  • ج1.50×10 N
  • د3.01×10 N
  • ه6.78×10 N

س١٨:

باستخدام البيانات الموضَّحة بالجدول، ما مقدار القوة التي يؤثِّر بها مُحرِّك صاروخ على حمولة كتلتها 3.0 kg؟

المسافة المقطوعة نتيجة قوة دفع مُحرِّك الصاروخ (م)5004901‎ ‎020505
السرعة النهائية للحمولة (م/ث)310300450312

س١٩:

الركض بحذاء غير مبطن جيدًا على أرض صلبة يولِّد قوة كبيرة على القدم والساق.

احسب مقدار القوة المطلوبة لإيقاف حركة رِجل الراكض لأسفل، إذا كانت كتلة ساقه 13.0 kg، وسرعتها 6.00 m/s، وتوقَّفت خلال مسافة مقدارها 1.50 cm. (تأكد من أخذ وزن جسم الراكض الذي كتلته 75.0 kg في الاعتبار.)

  • أ2.12×10 N
  • ب1.71×10 N
  • ج2.28×10 N
  • د1.63×10 N
  • ه1.02×10 N

ما نسبة تلك القوة إلى وزن الراكض؟

س٢٠:

تَنتُج قوى كبيرة للغاية في المفاصل عندما يقفز أحد الأشخاص من ارتفاع ما إلى الأرض.

احسب مقدار القوة الناتجة، إذا قفز شخص وزنه 80.0 kg من حافة ارتفاعها 0.600 m وهبط على الأرض بعنف، ضاغطًا — نتيجة لذلك — مادة المفصل بمقدار 1.50 cm. (تأكَّد من تضمين وزن الشخص في إجابتك.)

  • أ2.92×10 N
  • ب3.92×10 N
  • ج1.80×10 N
  • د1.71×10 N
  • ه3.21×10 N

خلال الممارسة الحقيقية، تنحني الركبتان بصورة لا إرادية للمساعدة في زيادة المسافة التي تتوقَّف خلالها. احسب مقدار القوة الناتجة، إذا كانت مسافة التوقُّف تساوي 0.300 m.

  • أ1.39×10 N
  • ب1.43×10 N
  • ج3.11×10 N
  • د2.35×10 N
  • ه2.19×10 N

س٢١:

تحرَّكت شاحنة كتلتها 3‎ ‎000 kg شرقًا، واصطدمت بسيارة ساكنة كتلتها 1‎ ‎200 kg. وصلت الشاحنة إلى حالة السكون في وقت وجيز من بَدْء التصادم، وتحرَّكت السيارة مسافة 10 أمتار شرقًا من نقطة التصادم قبل أن تعود إلى حالة السكون. أوجد سرعة الشاحنة قبل التصادم مباشرةً. استخدِم القيمة 0.62 لمُعامِل احتكاك إطارات السيارة مع سطح الطريق.

س٢٢:

تتسارع لاعبة كرة قدم كتلتها 70.0 kg إلى الأمام من السكون إلى سرعة مقدارها 8.00 m/s، في فترة زمنية مقدارها 2.50 s.

ما متوسط عجلة لاعبة كرة القدم؟

ما متوسط القوة التي تؤثِّر بها الأرض على لاعبة كرة القدم؟

بعد التسارع، تتوقَّف لاعبة كرة القدم وتلاحظ وجود فرصة لقطع الكرة. الكرة على بُعد 2.00 m منها، وتؤثِّر اللاعبة بقوة مقدارها 126 N لتصل إليها. ما الزمن الذي تستغرقه من أجل الوصول إلى الكرة؟

س٢٣:

أُطلقت قذيفة هاون كتلتها 10.0 kg رأسيًّا لأعلى من سطح الأرض بسرعة ابتدائية 𝑣=50.0/ms. تحرَّكت القذيفة بعجلة تقصيرية نتيجةً لقوة مقاومة الهواء 𝐹=0.0100𝑣، والتي تعتمد على سرعة القذيفة عند لحظة معينة من الزمن 𝑡.

ما أقصى إزاحة رأسية لأعلى لهذه القذيفة؟

ما أقصى إزاحة رأسية لأعلى لهذه القذيفة، إذا أهملت قوة مقاومة الهواء؟

س٢٤:

متزلِّجان على الماء كتلتاهما 48 kg و61 kg يستعدان لسحبهما خلف نفس القارب. عندما يتسارع القارب، يتسارع الحبل الذي يُمسِك به المتزلِّجان مع القارب، ويؤثِّر بقوة كلية مقدارها 290 N على المتزلِّجين. ما مُعدَّل تسارع المتزلِّجين؟

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