ملف تدريبي: الاحتكاك الحركي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على الربط بين القوى المتعامِدة على سطح ومعاملات الاحتكاك الحركي للأسطح وقوى الاحتكاك في حالة الحركة.

س١:

سيارة كتلتها 1‎ ‎000.0 kg كانت تسير على طريق مستوٍ بسرعة 100.0 km/h حتى ضغط السائق على المكابح. احسب المسافة التي قطتعها السيارة حتى توقفت، إذا كان معامل الاحتكاك الحركي للإطارات 0.500، مع إهمال مقاومة الهواء.

س٢:

دُفعت سلة مهملات كتلتها 3.0 kg لأعلى منحدر يميل على الأفقي بزاوية قياسها 40.0، وبسرعة ثابتة، تحت تأثير قوة مقدارها 26 N تؤثِّر لأعلى المنحدر وتوازيه. تَنْتج قوة احتكاك عن سطح المنحدر تُقاوِم حركة السلة. ما مقدار القوة التي يجب أن تؤثِّر لأعلى المنحدر وتوازيه لكي تتحرَّك السلة لأسفل المنحدر بسرعة ثابتة؟

س٣:

يسقط صندوق تعبئة كتلته 50.0 kg أفقيًّا من الجزء الخلفي لشاحنة مسطَّحة تتحرَّك بسرعة 100 km/h. أوجد قيمة معامل الاحتكاك الحركي بين الطريق والصندوق، إذا انزلق الصندوق 50.0 m على الطريق قبل أن يصل إلى وضع السكون. السرعة الابتدائية للصندوق نفس سرعة الشاحنة التي تسير بسرعة 100 km/h.

س٤:

تُسحَب كتلتان متصلتان بحبل عبر سطح أفقي بقوة تؤثِّر على واحدة منهما، كما هو موضَّح في الشكل. معامل الاحتكاك الحركي بين الكتلتين والسطح 0.25. إذا كانت عجلة كل كتلة 2.0 m/s2 إلى اليمين، فما المقدار 𝐹 للقوة المؤثِّرة؟

س٥:

ينزلق طفل كتلته 9.8 kg بسرعة ثابتة لأسفل منحدر يميل على الأفقي بزاوية قياسها 29. ما معامل الاحتكاك الحركي بين الطفل والمنحدر؟

س٦:

ضُرِب قرص الهوكي وهو في حالة سكون. بعد ضربه، قُذف القرص عَبْر بحيرة مُغطَّاة بالثلج بسرعة 40 m/s. وصل القرص إلى السكون بعد تحرُّكه مسافة 30 m على الجليد. أوجد مقدار متوسِّط قوة الاحتكاك المؤثِّرة على القرص.

س٧:

ترسل آلة موجودة في مكتب بريد طرودًا على شكل صناديق عبر منزلق وتنزل الطرود لأسفل عن طريق مزلقة من الخشب مَكْسُوَّة بطبقة من الشمع معامل الاحتكاك الحركي بينها وبين الطرود يساوي 0.100، مع إهمال مقاومة الهواء في هذه الحالة.

احسب عجلة الطرود المتجهة لأسفل منحدر يميل بزاوية 10.0.

أوجد قياس زاوية ميل المنحدر التي يمكن للطرود التحرُّك عندها بسرعة ثابتة

س٨:

يسحب مُتسابِق في إحدى فعاليات الرياضات الشتوية جسمًا جليديًّا كتلته 45.0 kg عَبْر بحيرة مُتجمِّدة باستخدام حبل مُعلَّق على كتفه. يصنع الحبل زاوية قياسها 25.0 مع الأفقي.

احسب مقدار أدنى قوة يجب أن يؤثِّر بها المتسابق على الجسم الجليدي للبَدْء في تحريكه. مُعامِل الاحتكاك الإستاتيكي بين الجسم الجليدي والبحيرة المُتجمِّدة يساوي 0.100.

احسب مقدار عجلة الجسم الجليدي فَوْر بَدْء الحركة، بافتراض أن القوة المؤثِّرة تظل ثابتة وتساوي القوة اللازمة لبَدْء تحريكه. مُعامِل الاحتكاك الحركي بين الجسم الجليدي والبحيرة المُتجمِّدة يساوي 0.0300.

س٩:

ينزلق صندوق كتلته 12.4 kg من السكون إلى أسفل منحدر طوله 1.58 م، ويميل بزاوية قياسها 23.3 على الأفقي. معامل الاحتكاك الحركي بين الصندوق والمنحدر يساوي 0.0346.

ما مقدار عجلة الصندوق؟

ما مقدار سرعة الصندوق عند أسفل المنحدر؟

س١٠:

يحاول ميكانيكي إدخال مكبس معدني جاف داخل أسطوانة معدنية. الأسطوانة والمكبس أفقيان. تلزم قوة مقدارها 1.76×10 N لإدخال المكبس.

ما مقدار القوة العمودية المؤثِّرة على المكبس عند إدخاله؟ اعتبر 0.300 قيمة معامل الاحتكاك الحركي بين المكبس والأسطوانة.

أدخل الميكانيكي مكبسًا مماثلًا في أسطوانة مماثلة، ولكن بعد تزييت المكبس هذه المرة. معامل الاحتكاك الحركي بين المكبس الذي تم تزييته والأسطوانة يساوي 0.0300. ما مقدار القوة التي يحتاجها الميكانيكي لإدخال المكبس؟

س١١:

بدأت مزلجة الحركة من السكون عند قمة منحدر جليدي يميل بزاوية 29 على الأفقي. بعد الانزلاق 63 m لأسفل المنحدر، كانت سرعة المزلجة 8.7 m/s. احسب معامل الاحتكاك الحركي بين المزلجة وسطح المنحدر.

س١٢:

الكتلة الكلية لمزلجة وقائدها تساوي 42 kg. جُذبت المزلجة لمسافة 26 m على الثلج بسرعة ثابتة، وذلك بواسطة قوة تؤثِّر عليها بزاوية قياسها 19 أعلى الأفقي. معامل الاحتكاك بين المزلجة والثلج يساوي 0.16. افترض أن اتجاه حركة المزلجة يوافق إزاحة موجبة.

ما الشغل الذي تبذله القوة المؤثِّرة على المزلجة؟

ما الشغل المبذول على المزلجة بواسطة الاحتكاك؟

س١٣:

صندوق معدني كتلته 145 kg في حالة سكون فوق ثلج. معامل الاحتكاك الإستاتيكي بين الصندوق والثلج يساوي 0.400.

ما أكبر قوة أفقية يُمكن التأثير بها على الصندوق دون أن يتحرك؟

دُفع الصندوق بقوة تتجاوز بمقدار مهمل أكبر قوة أفقية يُمكن بذلها على الصندوق دون أن يتحرك. معامل الاحتكاك الحركي بين الصندوق والثلج يساوي 0.0200. ما مقدار عجلة الصندوق التي أنتجتْها هذه القوة؟

س١٤:

كتلة مزلجة وراكبها معًا 50.0 kg. دُفعت المزلجة مسافة 20.0 m في الاتجاه الموجب 𝑥للمحور س عبر الثلج بسرعة ثابتة بواسطة قوة تؤثِّر على المزلجة بزاوية قياسها 30.0 أسفل الأفقي.

احسب الشغل الذي تبذله القوة المؤثِّرة على المزلجة.

احسب الشغل الذي يبذله الاحتكاك على المزلجة.

احسب الشغل الكلي المبذول على المزلجة خلال مسافة قدرها 20 m.

س١٥:

دُفِعت كتلة دفعة قصيرة، ثم انزلقت على أرض أفقية. ما العبارة التي تشرح اتجاه قوة الاحتكاك التي تؤثِّر على الكتلة المُتحرِّكة؟

  • أسيكون الاحتكاك في الاتجاه المُعاكِس لحركة الكتلة؛ لأن الطاقة الحرارية المولَّدة عند السطح الملامس للأرض تُحوِّل بعض طاقة حركة الكتلة إلى طاقة وضع.
  • بسيكون الاحتكاك في الاتجاه المُعاكِس لحركة الكتلة؛ لأن التفاعلات الجزيئية بين الكتلة والأرض ستُشوِّه الكتلة في الاتجاه المُعاكِس لحركتها.
  • جسيكون الاحتكاك في نفس اتجاه حركة الكتلة؛ لأن التفاعلات الجزيئية بين الكتلة والأرض ستُشوِّه الكتلة في اتجاه حركتها.
  • دسيكون الاحتكاك في نفس اتجاه حركة الكتلة؛ لأن الطاقة الحرارية المولَّدة عند السطح الملامس للأرض تُضيف طاقة حركة إلى الكتلة.

س١٦:

انزلقت كتلة تساوي 3.00 kg على منحدر زاوية ميله 35.0. قوة الاحتكاك بين الكتلة والمنحدر تساوي 5.20 N.

ما مُعامل الاحتكاك الحركي بين الكتلة والمنحدر؟

ما قياس زاوية الميل التي ينزلق الصندوق عندها بسرعة ثابتة؟

س١٧:

تهبط متزلجة لأسفل منحدر جليدي يميل على الأفقي بزاوية قياسها 12.0. مُعامِل الاحتكاك الحركي بين مزلجتها والجليد يساوي 0.100.

احسب عجلة المتزلجة أثناء هبوطها لأسفل التل.

أوجد قياس زاوية ميل المنحدر الذي يمكن أن تهبط عليه هذه المتزلجة بسرعة ثابتة، علمًا بأن مقاومة الهواء مُهمَلة.

س١٨:

لاحظ طالب يدرس الفيزياء أثناء إعداده لوجبة الإفطار أن قوة الاحتكاك بين ملعقته المُسطَّحة المصنوعة من الصلب والمقلاة التيفلون تساوي 0.200 N فقط. إذا كان مُعامِل الاحتكاك الحركي بين الصلب والتيفلون يساوي 0.04، فما مقدار القوة العمودية بين الملعقة والمقلاة؟

س١٩:

تدفع ممرضة عربة عن طريق التأثير بقوة على ذراع العربة بزاوية اتجاهها لأسفل وقياسها 30.0 أسفل الأفقي. كتلة العربة وهي مُحمَّلة 25.0 kg، وقوة الاحتكاك 140.0 N. ما مقدار القوة التي يلزم الممرضة التأثير بها على العربة لتتحرَّك بسرعة ثابتة؟

س٢٠:

جسمٌ كتلته 1.0 kg في حالة سكون على سطح أفقي. مُعامِل الاحتكاك الإستاتيكي بين الجسم والسطح 0.50، ومُعامِل الاحتكاك الحركي بين الجسم والسطح 0.40. أثَّرت قوة صغيرة 𝐹 على الجسم؛ بحيث تزيد بانتظام حتى يبدأ الجسم في الحركة على السطح عندما تصل 𝐹 إلى القيمة 𝐹min.

ما مقدار 𝐹min؟

عندما تؤثِّر 𝐹min على الجسم، ما مقدار عجلة الجسم؟

س٢١:

مُتزلِّج على الجليد كتلته 62 kg يتزلَّج لأسفل بسرعة ثابتة على طول منحدر مُغطى بالجليد ويميل على الأفقي بزاوية قياسها 25، ويَنْتج عن ذلك قوة احتكاك مقدارها 45 N في الاتجاه المُقابِل للحركة. ما مُعامِل الاحتكاك الحركي بين المزلجة والجليد؟

س٢٢:

متزلِّج على الجليد ينزلق إلى أسفل منحدرٍ مكسوٍّ بالجليد يميل بزاوية قياسها 13 على الأفقي. معامل الاحتكاك الإستاتيكي بين لوح التزلج والمنحدر يساوي 0.20.

ما مقدار عجلة المتزلِّج على طول المنحدر؟

يتغيَّر قياس زاوية ميل المنحدر الذي يتزلَّج عليه المتزلِّج إلى 10 على الأفقي. ما مقدار الانخفاض في عجلة المتزلِّج على طول المنحدر؟

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