ملف تدريبي: السحب والسرعة النهائية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب قوة السحب التي تؤثِّر على أجسام تتحرَّك بسرعات مختلفة في موائع مختلفة.

س١:

ما العامل الذي يزيد قوة سحب سيارة عند انتقالها من 65.0 km/h إلى 110 km/h؟

س٢:

لاعب قفز حر كتلته 80.0 kg يسقط في الهواء الذي كثافته 1.23 kg/m3. مساحة سطح جسم اللاعب 0.140 m2 ومعامل السحب 0.690. ما السرعة الحدية للاعب؟

س٣:

يقف قائد زورق والزورق في حالة سكون على بحيرة. تبلغ كتلتهما معًا 2.0×10 kg. إذا كان دَفْع المُحرِّك يُنتِج قوة ثابتة مقدارها 40 N في اتجاه حركة الزورق، وكانت قوة مقاومة الماء بالنيوتن تساوي عدديًّا ضِعف سرعة الزورق بوحدة m/s، فأوجد السرعة الحدية للزورق.

س٤:

قطرة مطر كروية الشكل نصف قطرها 3.22×10 m وكثافتها 1.00×10 kg/m3. مُعامِل السحب لقطرة المطر يساوي 0.450 عندما تسقط خلال هواء كثافته 1.225 kg/m3. ما الفرق في السرعة الرأسية لأسفل النهائية التي تصل إليها قطرة المطر بعد البَدْء من السكون والسقوط لمسافة 4.22 km عند إهمال قوى السحب التي تؤثِّر عليها وعند عدم إهمالها؟

س٥:

السرعة النهائية للاعب قفز حر بالمظلات كتلته 48.7 كجم تساوي 55.5 m/s. على فرض أنه يمكن حساب قوة السحب تقريبيًّا باستخدام المعادلة 𝑓=𝑏𝑣، أوجد 𝑏.

س٦:

سقطت قطعة صغيرة من الماس كتلتها 10.0 g من قرط في أذن سبَّاحة وغاصت في الماء؛ حيث وصلت سرعة سقوطها النهائية إلى 2.0 m/s.

بافتراض أن قوة الاحتكاك المضادة لحركة قطعة الماس تُعطى بالعلاقة 𝑓=𝑏𝑣، ما قيمة 𝑏؟

ما مقدار المسافة التي قطعتها قطعة الماس أثناء السقوط قبل أن تصل إلى 90 في المائة من سرعة السقوط النهائية؟

س٧:

يقفز لاعبا قفز حر بالمظلات في آن واحد من طائرة تحلِّق على ارتفاع 4.23×10 m. معامل السحب لكلا اللاعبين 1.00، والمساحة الأمامية لكلٍّ منهما 0.566 m2. كثافة الهواء الذي يسقط خلاله اللاعبان منتظمة وتساوي 1.225 kg/m3. عند ارتفاع 1.00×10 m، فتح كل لاعب المظلة الخاصة به. افترض أن الزمن الذي استغرقه اللاعبان للوصول إلى سرعتهما النهائية مهمل مقارنةً بزمن السقوط الإجمالي.

كتلة أحد اللاعبَيْن تساوي 81.4 kg. ما مقدار الوقت المنقضي بين مغادرته للطائرة وفتحه للمظلة؟

كتلة اللاعب الآخر تساوي 68.6 kg. ما مقدار الوقت المنقضي بين مغادرته للطائرة وفتحه للمظلة؟

س٨:

يسقط سنجاب كتلته 560 g رأسيًّا لأسفل من السكون من أعلى شجرة لمسافة 5.0 m. مساحة سطح السنجاب تساوي 930 cm2 ومعامل السحب يساوي 1.0. كثافة الهواء الذي يسقط السنجاب خلاله تساوي 1.2 kg/m3. في نفس الوقت، يسقط رجل من أعلى الشجرة ومن نفس الارتفاع.

ما السرعة النهائية للسنجاب؟

ما مقدار السرعة الرأسية للرجل عندما يرتطم بالأرض، بفرض أن قوى السحب مُهمَلة؟

س٩:

المساحة الأمامية لسيارة تساوي 2.10 m2، ومُعامِل السحب لها يساوي 0.583. تنطلق السيارة خلال هواء كثافته 1.225 kg/m3.

تنطلق السيارة بسرعة 62.1 km/h. ما مقدار قوة السحب المؤثِّرة على السيارة؟

تنطلق السيارة بسرعة 90.4 km/h. ما مقدار قوة السحب المؤثِّرة على السيارة؟

س١٠:

المساحة الأمامية لسيارة تساوي 0.722 m2، ومعامل السحب يساوي 0.216. تنطلق السيارة في هواء كثافته 1.225 kg/m3.

تنطلق السيارة بسرعة 62.1 km/h. ما مقدار قوة السحب المؤثِّرة على السيارة؟

تنطلق السيارة بسرعة 90.4 km/h. ما مقدار قوة السحب المؤثِّرة على السيارة؟

س١١:

بكتيريا كروية نصف قطرها 1.78×10 m وكثافتها 1.21×10 kg/m3. معامل سحب البكتيريا يساوي 0.450. سقطت البكتيريا في مياه كثافتها 1.00×10 kg/m3. ما السرعة النهائية للبكتيريا؟

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

س١٢:

سبَّاح كتلته 70.0 kg بدأ سباقًا بسرعة ابتدائية 1.25 m/s وأثَّر بمتوسِّط قوة 80.0 N للخلف بواسطة ذراعَيْه خلال كلِّ 1.80 m من السباحة. كانت مقاومة الماء في البداية 45.0 N.

ما العجلة الابتدائية للسباح؟

ما متوسِّط قوة مقاومة الماء له خلال الـ 5.00 s التي يستغرقها للوصول إلى أقصى سرعة له وهي 2.50 m/s؟

س١٣:

قفز لاعبان من لاعبي القفز بالمظلات، رجل وامرأة، من طائرة وسقطا حتى وصل كلٌّ منهما إلى السرعة الحدية. كتلة الرجل تساوي 85 kg، وكتلة المرأة 50 kg، والمساحة الأمامية لهما تساوي 0.70 m2، ومعامل السحب لهما يساوي 1.0. كثافة الهواء الذي سقطا خلاله تساوي 1.21 kg/m3.

ما السرعة الحدية للرجل؟

ما السرعة الحدية للمرأة؟

س١٤:

قوة مقاومة الهواء لحركة لاعب قفز مظلي كتلته 100 kg تُمثَّل بالعلاقة 𝐹=𝑏𝑣. إذا كانت السرعة الحدية للاعب تساوي 60 m/s، فما قيمة 𝑏؟

س١٥:

قاطرتان بحريتان تدفعان بارجة من اتجاهات مختلفة. القاطرة الأولي تؤثِّر بقوة 𝐹=2.7×10N في اتجاه المحور 𝑥، والثانية تؤثِّر بقوة 𝐹=3.6×10N في اتجاه المحور 𝑦. تبلغ كتلة البارجة 5.0×10 kg وتتحرَّك بعجلة مقدارها 7.5×10 m/s2.

ما مقدار قوة السحب المؤثِّرة على البارجة؟

  • أ 7 . 5 × 1 0 N
  • ب 5 . 5 × 1 0 N
  • ج 7 . 5 × 1 0 N
  • د 4 . 5 × 1 0 N
  • ه 4 . 5 × 1 0 N

ما قياس الزاوية التي يصنعها اتجاه قوة السحب أسفل الاتجاه السالب للمحور 𝑥؟

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