ملف تدريبي: طاقة وضع الجاذبية في مجال شعاعي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب طاقة وضع الجاذبية بين جسمين ضخمين، وكيفية تغيُّر طاقة الوضع هذه كلما تغيَّر موضع أحد الجسمين.

س١:

أيُّ المعادلات الآتية توضِّح توضيحًا صحيحًا العلاقة بين طاقة وضع الجاذبية 𝐸 بين جسمين كتلتاهما 𝑚، 𝑀؛ حيث يفصل بين مركزَي كتلتيهما مسافة 𝑟؟

  • أ𝐸=2𝐺𝑀𝑟
  • ب𝐸=𝐺𝑀𝑚𝑟
  • ج𝐸=𝐺𝑀𝑚𝑟
  • د𝐸=𝐺𝑀𝑟
  • ه𝐸=𝐺𝑀𝑟

س٢:

المسافة بين مركزَيْ كتلة جسمين ضخمين هي 𝑟. إذا زادت المسافة إلى 3𝑟، فبأيِّ معامل تتغيَّر طاقة وضع الجاذبية بين الجسمين؟

  • أ13
  • ب9
  • ج19
  • د3
  • ه1

س٣:

كويكب كتلته 3‎ ‎500 kg يتحرك من موضع على بُعد 40‎ ‎000 km من مركز كتلة الأرض إلى موضع على بُعد 22‎ ‎000 km. ما التغيُّر في طاقة وضع الجاذبية بين الكويكب والأرض؟ اعتبر 5.97×10 kg قيمة كتلة الأرض. أوجد الإجابة لأقرب 3 أرقام معنوية.

  • أ3.48×10 J
  • ب9.82×10 J
  • ج6.33×10 J
  • د7.74×10 J
  • ه2.85×10 J

س٤:

كويكب يتجه مباشرةً نَحْوَ الأرض. عندما يكون الكويكب على مسافة 40‎ ‎000 km من سطح الأرض، تبلغ سرعته 55 m/s في اتجاه الأرض. كتلة الكويكب 16‎ ‎000 kg. بإهمال تأثير أيِّ مقاومة عندما يتحرَّك الكويكب عَبْرَ الغلاف الجوي للأرض، ما سرعة الكويكب في اللحظة التي تسبق اصطدامه بسطح الأرض؟ استخدِم القيمة 5.97×10 kg لكتلة الأرض والقيمة 6‎ ‎370 km لنصف قطر الأرض. قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س٥:

أي العلاقات الآتية توضح بطريقة صحيحة العلاقة بين مقدار طاقة وضع الجاذبية بين جسمين ضخمين، 𝐸، والمسافة بين مركزي كتلتيهما، 𝑟؟

  • أ𝐸𝑟
  • ب𝐸1𝑟
  • ج𝐸𝑟
  • د𝐸1𝑟
  • ه𝐸1𝑟

س٦:

قمر صناعي كتلته 1‎ ‎500 kg يدور حول الأرض. كتلة الأرض 5.97×10 kg. إذا كانتْ طاقة وضْع الجاذبية لنظام الأرض والقمر الصناعي تساوي 49.8 GJ، فما نصف قطر مدار القمر الصناعي؟ أوجد إجابتك لأقرب 3 أرقام معنوية.

س٧:

أكمل الفراغات: كويكب في الفضاء بجانب كوكب. عندما تَقِل المسافة بين مركزَيْ كتلة الكوكب والكويكب، طاقة وضع الجاذبية بين الجسمين. عندما تزداد المسافة بين مركزَيْ كتلة الكوكب والكويكب، طاقة وضع الجاذبية بين الجسمين.

  • أتزداد، تَقِل
  • بلا تتغيَّر، لا تتغيَّر
  • جتزداد، تزداد
  • دتَقِل، تزداد
  • هتَقِل، تَقِل

س٨:

أي الخطوط الموضحة على التمثيل البياني تبين كيفية تغيُّر مقدار طاقة وضع الجاذبية بين جسمين لهما كتلة مع المسافة القطرية بين مركزي كتلتيهما؟

  • أالخط البنفسجي
  • بالخط الأسود
  • جالخط الأزرق
  • دالخط الأحمر
  • هالخط الأخضر

س٩:

تتحرَّك مركبة فضائية مرسلة لفحص مذنَّب من موضع يبعُد مسافة 10.0 km عن مركز كتلته إلى سطح المذنَّب، الذي يبعُد مسافة 2.10 km عن مركز كتلته. كتلة المركبة الفضائية 1‎ ‎890 kg وكتلة المذنَّب 8.78×10 kg. إذا تحوَّلت جميع طاقة وضع الجاذبية التي فقدتها المركبة الفضائية إلى طاقة حركة، فكم تبلغ طاقة حركة المركبة مباشرةً قبل أن تصل إلى سطح المذنب؟ استخدم القيمة 6.67×10 m3/kg⋅s2 لثابت الجذب العام. اكتب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س١٠:

فوبوس هو أكبر قمرَيْ كوكب المريخ. تبلغ كتلة فوبوس 1.07×10 kg، ويدور حول المريخ على مسافة 9‎ ‎380 km. كتلة المريخ 6.42×10 kg. ما قيمة طاقة وضع الجاذبية لنظام فوبوس والمريخ (مُتضمِّنةً الإشارة)؟ استخدِم القيمة 6.67×10 m3/kg⋅s2 لثابت الجذب العام. قرِّب إجابتك لأقرب 3 أرقام معنوية.

  • أ2.21×10 J
  • ب4.88×10 J
  • ج4.30×10 J
  • د4.88×10 J
  • ه4.30×10 J

س١١:

يوضِّح الشكل كوكبًا وخمس نِقاط تقع عند أنصاف أقطار مختلفة من مركز كتلة الكوكب.

إذا تحرَّك جسم كتلته m من النقطة 𝐸 إلى النقطة 𝐵، فإن طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والكوكب .

  • أتَقِل
  • بتبقى ثابتة
  • جتزيد

إذا تحرَّك جسم كتلته m من النقطة 𝐵 إلى النقطة 𝐶، فإن طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والكوكب .

  • أتزيد
  • بتبقى ثابتة
  • جتَقِل

س١٢:

أيُّ الخطوط الموضَّحة على التمثيل البياني يوضِّح كيفية تغيُّر قيمة طاقة وضع الجاذبية بين جسمين لهما كتلة (متضمنة الإشارة) مع المسافة القطرية بين مركزَيْ كتلتَيْهما؟

  • أالخط الأخضر
  • بالخط البنفسجي
  • جالخط الأزرق
  • دالخط الأحمر
  • هالخط البرتقالي

س١٣:

يوضح الشكل كوكبًا وخمس نقاط عند عدة أنصاف أقطار من مركز كتلته.

إذا تحرك جسم كتلته m من النقطة 𝐸 إلى النقطة 𝐶 على الخط المتقطع الذي يصل بين النقطتين، طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والكوكب سوف .

  • أتبقى كما هي
  • بتزيد
  • جتقل

إذا تحرك جسم كتلته m من النقطة 𝐶 إلى النقطة 𝐷، طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والكوكب سوف .

  • أتبقى كما هي
  • بتقل
  • جتزيد

إذا تحرك جسم كتلته m من النقطة 𝐷 إلى النقطة 𝐸، طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والكوكب سوف .

  • أتزيد
  • بتبقى كما هي
  • جتقل

إذا تحرك جسم كتلته m من النقطة 𝐸 إلى النقطة 𝐴، طاقة وضع الجاذبية بين الجسم والكوكب سوف .

  • أتزيد
  • بتبقى كما هي
  • جتقل

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