ملف تدريبي: قوة الجذب المركزي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على توضيح أن الجسم الذي يتبع مسارًا دائريًّا يتعرَّض لعجلة متجهة نحو مركز الدائرة.

س١:

سيارة سباق الفورميولا 1 تتحرك بسرعة 89.0 m/s، على مسار مستقيم، تدخل منعطفًا على مسار السباق نصف قطر انحنائه 200.0 m. كم يجب أن تكون عجلة الجذب المركزي للسيارة لتظل على المسار؟

س٢:

أرجوحة دوَّارة تدور براكبيها الجالسين على مقاعد على شكل صحن طائر. إذا كان نصف قطر المسار الدائري الأفقي الذي يسلكه الركَّاب 8.00 أمتار، فعند أي سرعة زاوية سيتعرض الركاب لعجلة جذب مركزي مساوية لعجلة الجاذبية؟

س٣:

قمر صناعي متزامن مع دوران الأرض يدور حولها على بُعد 4.225×10 m، ويستغرق دورانه 1 day، باعتبار أن اليوم يساوي 864×10 s. ما عجلة الجذب المركزي للقمر الصناعي؟

س٤:

يتحرَّك جسم في دائرة نصف قطرها 10 m، بسرعة ثابتة قدرها 20 m/s. ما مقدار عجلة الجذب المركزي للجسم؟

س٥:

ما مقدار عجلة كوكب الزهرة في اتجاه الشمس، بافتراض أنه يتحرَّك في مدار دائري نصف قطره 1.082×10 m، وفترته المدارية 0.6152 years؟ (استخدم القيمة 365 لعدد الأيام في السنة.)

  • أ 1 . 1 3 5 × 1 0 m/s2
  • ب 1 . 0 2 3 × 1 0 m/s2
  • ج 1 . 1 1 9 × 1 0 m/s2
  • د 1 . 5 3 8 × 1 0 m/s2
  • ه 9 . 8 1 2 × 1 0 m/s2

س٦:

في مسرع جسيمات، يتحرك بروتون في مسار دائري قطره 5.55 km بسرعة 6.05×10 m/s. كتلة البروتون تساوي 1.67×10 kg.

ما مقدار عجلة الجذب المركزي للبروتون؟

  • أ 3 . 6 0 × 1 0 m/s2
  • ب 6 . 6 0 × 1 0 m/s2
  • ج 5 . 6 0 × 1 0 m/s2
  • د 8 . 6 0 × 1 0 m/s2
  • ه 9 . 6 0 × 1 0 m/s2

ما مقدار قوة الجذب المركزي المؤثرة على البروتون؟

  • أ 3 . 1 0 × 1 0 N
  • ب 1 . 1 0 × 1 0 N
  • ج 5 . 1 0 × 1 0 N
  • د 2 . 1 0 × 1 0 N
  • ه 4 . 1 0 × 1 0 N

س٧:

تدور الشمس حول مجرة درب التبانة مرة كل 2.600×10 سنة، في مدار شبه دائري متوسط نصف قطره 3.00×10 سنة ضوئية.

احسب عجلة الجذب المركزي للشمس في مدارها في المجرة‎‎.

  • أ 7 . 2 6 × 1 0 m/s2
  • ب 8 . 0 3 × 1 0 m/s2
  • ج 4 . 2 8 × 1 0 m/s2
  • د 1 . 2 0 × 1 0 m/s2
  • ه 1 . 6 6 × 1 0 m/s2

احسب متوسط سرعة الشمس في مدارها في المجرة‎‎.

  • أ 1 . 6 3 × 1 0 m/s
  • ب 1 . 8 8 × 1 0 m/s
  • ج 1 . 5 5 × 1 0 m/s
  • د 1 . 9 5 × 1 0 m/s
  • ه 2 . 1 7 × 1 0 m/s

س٨:

عجلة الجذب المركزي لجسيم 𝑎=4.0/ms عند اللحظة 𝑡=0s. يتحرك الجسيم حركة دائرية منتظمة حول محور، ويبعد مسافة 5.0 m عن المحور. ما سرعة الجسيم عند 𝑡=10s؟

  • أ ( 2 . 2 𝑖 3 . 9 𝑗 ) m/s
  • ب ( 6 . 0 𝑖 2 . 4 𝑗 ) m/s
  • ج ( 2 . 8 𝑖 6 . 3 𝑗 ) m/s
  • د ( 3 . 3 𝑖 1 . 9 𝑗 ) m/s
  • ه ( 1 . 0 𝑖 5 . 1 𝑗 ) m/s

س٩:

رمى لاعب كرة قدم أمريكية الكرة لتدور بسرعة زاوية مقدارها 6.8 rev/s. نصف قطر الكرة عند منتصف محور دورانها يساوي 8.0 cm. ما العجلة المركزية للأربطة الموجودة في جانب الكرة في اتجاه محور دورانها؟

س١٠:

جهاز طرد مركزي كبير له ذراع طولها 12.7 m. في نهاية الذراع قفص معلَّق على محور.

ما مقدار السرعة الزاوية لجهاز الطرد المركزي التي ستنتج عجلة جذب مركزي تساوي 8.50𝑔 على القفص؟

ما زاوية ميل القفص أسفل الأفقي عندما يتعرَّض لعجلة جذب مركزي تساوي 8.50𝑔؟

س١١:

عند الإقلاع، كانت سرعة طائرة تجارية 60.0 m/s. كان قطر إطاراتها 0.850 m.

ما سرعة دوران الإطارات بوحدة دورة في الدقيقة؟

  • أ 0 . 9 7 4 × 1 0 r p m
  • ب 1 . 0 9 × 1 0 r p m
  • ج 1 . 3 5 × 1 0 r p m
  • د 1 . 0 4 × 1 0 r p m
  • ه 1 . 3 6 × 1 0 r p m

ما عجلة الجذب المركزي عند حافة الإطار؟

  • أ 8 . 4 7 × 1 0 / m s
  • ب 7 . 6 2 × 1 0 / m s
  • ج 6 . 9 6 × 1 0 / m s
  • د 9 . 5 0 × 1 0 / m s
  • ه 9 . 6 3 × 1 0 / m s

بأيِّ قوة يجب أن تتشبَّث بكتيريا 1.00×10kg بحافة الإطار؟

  • أ 8 . 4 7 × 1 0 N
  • ب 8 . 4 7 × 1 0 N
  • ج 8 . 4 7 × 1 0 N
  • د 8 . 4 7 × 1 0 N
  • ه 8 . 4 7 × 1 0 N

ما النسبة بين هذه القوة ووزن البكتيريا؟

س١٢:

تسير سيارة كتلتها 900.0 kg على منحنى دائري غير منحدر بسرعة ثابتة تساوي 25.000 m/s. نصف قطر المنحنى 500.0 m.

ما مقدار القوة المؤثرة على السيارة لتحافظ على سرعتها واتجاهها أثناء حركتها على المنحنى؟

ما أدنى قيمة ممكنة لمعامل الاحتكاك الإستاتيكي بين إطارات السيارة والطريق؟

س١٣:

تتحرَّك سيارة بسرعة ثابتة مقدارها 96.8 km/h في منحنى دائري نصف قطره 182.9 m من طريق مستوٍ. كم يجب أن تكون أدنى قيمة لمُعامِل الاحتكاك الإستاتيكي لمنع السيارة من الانزلاق أثناء سيرها على المسار المنحني؟

س١٤:

تستطيع زلاجة جماعية التحرُّك في مسار منحنٍ على الرَّغم من وجود احتكاك مُهمَل بين الزلاجة والثلج الذي تنزلق عليه. من أجل أن تنعطف الزلاجة، يجب أن يكون السطح الذي تنزلق عليه مُنحدِرًا؛ بحيث تنزلق في اتجاه مركز منحنى المسار المتبع. ما السرعة التي يجب أن تنطلق بها الزلاجة؛ بحيث تتبع المسار الدائري الذي نصف قطره 100.0 m وينحدر بزاوية 31.0؟

س١٥:

احسب السرعة الزاوية لإلكترون في الحالة المثارة الثانية في ذرة الهيدروجين. استخدِم القيمة 2.12×10 m لنصف قطر المدار، واعتبر أن المدار دائري. افترِض أن البروتون في حالة سكون وأن القوة الجاذبة المركزية المؤثِّرة على الإلكترون تتبع قانون كولوم للجذب.

  • أ 1 . 4 2 × 1 0 / r a d m
  • ب 1 . 6 2 × 1 0 / r a d m
  • ج 2 . 9 6 × 1 0 / r a d m
  • د 2 . 0 5 × 1 0 / r a d m
  • ه 5 . 1 5 × 1 0 / r a d m

س١٦:

يتحرَّك بروتون بسرعة 5.000×10 m/s عكس اتجاه عقارب الساعة على طول مسار دائري نصف قطره 0.175 m. مسار البروتون مقيد في المستوى 𝑥𝑦. في اللحظة 𝑡=0.00 s، كان متجه موضع البروتون يساوي 0.175𝑖 m. ما متجه موضع البروتون عند اللحظة 𝑡=2.00×10 s؟

  • أ ( 0 . 0 7 5 0 𝑖 + 0 . 0 3 2 0 𝑗 ) m
  • ب ( 0 . 1 1 1 𝑖 0 . 1 2 9 𝑗 ) m
  • ج ( 0 . 1 4 7 𝑖 0 . 0 9 5 0 𝑗 ) m
  • د ( 0 . 0 8 5 0 𝑖 0 . 1 0 7 𝑗 ) m
  • ه ( 0 . 0 1 8 0 𝑖 + 0 . 1 1 2 𝑗 ) m

س١٧:

تُحلِّق طائرة نفَّاثة بسرعة 134.1 m/s على طول خط مستقيم وتدور على طول مسار دائري موازٍ للأرض. كم يجب أن يكون نصف قطر الدائرة لإنتاج عجلة جذب مركزي مقدارها 9.80 m/s2 على الطيَّار والطائرة النفَّاثة في اتجاه مركز المسار الدائري؟

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