ملف تدريبي: مبدأ الشغل والطاقة لقوة ثابتة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام مبدأ الشغل والطاقة لحل المسائل التي تتضمَّن جسمًا يتحرَّك تحت تأثير قوة ثابتة.

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 / م ث ٢ .

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 𞸌 𞸌 ١ ٢ ؛ حيث 𞸌 ١ مقاومة الطبقة الأولى، 𞸌 ٢ مقاومة الطبقة الثانية.

  • أ ٧ ٥
  • ب ٢ ٢ ٥ ١
  • ج ٨ ٥
  • د ٦ 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 / م ث ٢ .

س٧:

سيارة كتلتها ٩٢٠ كجم تحرَّكت على جزء أفقي من طريق. استخدَم السائق المكابح عندما كانت السيارة تتحرَّك بسرعة ٥٤ كم/س. إذا علمت أن السيارة توقَّفت بعد أن قطعت مسافة ٣٠ م، فأوجد الشغل المبذول بواسطة المكابح خلال هذه المسافة.

س٨:

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 / م ث ٢ .

س٩:

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.

س١٠:

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 / م ث ٢ .

س١١:

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.

س١٢:

جسم كتلته ٨ كجم تُرك ليهبط في اتجاه خط أكبر ميل لمستوًى أملس يميل على الأفقي بزاوية قياسها ٠ ٣ . باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، أوجد سرعة الجسم بعد قطعه مسافة ٢٧ م لأسفل المستوى، علمًا بأن عجلة الجاذبية 𞸃 = ٨ ٫ ٩ / م ث ٢ .

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

س١٣:

وُضِعَ جسم كتلته ٣٠٠ جم على قمة مستوى مائل خشن ارتفاعه ٢ م. إذا انزلق الجسم لأسفل من السكون حتى وصل إلى قاع المستوى بسرعة ١٥٦ م/د، فأوجد الشغل المبذول بواسطة وزن الجسم في مواجهة الاحتكاك، علمًا بأن عجلة الجاذبية الأرضية 𞸃 = ٨ ٫ ٩ / م ث ٢ .

س١٤:

جسم كتلته ٥٥٠ جم وُضع أعلى مستوى مائل يبلغ ارتفاعه ١٫٥ م. أوجد سرعة الجسم لحظة وصوله لأسفل المستوى، إذا كان الشغل الذي تبذله قوة مقاومة المستوى المضادة لحركة الجسم يساوي ( ٩ ٥ ٫ ١ ) جول، علمًا بأن 𞸃 = ٨ ٫ ٩ / م ث ٢ .

  • أ ٥٫٤٢ م/ث
  • ب ٢٫٤ م/ث
  • ج ٣٫٤٤ م/ث
  • د ٤٫٨٦ م/ث

س١٥:

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 / م ث ٢ .

س١٦:

بدأ جسم الحركة من السكون من قمة منحدر طوله ٣١٢ سم يميل بزاوية ٠ ٦ على الأفقي. عندما وصل الجسم إلى قاع المنحدر، استمر بالتحرك على مستوى أفقي. مقاومة حركة الجسم ثابتة على كلٍّ من المنحدر والمستوى وتساوي 󰋴 ٣ ٤ من وزن الجسم. أوجد المسافة التي قطعها الجسم على المستوى الأفقي إلى أن وصل إلى السكون.

س١٧:

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 / م ث ٢ .

س١٨:

رصاصة كتلتها ٣٥ جم أُطلقت بسرعة ٨٠٠ م/ث في اتجاه حاجز سميك. اخترقت الرصاصة ٧٠ سم في الحاجز قبل أن تصل إلى السكون. أوجد مقدار مقاومة الحاجز لحركة الرصاصة، علمًا بأن المقاومة كانت ثابتة طوال الحركة.

  • أ 󰁓 ٦ ٫ ١ × ٠ ١ 󰁒 ٧ داين
  • ب 󰁓 ٦ ٫ ١ × ٠ ١ 󰁒 ٥ داين
  • ج 󰁓 ٦ ٫ ١ × ٠ ١ 󰁒 ٦ داين
  • د 󰁓 ٦ ٫ ١ × ٠ ١ 󰁒 ٩ داين
  • ه 󰁓 ٦ ٫ ١ × ٠ ١ 󰁒 ٨ داين

س١٩:

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 𞸌 ١ ومقاومة الخشب 𞸌 ٢ باستخدام مبدأ الشغل والطاقة، علمًا بأن 𞸃 = ٨ ٫ ٩ / م ث ٢ .

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

س٢٠:

أُطلقت رصاصة أفقيًّا بسرعة ٥٠٠ م/ث في اتجاه قطعة من الخشب. اصطدمت بقطعة الخشب وتخللت مسافة ٢٠ سم قبل أن تتوقف. إذا أُطلقت رصاصة مُشابهة على هدف مشابه مصنوع من نفس نوع الخشب لكن كثافته ١١ سم، فأوجد سرعة خروج الرصاصة من الهدف.

س٢١:

أُطلقت رصاصة أفقيًّا بسرعة ٩٠٠ م/ث في اتجاه قطعة سميكة من الخشب. اصطدمت الرصاصة بهذه القطعة وتوغلت ٩ سم داخلها قبل أن تتوقف. إذا أُطلقت رصاصة مشابهة في اتجاه هدف مشابه مصنوع من نفس نوع الخشب لكن سُمكه ٦ سم، فأوجد أقل سرعة لازمة لإطلاق الرصاصة حتى تخترق الهدف، لأقرب رقمين عشريين.

س٢٢:

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 / م ث ٢ .

س٢٣:

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 / م ث ٢ .

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

س٢٤:

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 / م ث ٢ .

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

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