ملف تدريبي: مبدأ الشغل والطاقة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام مبدأ الشغل والطاقة لحل مسائل حركة جسم.

س١:

جسم كتلته ١٥ كجم سقط من ارتفاع ١٥ م فوق سطح الأرض. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد طاقة حركته قبل اصطدامه بالأرض، علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية ٩٫٨ م/ث٢ .

س٢:

حلقة كتلتها ١٫٥ كجم انزلقت لأسفل عمود رأسي. تسارعت حركتها من السكون خلال مسافة ٣٫٣ م حتى وصلت سرعتها ٦٫٢ م/ث. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة أوجد الشغل المبذول بواسطة مقاومة حركة الحلقة، علمًا بأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س٣:

أُطلقت رصاصتان لهما نفس الكتلة من اتجاهين متضادين على هدف. كان الهدف مكوَّنًا من طبقتين معدنيتين مختلفتين ملتصقتين إحداهما بالأخرى. سُمك الأولى ١٠ سم، وسُمك الثانية ١٤ سم. عندما أصابت الرصاصتان الهدف، اخترقت الرصاصة الأولى الطبقة الأولى واستقرت في الطبقة الثانية بعد اختراقها مسافة ٨ سم قبل أن تتوقف، في حين اخترقت الرصاصة الثانية الطبقة الثانية واستقرت في الطبقة الأولى بعد اختراقها مسافة ٥ سم قبل أن تتوقف. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، احسب النسبة 𞸌𞸌١٢؛ حيث 𞸌١ مقاومة الطبقة الأولى، 𞸌٢ مقاومة الطبقة الثانية.

  • أ ٧ ٥
  • ب ٢ ٢ ٥ ١
  • ج ٦ ٥
  • د ٨ ٥

س٤:

إحداثيات النقطتان 󰏡، 𞸁 هي (٨،٨) و(٩،٣). تحرَّك جسم كتلته الوحدة من 󰏡 إلى 𞸁 في اتجاه 󰄮󰄮󰄮󰏡𞸁 تحت تأثير القوة 󰄮󰄮𞹟؛ حيث 󰄮󰄮𞹟=󰁓٦󰄮󰄮󰄮𞹎+٧󰄮󰄮󰄮𞹑󰁒 وحدة قوة. إذا بدأ الجسم التحرُّك من السكون، فاستخدِم مبدأ الشغل والطاقة لإيجاد طاقة الحركة عند النقطة 𞸁.

س٥:

جسم كتلته ٤ كجم قُذف بسرعة ٣٫٣ م/ث لأعلى خط أكبر ميل لمستوًى أملس مائل. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد الشغل المبذول بواسطة وزن الجسم من بداية حركته إلى أن وصل إلى السكون اللحظي.

س٦:

جسم كتلته ١٠٠ جم قُذف رأسيًّا لأعلى بسرعة ٢٠ م/ث من نقطة على الأرض. استخدِم مبدأ الشغل والطاقة لحساب طاقة حركة الجسم عندما يكون على ارتفاع ١٤ م من نقطة القذف، علمًا بأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س٧:

اقترب سائق سيارة كتلتها ١‎ ‎٠٥٦ كجم من إشارة مرور بسرعة ١٤ م/ث. بدأ في استخدام المكابح ليوقف السيارة عندما أصبحت الإشارة حمراء. استخدمت المكابح بقوة ثابتة مقدارها ١٢٨ ث. كجم. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة أوجد المسافة المقطوعة بالسيارة إلى أن وصلت إلى السكون؛ علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية ٨٫٩/مث٢.

س٨:

جسم ساكن موضوع على مستوًى أفقي خشن. أثرت قوة مقدارها ١٠ ث. كجم على الجسم لتزداد طاقة حركته إلى ٥٧ ث. كجم⋅م خلال مسافة قدرها ١٢ م. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد مقاومة السطح لحركة الجسم، علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية ٩٫٨ م/ث٢.

س٩:

بدأ جسم كتلته ١٥ كجم في التحرك أفقيًّا من وضع السكون في خط مستقيم تحت تأثير قوة أفقية مقدارها ٢٥٠ ث. جم. إذا قطع الجسم مسافة ٦ م، فأوجد مقدار السرعة النهائية باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س١٠:

يتحرك جسم كتلته ٩٦ كجم في خط مستقيم بسرعة ١٧ م/ث. بدأت تؤثر عليه قوة في اتجاه معاكس لحركته. ونتيجة لذلك، تباطأت سرعته إلى ٩٦ م خلال تحركه لمسافة ١١ م/ث. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد مقدار هذه القوة.

س١١:

جسم كتلته ٨ كجم تُرك ليهبط في اتجاه خط أكبر ميل لمستوًى أملس يميل على الأفقي بزاوية قياسها ٠٣. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد سرعة الجسم بعد قطعه مسافة ٢٧ م لأسفل المستوى، علمًا بأن عجلة الجاذبية 𞸃=٨٫٩/مث٢.

  • أ ٢٣٫٠٠ م/ث
  • ب ٤٦٫٠١ م/ث
  • ج ١٦٫٢٧ م/ث
  • د ٢١٫٤١ م/ث
  • ه ١٤٫٧٠ م/ث

س١٢:

جسم كتلته ٤٠٠ جم وُضع عند قمة مستوًى مائل ارتفاعه ٨٫٥ م. هبط الجسم على المستوى، وعندما وصل إلى قاعدته كانت سرعته ١٠ م/ث. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد مقدار الشغل المبذول بواسطة قوة المقاومة، إذا علمت أنها ثابته وأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س١٣:

بدأ جسم الحركة من السكون من قمة منحدر طوله ٣١٢ سم يميل بزاوية ٠٦ على الأفقي. عندما وصل الجسم إلى قاع المنحدر، استمر بالتحرك على مستوى أفقي. مقاومة حركة الجسم ثابتة على كلٍّ من المنحدر والمستوى وتساوي 󰋴٣٤ من وزن الجسم. أوجد المسافة التي قطعها الجسم على المستوى الأفقي إلى أن وصل إلى السكون.

س١٤:

يتحرَّك جسم كتلته ٧٠ كجم تحت تأثير قوة مقدارها ٨ ث. كجم تؤثِّر عليه في اتجاه موازٍ لحركته. بعدما قطع الجسم مسافة ٢٠٠ سم تحت تأثير القوة، أصبحت طاقة حركته ١‎ ‎٨٥١٫٥ مليون إرج. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد سرعة الجسم قبل بدء تأثير القوة عليه، علمًا بأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س١٥:

أُطلِقت رصاصة كتلتها ٥٧ جم بسرعة ٢٢٤ م/ث في اتجاه حائط خشبي سميك غُطي بطبقة من المطاط سُمكها ٤ سم. اخترقت الرصاصة المطاط، ثم اخترقت الخشب لمسافة ٦ سم قبل أن تتوقَّف. إذا كانت مقاومة الخشب لحركة الرصاصة ثابتة وتساوي ضعف مقاومة المطاط، فأوجد مقاومة المطاط 𞸌١ ومقاومة الخشب 𞸌٢ باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، علمًا بأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

  • أ 𞸌 = ٧ ٣ ٨ ٥ ١ ث ، 𞸌 = ٤ ٧ ٦ ١ ١ ٢ ث
  • ب 𞸌 = ٢ ١ ٩ ١ ث ، 𞸌 = ٤ ٢ ٨ ١ ٢ ث
  • ج 𞸌 = ٨ ١ ٩ ٢ ١ ث ، 𞸌 = ٦ ٣ ٨ ٥ ٢ ث
  • د 𞸌 = ٩ ٥ ٤ ١ ١ ث ، 𞸌 = ٨ ١ ٩ ٢ ٢ ث

س١٦:

بدأت شاحنة كتلتها ٨٫١ في الحركة من السكون على طريق أفقي بمقاومة مضادة لحركتها مقدارها ١٤ ث. كجم لكل طن من كتلتها. بعد أن قطعت مسافة ٢٥٠ م، أصبحت سرعتها ٤٢ كم/س. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد قوة محرك الشاحنة، علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س١٧:

سقطت مطرقة كتلتها ٠٫٩ طن من ارتفاع ٣٫٦ م رأسيًّا على عمود كتلته ٤٥٠ كجم. اخترق‎ العمود الأرض مسافة ١٠ سم. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد مقاومة الأرض لحركة العمود، علمًا بأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

  • أ ٢٢٤‎ ‎٩١٠ ث. كجم
  • ب ٢٢‎ ‎٤٩١ ث. كجم
  • ج ٢٢‎ ‎٩٥٠ ث. كجم
  • د ٢٠‎ ‎٢٥٠ ث. كجم

س١٨:

يقود سائق دراجة دراجته على طريق أفقي مستقيم. بعد أن قطع مسافة ٤١٠ م باستخدام قوته، كانت طاقة حركة السائق والدراجة معًا ١‎ ‎٧٦٣ ث. كجم⋅م، ثم توقَّف عن استخدام ساقَيْه. بعد أن قطعت الدراجة مسافةً أخرى قدْرُها ٢٤٠ م، انخفضت طاقة الحركة لتصبح ٨٢٧ ث. كجم⋅م. باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد القوة 𞹟 التي يبذلها السائق، والمقاومة 𞸌 المضادة للحركة، بفرض أن كلًّا منهما ثابتٌ، علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية 𞸃=٨٫٩/مث٢.

  • أ 𞹟 = ( ٦ ٣ ٫ ٠ ٨ ) ، 𞸌 = ( ٢ ٢ ٫ ٨ ٣ ) .
  • ب 𞹟 = ( ٢ ٫ ٨ ) ، 𞸌 = ( ٩ ٫ ٣ ) .
  • ج 𞹟 = ( ٩ ٠ ٫ ٥ ١ ) ، 𞸌 = ( ٩ ٧ ٫ ٠ ١ ) .
  • د 𞹟 = ( ٩ ٫ ٧ ٤ ١ ) ، 𞸌 = ( ٦ ٧ ٫ ٥ ٠ ١ ) .

س١٩:

تتحرَّك كرتان كتلتاهما ١١٠ جم و٢٧٥ جم على نفس الخط المستقيم وفي نفس الاتجاه بسرعة ٥٥ سم/ث، ٩٠ سم/ث على الترتيب. إذا اصطدمت الكرتان وكوَّنتا معًا جسمًا واحدًا، فأوجد الفقد في طاقة الحركة بفعل الاصطدام.

س٢٠:

يرتكز جسم ساكن كتلته ٩ كجم على مستوًى أفقي خشن. كان مقدار المقاومة لحركة الجسم يساوي ١٩ وزنه. أثَّرت قوة أفقية مقدارها ٢٥ ث. كجم على الجسم لمدة ٣ ثوانٍ. بمجرد توقُّف تأثير القوة، اصطدم الجسم بجسم آخر ساكن وزنه ٥ كجم، فكوَّنا معًا جسمًا واحدًا. أوجد طاقة الحركة المفقودة نتيجة التصادم، علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية ٩٫٨ م/ث٢.

س٢١:

كرتان كتلتاهما ٤٠ جم، ١٠ جم تتحركان في خط مستقيم في اتجاهين متقابلين بسرعة ٤٥ سم/ث، ٣٠ سم/ث، على الترتيب. اتَّحدت الكرتان في جسم واحد عند اصطدامهما. أوجد بالإرج طاقة الحركة المفقودة نتيجة اصطدامهما.

س٢٢:

أثَّرت قوة أفقية مقدارها ٦ ث. كجم على جسم كتلته ٢٨ كجم لمدة ٥ ثوانٍ، فتسبَّب ذلك في تحريك الجسم من السكون على المستوى الأفقي. بنهاية هذه الفترة الزمنية، توقَّفت القوة المؤثِّرة واصطدم الجسم بجسم آخَر كتلته ٧ كجم وتحرَّكا كجسم واحد. احسب طاقة الحركة المفقودة بسبب التصادم، علمًا بأن 𞸃=٨٫٩/مث٢.

س٢٣:

󰏡 ، 𞸁 كرتان ملساوان كتلتاهما ٢٦ جم، ١٢ جم على الترتيب، تحركتا في خط مستقيم أفقي في اتجاهين متضادين. تحركت الكرة 󰏡 بسرعة ثابتة مقدارها ١٠ سم/ث، بينما الكرة 𞸁 سرعتها الابتدائية كانت ١٩ سم/ث، وكانت تتحرك بعجلة منتظمة مقدارها ٧ سم/ث٢. بعدما قطعت الكرة 𞸁 مسافة ١٣٢ سم، اصطدمت الكرتان وشكلتا جسمًا واحدًا. أوجد الفقد في طاقة الحركة بسبب الاصطدام.

س٢٤:

أُطلقت رصاصة كتلتها ١٠ جم بسرعة ٥٦‎ ‎٣٥٨ م/د على هدف ساكن كتلته ١ كجم. إذا تحرَّكت الرصاصة والهدف كجسم واحد إلى الخلف، فأوجد سرعتهما بعد التصادم.

س٢٥:

تتحرَّك كرتان على خط أفقي في اتجاهين متضادين. كانت كتلة الكرة الأولى ٦ كجم، وكانت سرعتها ٧٥ سم/ث عندما اصطدمت بالكرة الثانية التي كانت تتحرك بسرعة ٨٠ سم/ث. ارتدَّت الكرة الأولى نتيجة الاصطدام بسرعة ١٥ سم/ث على نفس الخط الأفقي ولكن في الاتجاه المضاد، ووصلت الكرة الثانية إلى السكون. أوجد الفقد في طاقة الحركة نتيجة الاصطدام.

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