حفظ الطاقة - فيزياء 2 - ثاني ثانوي

2- حفظ الطاقة Conservation of Energy عندما تتحرك كرة قريبًا جدًّا من سطح الأرض يكون المجموع الكلي لطاقة الوضع الجاذبية والطاقة الحركية في النظام مقدارا ثابتا وعند تغير ارتفاع الكرة تتحول الطاقة الحركية إلى - الأهداف طاقة وضع، ولكن يبقى المجموع الكلي للطاقة هو نفسه. حفظ الطاقة Conservation of Energy قد لا تبدو الطاقة محفوظة في حياتنا اليومية. فالقرص المطاطي في لعبة الهوكي يفقد طاقته الحركية ويتوقف عن الحركة في النهاية، حتى على السطح الجليدي الأملس. ويتوقف البندول عن الحركة 回 www. تحل مسائل باستخدام قانون حفظ الطاقة. تحلل التصادمات لإيجاد التغير في الطاقة الحركية. المفردات قانون حفظ الطاقة بعد فترة زمنية ما، ويمكننا استخدام نموذج المال مرة أخرى لنبين ما يحدث في هذه الحالات. الطاقة الميكانيكية افترض أن لديك 50 ريالاً، وقمت في أحد الأيام بعد نقودك فوجدتها ناقصة 10 ريالات. فهل التصادم فوق المرن اختفت النقود؟ ربما تحاول أن تتذكر هل أنفقتها، وقد تحاول البحث عنها، لكنك بكل تأكيد التصادم المرن لن تتخلى عن مبدأ "حفظ المال"، وستحاول أن تتذكر كيف أنفقت النقود، أو أين ذهبت. التصادم العديم المرونة قانون حفظ الطاقة يعمل العلماء كما فعلت عندما لم يكن مجموع المال صحيحًا، فإذا لاحظوا أن الطاقة تفقد من النظام، فإنهم يبحثون عن شكل جديد يمكن أن تكون الطاقة قد تحولت إليه ؛ هذا لأن المجموع الكلي للطاقة في أي نظام يبقى ثابتاً ما دام النظام مغلقا ومعزولاً عن القوى الخارجية. وينص قانون حفظ الطاقة على أنه في النظام المعزول المخلق، لا تفنى الطاقة ولا تستحدث إلا بقدرة الله تعالى أي تبقى الطاقة محفوظة تحت هذه الشروط، وتتحول من شكل إلى آخر، بحيث يبقى المجموع الكلي للطاقة في النظام ثابتا. حفظ الطاقة الميكانيكية يُسمى مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع الجاذبية للنظام الطاقة الميكانيكية B. وفي أي نظام إذا لم يكن هناك أنواع أخرى من الطاقة فإن الطاقة الميكانيكية الشكل 59 النقص في طاقة الوضع يغير عنها بالمعادلة: الطاقة الميكانيكية لنظام E=KE+PE "الطاقة الميكانيكية لنظام تساوي مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع الجاذبية إذا لم يكن هناك أنواع أخرى من الطاقة" تخيل نظاما يتكون من كرة وزنها 10.0N والأرض، كما في الشكل 59، وافترض أن الكرة موجودة على ارتفاع 2.00m فوق سطح الأرض الذي سنعده مستوى الإسناد، ولأن الكرة الآن لا تتحرك فإنه ليس لها طاقة حركية. ويعبر عن طاقة وضعها بالمعادلة الآتية: PE mgh (10.0 N) (2.00 m)= 20.0 J إن المجموع الكلي للطاقة الميكانيكية للكرة 20.01، وبسقوط الكرة فإنها تفقد طاقة وضع وتكتسب طاقة حركية، وعندما تصبح الكرة على ارتفاع .1.0m فوق سطح الأرض فإن : يساوي الزيادة في الطاقة الحركية. 100N 0.01 20:0 KOF PE 10.0 100 2.00 m 1.00 m KE DE 20.0 0.0 KE PE الأرض 0.00 m غلط 141 lig PE = mgh = (10.0N) (1.00m) = 10.0 1

ما مقدار الطاقة الحركية للكرة عندما تكون على ارتفاع 1.00m من سطح الأرض؟ يتكون النظام من الكرة والأرض وهو مغلق ومعزول؛ لأنه لا يوجد قوى خارجية تؤثر فيه؛ لذا فالمجموع الكلي لطاقة النظام E يبقى ثابتاً عند 20.01 E= KE + PE KE = E-PE KE = 20.00 -10.0] = 10.0 J الوزن = 100N PE = 2000 30 m KE = 20.0 1 KE = 2003 الشكل 10-5 لا يؤثر المسار الذي يتبعه الجسم حتى يصل الأرض وعندما تصل الكرة إلى سطح الأرض تصبح طاقة وضعها صفرا، وطاقتها الحركية في مقدار الطاقة الحركية النهائية للجسم. 20.01، وتكتب المعادلة التي تصف حفظ الطاقة الميكانيكية على النحو الآتي: حفظ الطاقة الميكانيكية KE + PE = KE + PE عندما تكون الطاقة الميكانيكية محفوظة فإن مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع في النظام قبل وقوع الحدث تساوي مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع في النظام بعد الحدث. الشكل 11-5 الحركة التوافقية ماذا يحدث إذا تدحرجت الكرة على سطح مائل كما في الشكل 10-5، بدلاً من أن تسقط البسيطة لرفاص البندول (1) رأسيا إلى أسفل ؟ إذا كان السطح مهمل الاحتكاك فهذا يعني أن النظام لم يتأثر بأية قوى الطاقة الميكانيكية هي مجموع طاقتي خارجية، أي أن النظام مغلق ومعزول؛ لذا فإن الكرة ستهبط مسافة رأسية 2.0m، فتفقد الحركة والوضع وهي مقدار ثابت .(b) 142 علاقة الطاقة والموقع الموقع الأفقي PE+KE طاقة وضع مقدارها ،20.01 ، كما في الحالة السابقة، وستكتسب طاقة حركية مقدارها 20.01. أي أنه في غياب الاحتكاك، لا يكون للمسار الذي تسلكه الكرة أي تأثير. عربة التزلج في حالة التزلج على المنحدرات المتعرجة، إذا كانت العربة ساكنة في أعلى منحدر فعند هذه النقطة يكون مجموع الطاقة الميكانيكية في النظام يساوي طاقة الوضع الجاذبية. افترض وجود متحدر آخر على المسار أكثر ارتفاعًا من المنحدر الأول فإن العربة لا تستطيع الصعود إليه؛ لأن الطاقة اللازمة لذلك أكبر من الطاقة الميكانيكية في النظام. السراج افترض أنك بدأت التزلج من السكون هابطاً منحدرا شديد الانحدار. إن الطاقة الميكانيكية الكلية للنظام هي طاقة الوضع التي بدأت بها التزلج، وعند هبوطك المنحدر تتحول طاقة الوضع الجاذبية لديك إلى طاقة حركية، وكلما هبطت إلى أسفل تزداد سرعتك، حيث تتحول طاقة الوضع الجاذبية إلى طاقة حركية، وفي رياضة القفز عن المنحدرات الجليدية يُحدد ارتفاع قفزة اللاعب في الهواء مقدار الطاقة التي ستتحول لاحقا إلى طاقة حركية عندما يبدأ تزلجه. البندول تبر من الحركة التوافقية البسيطة للبندول على مبدأ حفظ الطاقة، حيث يتكون النظام من ثقل البندول المتذبذب والأرض شكل 5-11a، وعادة يختار مستوى الإسناد عند ارتفاع ثقل البندول وهو ساكن، أي عند أدنى نقطة في مسار البندول. إذا أثرت قوة خارجية في ثقل البندول فأزاحته إلى أحد الجانبين فإن القوة تبذل شغلاً يكسب النظام طاقة ميكانيكية. الطاقة الكلية للنظام في أي موقع وفي اللحظة التي يترك فيها البندول فإن الطاقة الكلية تتخذ شكل طاقة الوضع، وعندها. يبدأ البندول أرجحته ها بطا إلى أدنى نقطة في مساره، تتحول طاقة النظام إلى طاقة حركية. طاقة الوضع. طاقة الحركة. تساوي مقدار ثابت وزارة التغليط AIA WA

والشكل 11-5 يوضح العلاقة البيانية لتغير طاقة الوضع وطاقة الحركة البندول. فعندما يكون البندول عند أدنى نقطة في مساره تكون طاقة الوضع له صفرا، وتكون طاقته الحركية مساوية للطاقة الميكانيكية الكلية للنظام. لاحظ أن الطاقة الميكانيكية الكلية في النظام تبقى ثابتة على افتراض أن الاحتكاك معدوم فقدان الطاقة الميكانيكية بلاحظ في حياتنا اليومية أن تذبذب البندول يتوقف في نهاية المطاف، وأن الكرة المرتدة عن سطح الأرض تؤول إلى السكون، كما أن الارتفاع الذي تصل إليه عربة التزلج يقل تدريجيا، فأين تذهب الطاقة في هذه الأنظمة؟ يتعرض أي هل الطاقة محفوظة؟ جسم يتحرك في الهواء لقوة مقاومة الهواء، كما تتعرض عربة قطار الملاهي لتأثير قوة الاحتكاك بين عجلات العربة والسكة. وعندما ترتد الكرة عن سطح الأرض، لا تتحول جميع طاقة الوضع المرونية المختزنة فيها إلى طاقة حركية بعد الارتداد، بل يتحول جزء من هذه الطاقة إلى طاقة حرارية وطاقة صوتية، وفي حالتي البندول وعربة التزلج تتحول بعض الطاقة الميكانيكية الابتدائية في النظام إلى أشكال أخرى من الطاقة، إما إلى طاقة داخل أجزاء النظام أو خارجه، كما في مقاومة الهواء. وترفع عادة هذه الطاقة درجة حرارة الجسم تدريجيا، وستعرف المزيد عن هذا النوع من الطاقة المسمى الطاقة الحرارية في الفصل .6 وستساعدك الاستراتيجيات الآتية على حل المسائل المتعلقة بحفظ الطاقة. عملية ارجع الى دليل التجارب العمل على منصة من الأطرات استراتيجية حل المسائل حفظ الطاقة استعن بالاستراتيجيات الآنية عند حل المسائل المتعلقة بحفظ الطاقة: 1. حدد النظام بدقة، وتأكد أنه مغلق (تذكر أن النظام المغلق لا يدخل إليه أو يخرج منه أي جسم ). 2 عين أشكال الطاقة في النظام. . حدد الوضع الابتدائي والنهائي للنظام. 4. هل النظام معزول؟ . إذا لم تكن هناك قوة خارجية تؤثر في النظام يكون النظام معزولا ويكون مجموع ) ع الطاقة الكلية فيه ثابتا. مخطط الطاقة الطاقة الميكانيكية الطاقة E = E . إذا كان هناك قوة خارجية تؤثر في النظام فإن EG + W = E النهائية الطاقة الابتدائية PE KE, XE 5. إذا كانت الطاقة الميكانيكية محفوظة فحدد مستوى إسناد الحساب طاقة الوضع، ومثل بيانيا بالأعمدة كلام الطاقة الابتدائية والطاقة النهائية، كما في الشكل المرفق. PE وار 143 غلط M

مثال 2 حفظ الطاقة الميكانيكية خلال إعصار، سقط غصن شجرة كبيرة كتلته 22.0kg ومتوسط ارتفاعه عن سطح الأرض 13.3m على سقف كوخ يرتفع 6.0m عن سطح الأرض احسب مقدار الطاقة الحركية للغصن عندما يصل إلى السقف، وذلك بإهمال مقاومة الهواء. سرعة الغضن عندما يصل إلى السقف 1 تحليل المسألة ورسمها مثل الوضع الابتدائي والوضع النهائي. . اختر مستوى الإسناد. مثل بيانيا بالأعمدة. -me -13.3in قبل اعد القاها طع الأرض كمسلول استاد الغد الهاية PEKE =P + KE -6,0m KE₁ =? في المجهول PE=3 PE, =3 h المعلوم m/s .m - 22.0 kg 9.80 = و 13.3m ،1 = 0.0 m/s الجبن 6.0 m.KE=0.0J إيجاد الكمية المجهولة محبات الطاقة افترض أن مستوى الإسناد هو ارتفاع السقف، ثم أوجد الارتفاع الابتدائي للغصن بالنسبة للقف. h=h-h = 13.3m - 6.0 m = 7.3 m PE = mgh =(22.0 kg) (9.80m/s²)(7.3 m) = 1.6x10'J KT = 0,0J KE, = PE =1.6 × 10-J دارة التعلم sm مستخدما 60m أوجد طاقة الوضع الابتدائية للغصن عوض مستخدم MI = 22 Agglom tam حدد الطاقة الحركية الابتدائية للخضن عصر التجرا في البداية ساكل الطاقة الحركية للغصن عندما يصل إلى السقف تاوي طاقة الوضع الابتدائية؛ لأن الطاقة محفوظة وبما أو الارتفاع صفر عن مستوى الاسلام لان = PL .0.01 144

أوجد سرعة الغصن عوض مستحيت | 10 × 10 - 20 - 1 تقويم الجواب KE₁ = 2m² y₁ = 2KK 2(1.6X101) 22.0 kg هل الوحدات صحيحة ؟ تقاس السرعة بوحدة m/s والطاقة بوحدة | = kg.ms . هل الإشارات منطقية ؟ الطاقة الحركية (KE) ومقدار السرعة دائما موجب. سائل تدريبية = 12 m/s 14. يقترب سائق دراجة من تل بسرعة 8.5m/s. فإذا كانت كتلة السائق والدراجة 85.0، فاختر نظام إسناد مناسب، ثم احسب طاقة الحركة الابتدائية للنظام. وإذا صعد السائق التل بالدراجة، فاحسب الارتفاع الذي ستتوقف عنده الدراجة بإهمال المقاومات. 15. افترض أن السائق في السؤال السابق استمر في الحركة عن طريق التدوير المستمر للبذالات ( الدواسات ) ولم يتوقف، ففي أي نظام تعتبر الطاقة محفوظة ؟ وأي أشكال الطاقة اكتسبت منها الدراجة طاقتها ؟ 16. بدأ متزلج بالانزلاق من السكون من قمة تل ارتفاعه .45.0m يميل بزاوية 30 على الأفقي في اتجاه الوادي، ثم استمر في الحركة حتى وصل إلى التل الآخر الذي يبلغ ارتفاعه 100 حيث يقاس ارتفاع الثلين بالنسبة لقاع الوادي. ما سرعة المتزلج عندما يمر بقاع الوادي، مع إهمال الاحتكاك وتأثير أعمدة التزلج ؟ وما مقدار سرعة المتزلج عند أعلى التل الثاني؟ وهل لمزاوية ميل التل أي تأثير في الجواب؟ 17. تقرر في إحدى مسابقات الغوص أن يكون الرابح هو من يثير أكبر كمية من رذاذ الماء عندما يغوص فيه، ولا تعتمد كمية الرذاذ على طريقة الغواص فقط، وإنما على مقدار الطاقة الحركية للغواص أيضًا وفي هذه المسابقة فقر جميع الغواصين عن عارضة غوص ارتفاعها 3.00m ، فإذا كانت كتلة أحدهم 136 وقام بحركته بأن القى نفسه عن العارضة ببساطة. أما الغواص الثاني فكانت كتلته 102kg وقفز عن العارضة إلى أعلى، فما الارتفاع الذي يجب أن يصل إليه اللاعب الثاني حتى يثير رذاذاً مساويا لما أثاره الخواص الأول؟ 145a ملط

الشكل 12-5 يمكن أن يحدث جسمان متحركان تصادمات مختلفة الحالة 1 يتباعد الجسمان في الجاهين متعاكسين. الحالة 2 يتوقف الجسم المتحرك ويتحرك الجسم الساكن وفي الحالة 3 الجسمان ويتحركان كجم واحد. يلتحم تحليل التصادمات Analyzing collisions من الحالات الشائعة التي تطرح في موضوعات الفيزياء التصادم بين السيارات، أو اللاعبين أو الجسيمات المكونة للذرة، بعضها مع بعض وعادة ما تكون تفاصيل التصادم معقدة جدا في أثناء التصادم. لذلك تعتمد استراتيجية التعامل مع التصادم على دراسة حركة الأجسام قبل التصادم مباشرة، وبعده مباشرة. لكن ما الكميات الفيزيائية المحفوظة لنستخدم قوانينها عند تحليل النظام؟ إذا كان النظام معزولاً فإن الزخم والطاقة محفوظان، إلا أن طاقة الوضع أو الطاقة الحرارية في النظام يمكن أن تقل، أو تبقى ثابتة، أو تزداد لذا لا تستطيع أن تقرر هل الطاقة الحركية محفوظة أم لا. وبين الشكل 12-5 ثلاثة أنواع مختلفة من التصادمات. ففي الحالة 1 زخم النظام قبل التصادم وبعده يعبر عنه بالمعادلة: P = Po + Po = = 1.00 kg.m/s (1.00 kg) (1.00 m/s) + (1.00 kg) (0.00 m/s) P P P (1.00 kg)(-0.20 m/s) + (1.00 kg) (1.20 m/s) = 1.00 kg.m/s لذا فإن الزخم في الحالة 1 محفوظ انظر مجددا الشكل 12-5، وبين أن الزخم محفوظ في الحالتين 2 و 3. الحالة | نهاية Vor-0.20 m/s Var = 1.20 m/s نهاية الحالة 2 بداية me = 1.00 kg mo = 1.00 kg Da = 1.00 m/s VD-0.00 m/s mo-1.00 kg بداية mac = 1.00 kg VG-100 m/s loi = 0.00 m/s te = 0.00 m/s Vai = 100 m/s نهاية الحالة 3 بداية Va = 1.00 m/s a = 0.00 m/s Va = Vot = 0 50 m/s 146 دارة التعلم

والآن لندرس الطاقة الحركية في النظام في كل حالة من الحالات الثلاث: ففي الحالة ! يعبر عن الطاقة الحركية للنظام قبل التصادم وبعده بالمعادلة الآتية: KE+KE = (1.00 kg) (1.00 m/s)+(1.00 kg) (0.00 m/s)² = 0.50 J KEKE (1.00 kg) (-0.20 m/s)²+(1.00 kg) (1.20 m/s)² = 0.74 J طاقة أخرى بعد KE قبل طاقة أخرى KE الحالة 1 . K تزداد أي زادت الطاقة الحركية للنظام في الحالة 1. وإذا كانت الطاقة محفوظة في النظام فلابد أن واحدا أو أكثر من أشكال الطاقة قد قل، ربما الفلست نابض مضغوط في أثناء تصادم العربتين مما زود النظام بطاقة حركية، وهذا النوع من التصادم يسمى التصادم فوق المرن superelastic أو الانفجاري explosive أما الطاقة الحركية بعد التصادم في الحالة 2 فتساوي KE+KE = (1.00 kg) (0. 00 m/s)² + (1.00 kg) (1.0 m/s)² = 0.50] أي أن الطاقة الحركية بعد التصادم كما هي قبل التصادم، ويسمى هذا النوع من التصادم الذي لا تتغير فيه الطاقة الحركية التصادم المرن elastic collision، وعادة ما تسمى التصادمات التي تحدث بين الأجسام المرنة الصلبة - ومنها الأجسام المصنوعة من الفولاذ والزجاج أو البلاستيك الصلب - بالتصادمات شبه المرئة. أما الطاقة الحركية بعد التصادم في الحالة 3 فهي KE+KE = (1.00 kg) (0.50 m/s)²+(1.00 kg) (0.50 m/s)² = 0.25] أي أن الطاقة الحركية قلت لتحول جزء منها إلى طاقة حرارية. ويسمى هذا النوع من التصادم الذي تقل فيه الطاقة الحركية بالتصادم العديم المرونة inelastic collision والأجسام المصنوعة من مواد ناعمة أو لزجة مثل الطين تتبع هذا النوع من التصادم. يمكن تمثيل أنواع التصادم الثلاثة باستخدام التمثيل البياني بالأعمدة انظر إلى الشكل 513، كما يمكن ايضا حساب الطاقة الحركية قبل التصادم وبعده، ويكون الفرق في الطاقة الحركية هو التغير في الأشكال الأخرى للطاقة، إذ تتحول الطاقة الحركية في تصادم السيارات إلى أنواع أخرى من الطاقة، منها الطاقة الحرارية والطاقة الصوتية. الحالة 2 : KE ثابتة الحالة 3 KE تقل الشكل 13-5 التمثيل البياني بالأعمدة لأنواع التصادمات الثلاثة. واري 147 ملط

مثال 3 الطاقة الحركية تتحرك سيارة صغيرة كتلتها 575kg بسرعة 15.0m / s، ثم اصطدمت بمؤخرة سيارة أخرى كتلتها kg 1575 تتحرك بسرعة m/s 5.00 في الاتجاه نفسه. ما السرعة النهائية للسيارتين إذا التحمتا معا وكونتا جسما واحدا ؟ . ما مقدار الطاقة الحركية المفقودة نتيجة التصادم؟ ت، ما نسبة الطاقة الحركية المفقودة إلى مقدار الطاقة الأصلية؟ تحليل المسألة ورسمها مثل الوضع الابتدائي والوضع النهائي. . مثل مخطط الزحم. قبل السامية بعد النهائية ) المجهول المعلوم v=? = AKE KE - KE = ? m = 575 kg . = 1575 kg نسبة الطاقة الحركية المفقودة ? = AKE/KE VN 15.0 m/s 1 = 5.00 m/s "AL 世 PA+ PM PM P + mala - my Pi = (mig + ms) u (171) ايجاد الكمية المجهولة استخدم معادلة حفظ الزخم لإيجاد السرعة النهائية. دليل الرياضيات فصل المتغير 2115 4 (mm) (575 kg)(15.0 m/s)+(1575 kg) (5.00 m/s) (575 kg+1575 kg) مستخدما || 15 = Mi Saks -1754-1110/3 . لتحديد التغير في الطاقة الحركية للنظام نحتاج إلى KE و KE عوس استخدام + m = a في اتجاه الحركة نفسه قبل التصادم m/s 7.67 = KE = 1 mo =(m+m) u =(575 kg + 1575 kg) (7.67 m/s)² = 6.32 x 10'] KE = KE + KE = mu 2 عوض مستخدما m = 275 5 = 15771g 1 = 16 m/s (575kg)(15.0m/s)+(1575kg) (5.00m/s) 8 10 وزارة التضلة حات استحله - - عوم مستخدم m = arab = alg = - 150 m/ - 5.00 m/ 148

أوجد التغير في الطاقة الحركية للنظام. عوض متحف ال - 2 -2- AKE - KE - KE =6.32 x 10-8.44 x 10' | =-2.12 x 10'| أوجد نسبة الطاقة الحركية المفقودة إلى الطاقة الحركية الأصلية. عريض مستحلم | 1 1 21-Art سبة الطاقة الحركية المفقودة إلى الطاقة الحركية الأصلية للنظام 25.1 ن تقويم الإجابة هل الوحدات صحيحة ؟ نقاس السرعة بوحدة ، وتقاس الطاقة بوحدة .. * هل الاشارات منطقية؟ السرعة موجبة، مما يتوافق مع السرعات الابتدائية. سائل تدريبية AKE KE -2.12x10 -0.251 8.44X10 J 18. انطلقت رصاصة كتلتها 8 8.00 أفقياً نحو قطعة خشبية كتلتها 9.00kg موضوعة على سطح طاولة، واستقرت فيها، وتحركنا كجسم واحد بعد التصادم على سطح عديم الاحتكاك بسرعة 5 / m.10.0 . ما مقدار السرعة الابتدائية للرصاصة ؟ 19. هدف مغناطيسي كتكه 0.73kg معلق بخيط، أطلق سهم حديدي كتلته 0.0250kg أفقيا في اتجاه الهدف، فاصطدم به، والتحما معا، وتحركا كبندول ارتفع 12.0cm فوق المستوى الابتدائي قبل أن يتوقف الحقليا عن الحركة. مثل الحالة (الوضع)، ثم اختر النظام. حدّد الكمية الفيزيائية المحفوظة في كل جزء من أجزاء الحركة كلها، ثم فسر ذلك. . ما السرعة الابتدائية للسهم؟ 20. يتزلج لاعب كتلته 10kg 91 على الجليد بسرعة 5.50m/s. ويتحرك لاعب آخر له الكتلة نفسها بسرعة m/s 8.1 في الاتجاه نفسه ليضرب اللاعب الأول من الخلف، ثم ينزلقان معا. a. احسب المجموع الكلي للطاقة، والمجموع الكلي للزخم في النظام قبل التصادم. . ما مقدار سرعة اللاعبين بعد التصادم؟ ت. ما مقدار الطاقة المفقودة في التصادم؟ 149ha غلط M

تجربة تحويل الطاقة 1 يمكنك أن ترى أن هناك اختلافًا حقيقيا بين الزخم والطاقة. فالزخم غالبا ما يكون محفوظا في التصادم أيا كان نوعه، أما الطاقة فتكون محفوظة فقط في التصادمات المرنة والزخم هو الذي يوقف الأجسام؛ فمثلاً جسم كتلته kg 10.0، ويتحرك بسرعة اختر كرات فولاذية مختلفة m/s 5.00 يمكنه إيقاف جسم آخر كتلته 20.0kg يتحرك بسرعة m/s 2.5 عندما الحجم، ثم أوجد كتلها. يصطدمان، على الرغم من أن الطاقة الحركية للجسم الصغير الكتلة في هذه الحالة 2 ثبت عربة ميكانيكية ذات نابض أكبر من الطاقة الحركية للجسم الكبير الكتلة، فالطاقة الحركية للجسم الأصغر هي: رأسي على أن يكون نايضها ( 125 = KE = 10.0 kg) (5.0 m/s ، أما الطاقة الحركية للجسم الأكبر فهي ( 62.5 = 2 KE = (20.0kg) (2.50 m/s. ويمكنك اعتمادا على نظرية الشغل - متجها إلى أعلى. ر 3 ثبت مسطرة رأسيا بجوار الطاقة أن تستنتج أنه لجعل الجسم الذي كتلته 10.0kg يتحرك بسرعة m/s 5.00 فإنه النابض لقياس ارتفاع الكرة. يتطلب شغلاً أكبر من الشغل اللازم لجعل الجسم الذي كتلته 20.0kg يتحرك بسرعة .4 ضع إحدى الكرات على الطرف 2.50m/s. في تصادم السيارات يؤدي الزخم إلى إيقافها، أما الطاقة فإنها تسبب الضرر العلوي للنابض، والضغط النابض إلى أسفل حتى التلامس الكرة ( التحطم) الذي يلحق بها. مع العربة. ومن الممكن إيجاد تصادم دون حدوث ارتطام فعلي بين الأجسام. فإذا وصلت عربتا 5. اترك الكرة بسرعة ليدفعها مختبر بنابض مضغوط دون حركة على طاولة، يكون مجموع الزخم للعربتين صفراء النابض رأسيا إلى أعلى. وعند إفلات النابض تبتعد العربتان إحداهما عن الأخرى، حيث تتحول طاقة الوضع تحذير ابتعد عن الكرة قبل القذافها. في النابض إلى طاقة حركية في العربتين، ولأن العربتين تبتعد إحداهما عن الأخرى فيكون 6. كرر الخطوات عدة مرات للكرة مجموع الزخم صفرا داتها، ثم احسب متوسط الارتفاع. من المفيد ذكر مثالين لتصادمين بسيطين المثال الأول لتصادم مرن بين جسمين متساويين قدر ارتفاع الكرات الفولاذية في الكتلة، مثل تصادم كرة بلياردو متحركة بسرعة متجهة بكرة بلياردو أخرى ساكنة، حيث تتوقف الكرة الأولى بعد التصادم، وتتحرك الكرة الأخرى بالسرعة المتجهة المختلفة في الحجم. التحليل والاستنتاج نفسها. ومن السهل إثبات مبدأ حفظ الزخم وحفظ الطاقة في هذا التصادم. 8 رتب الكرات وفق الارتفاع والمثال الثاني لتصادم يحدث بين متزلجين المتزلج الأول كتلته ، ويتحرك بسرعة الذي تصل إليه. ماذا نستنتج ؟ متجهة » في اتجاه متزلج آخر ساكن له الكتلة ذاتها، فيصطدم به ويلتصقان معا بعد التصادم ويتحركان كجسم واحد، ونتيجة لحفظ الزخم لابد أن تكون سرعتهما معا . إن الطاقة الحركية النهائية للمتزلجين KE هي : KE = (2) ( = me، أي نصف الطاقة الحركية الابتدائية، وذلك لأن التصادم عديم المرونة. لقد درست حالات طبقت فيها قانون حفظ الطاقة، وفي بعض الأحيان قانون حفظ الزخم لتحديد حركة الأجسام المكونة للنظام. إن فهم أنظمة الأجسام باستخدام قانون نيوتن الثاني في الحركة وحده قد يكون بالغ التعقيد، ولذلك يعد فهم أشكال الطاقة في النظام، وتحولاتها من شكل لآخر أحد أكثر المفاهيم فائدة في العلوم، ويظهر مفهوم حفظ الطاقة كثيرًا في البحوث العلمية والتطبيقات الكهربائية والتجارية، حيث يستخدمه العلماء لاستقصاء موضوعات أكثر تعقيدًا من تصادم كرات البلياردو ارة التضليط M 150

مسألة تحفيز تحرکت رصاصة كتلتها بسرعة ) فاخترقت قطعة خشب ساكنة وخرجت منها بسرعة .. فإذا كانت كتلة القطعة الخشبية ، وتحركت بعد التصادم بسرعة ، فما مقدار : 1 السرعة النهائية لقطعة الخشب ؟ 2 الطاقة التي فقدتها للرصاصة؟ الطاقة التي فقدت بسبب الاحتكاك داخل القطعة الخشبية؟ 5-2 مراجعة .21 .22 النظام المغلق هل الأرض نظام مغلق ومعزول؟ دعم إجابتك. الطاقة قفر طفل عن منصة القفز (منصة البهلوان)، ارسم تمثيلاً بيانيا بالأعمدة يبين أشكال الطاقة الموجودة في الأوضاع الآتية: .. الطفل عند أعلى نقطة في مساره. الطفل عند أدنى نقطة في مساره. 23. الطاقة الحركية افترض أن كرة من اللبان ( العلكة ) تصادمت مع كرة مطاطية صغيرة في الهواء، ثم ارتدنا إحداهما عن الأخرى. هل تتوقع أن تبقى الطاقة الحركية محفوظة ؟ وإذا كان الجواب بالنفي فماذا حدث للطاقة ؟ .24 .25 الطاقة الحركية تكون الكرة المستخدمة في تنس الطاولة كرة خفيفة جدا وصلبة، وتضرب بمضرب صلب (خشبي مثلاً). أما في التنس الأرضي فتكون كم مرة ستصطدم الكرة بالأرض حتى تصل إلى ارتفاع m 4 بعد الارتداد؟ 26 الطاقة ينزلق طفل كتلته 36.0kg على لعبة انزلاق ارتفاعها 2.5m كما في الشكل .14-5. ويتحرك عند أدنى نقطة في اللعبة بسرعة 3.0m / s، في مقدار الطاقة المفقودة خلال انزلاقه؟ 36.0 kg الشكل 14-5 25171 الكرة أكثر ليونة، وتضرب بمضرب شبكي. فلماذا 27 التفكير الناقد سقطت كرة من ارتفاع 20.0m وعندما صمّمت الكرة والمضرب في كل لعبة بهذه الطريقة؟ وهل تستطيع التفكير في كيفية تصميم كرة ومضرب تستخدمان في ألعاب رياضية أخرى؟ طاقة الوضع سقطت كرة مطاطية من ارتفاع 8.0m على أرض أسمنتية صلبة، فاصطدمت بها وارتدت عنها وصلت إلى نصف الارتفاع، أي 10m، كان نصف طاقتها طاقة وضع، والنصف الآخر طاقة حركة، عندما تستغرق الكرة في رحلتها نصف زمن سقوطها، فهل ستكون طاقة الوضع للكرة نصف طاقتها أم أقل أم أكثر؟ عدة مرات، وفي كل مرة كانت تخسر و مجموع طاقتها. وارد 15 غلط M

مختبر الفيزياء حفظ الطاقة Conservation of Energy يوجد عدة أمثلة الحالات تكون فيها الطاقة محفوظة، منها سقوط صخرة من ارتفاع معلوم. فإذا سقطت الصخرة من السكون تكون طاقتها عند البدء طاقة وضع فقط، وفي أثناء السقوط نقل طاقة الوضع بتناقص الارتفاع، وفي الوقت نفسه نزداد الطاقة الحركية. ويبقى مجموع طاقتي الحركة والوضع ثابتا إذا أهملنا الاحتكاك، وعند لحظة اصطدام الصخرة بالأرض فإن طاقة الوضع كلها تكون قد تحولت إلى طاقة حركية. ستصمم في هذه التجربة نموذجا لإسقاط جسم من ارتفاع معين وتحسب سرعته عندما يرتطم بالأرض سؤال التجربة. كيف يوضح لتحول طاقة الوضع الجسم ما إلى طاقة حركية" مبدأ حفظ الطاقة؟ الأهداف الخطوات تحسب سرعة الجسم الساقط عند لحظة ارتطامه 1 ثبت القطعتين ذواتي الأخدود كما في الشكل 1. وارفع بالأرض باستخدام النموذج. طرف أحد المسارين ليرتكز على القطعة الخشبية تفسر البيانات لإيجاد علاقة بين طاقة وضع الجسم بحيث تبعد نقطة ارتكازه على الخشبة مسافة cm 5 عن طرف المسار تأكد أنه يمكن للكرة التدحرج الساقط وطاقته الحركية. احتياطات السلامة شکل : شکل 2 شکل 3 المواد والأدوات قطعتان خشبيتان أو بلاستيكيتان محفور فيهما أخدود بسهولة عبر نقطة اتصال المسارين 2 سجل طول الجزء الأفقي من المسار في جدول البيانات وضع كرة على المسار فوق القطعة الخشبية مباشرة واترك الكرة لتتدحرج. شغل ساعة الإيقاف عندما تصل الكرة إلى الجزء الأفقي، ثم أوقفها عندما تصل الكرة إلى نهاية المسار الأفقي، وسجل الزمن اللازم للكرة لقطع المسافة الأفقية في جدول البيانات. حرّك القطعة الخشبية بحيث تصبح تحت نقطة منتصف الجزء المائل من المسار كما في الشكل 2 وضع الكرة على المسار فوق القطعة الخشبية مباشرة، ثم اترك الكرة لنتدحرج وقس الزمن اللازم لقطع الجزء الأفقي من المسار وسجله (مسار مستقيم يتكون من جزأين، ميزان إلكتروني، كرة في جدول البيانات. ولاحظ أنه حتى لو ارتفع السطح فولاذية أو زجاجية، مسطرة مترية، ساعة إيقاف، آلة حاسبة بيانية، قطعة خشبية. المائل فإن الكرة تسقط من الارتفاع نفسه كما في الخطوة 2. احسب سرعة الكرة على المسار الأفقي في الخطوتين ملاحظة : يفضل استخدام بوابات إلكترونية القياس 2و3 وحرّك القطعة الخشبية الآن إلى نقطة تشكل السرعة على المسار الأفقي، أو المؤقت ذي الشريط الورقية ثلاثة أرباع طول السطح المائل كما في الشكل .3 وفي حال عدم توافر أي منهما يجب أن لا يقل طول 5. توقع الزمن اللازم الوصول الكرة إلى نهاية السبي الأفقي للمسار، وسجل توقعك ثم الحيزه المسار الأفقى عن L5m. دارة التعلم 152

جدول البيانات ارتفاع نقطة المسافة الأفنية السقوط (ITE) الزمن (6) السرعة (15) 105 0.05 UDS 001 102 0.03 (in) . ضع القطعة الخشبية بصورة ثابتة عند منتصف السطح المائل كما في الشكل ،2 ثم حدد القطة على السطح المائل على أن ترتفع 1cm عن المستوى الأفقي للمسار، وليس cm 1 فوق سطح الطاولة. 4 استخدم بيانات السرعة في الخطوة لا عند ارتفاع السقوط cm 8 في حساب الطاقة الحركية للكرة في المستوى الأفقي للمسار. وتذكر أن وحدة قياس السرعة m/s والكتلة بوحدة kg الاستنتاج والتطبيق 1. أوجد معادلة حساب السرعة بدلالة الارتفاع . وابدأ من PE = KE 2 هل تتفق العلاقة المستنتجة في السؤال السابق مع العلاقة من الرسم البياني؟ 7. دع الكرة تتدحرج من هذه النقطة، وفس الزمن اللازم 3 طبق العلاقة التي استنتجتها لحساب الارتفاع الذي يجب أن تسقط الكرة منه لتكون سرعتها لقطع طول المسار الأفقي وسجله في جدول البيانات. حدد نقطة على السطح المائل باستخدام مسطرة على أن على المسار الأفقي ضعف ما كانت عليه عندما ترتفع هذه النقطة cm 2 فوق السطح الأفقي للمار أسقطت من ارتفاع 2cm ودع الكرة تتدحرج من هذه النقطة، ثم قس الزمن اللازم وضح كيف تمثل هذه التجربة نموذجا لسقوط الكرة لقطع طول المسار الأفقي وسجله في جدول البيانات. للكرة الحظة ارتطامها بالأرض. و أعد الخطوة 3 من ارتفاع cmd cm 5 cm 5 cm 3 مباشرة في اتجاه الأرض، ومن ثم تحديد الطاقة الحركية. cm 8cm 7، وسجل الزمن التحليل 5 قادر قارن بين طاقة الوضع للكرة قبل السقوط والطاقة الحركية للكرة على السطح الأفقي (الخطوتان 9.8) ووضح لماذا تساوتا أو اختلفتا؟ 1 استدل ما أثر تغير ميل السطح المائل في سرعة الكرة 6. استخلص النتائج هل تثبت هذه التجربة قانون حفظ على السطح الأفقي للمار في الخطوات 26 2 حلل ارسم رسما بيانبا يمثل سرعة الكرة على المسار الأفقي (y) مقابل الارتفاع الذي سقطت منه الكرة الطاقة؟ وضح ذلك. التوسع في البحث (x). هل العلاقة خطية ؟ ثم أرسم رسما بيانيا يمثل ما مصادر الخطأ في هذه التجربة ؟ وكيف تستطيع التقليل منها؟ مربع السرعة مقابل الارتفاع. هل العلاقة خطية الآن؟ الفيزياء في الحياة 3. استخدم المعلومات في الخطوة 9 عند ارتفاع السقوط cm 8 لإيجاد طاقة الوضع للكرة قبل سقوطها مباشرة. استخدم الميزان الإلكتروني لإيجاد كتلة الكرة، ولاحظ أن الارتفاع يجب أن يكون مقيسا بوحدة m، والكتلة بوحدة kg كيف توضح حركة العربات على المسارات المتعرجة في مدينة الملاهي مبدأ حفظ الطاقة بتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركية ؟ 153

التقنية والمجتمع تقنيات ذكية للجري Running Smarter الفيزياء والأحذية الرياضية أصبحت أحذية الحري اليوم حذاء الجري يزيد الأداء يؤثر نظام وسادة الامتصاص في الحذاء ذات تقنية عالية ومدهشة، وقد تحسن أداؤها بصورة رائعة، بحيث في استهلاك الطاقة؛ فالعظام والعضلات والأربطة والأوتار تشكل تحمي الجسم وتعمل عمل ماص للصدمات. كيف يساعدك حذاء نظام امتصاص طبيعي، ولكن استخدام هذا النظام الطبيعي يستهلك الجري على الفوز في المسابقة؟ يقلل حذاء الجري من استهلاك قدرا من طاقة الجسم، وعند استخدام نظام الامتصاص في الحذاء الطاقة كما يجعلك توظفها بفاعلية أكبر. ويكون الحذاء الرياضي الجيد مرنا بصورة كافية للانحناء مع قدمك في أثناء الجري، ويدعم قدميك ويثبتهما في مكانها، وهو خفيف الوزن يشد قدميك ويمنعهما من الانزلاق حذاء الجري ماص الصدمة هناك اهتمام كبير بتقنيات وسادة الامتصاص في حذاء الجري، وتطوير دوره الأساسي بوصفه ماضا للصدمات وتحسين عمله، يدفع حذاء لاعب الجري الأرض، وفي الوقت نفسه تؤثر الأرض في الحذاء بمقدار القوة نفسه في الاتجاه المعاكس، ويساوي مقدار هذه القوة أربعة أمثال وزن اللاعب تقريبا. كما تسبب هذه القوة الألم والجهد، والتهاب عضلة الساق، وتؤذي الكاحل والركبة خلال الجري المسافات طويلة. داخل وسط يتمكن الجسم من تحويل هذه الطاقة المختزنة للاستخدام في انقباض العضلات، حيث يستغلها اللاعب في الجري بسرعة أكبر. توظف الأحذية الرياضية قانون حفظ الطاقة؛ فهي مزودة بتعل داخلي ذي بطانة مرنة يعيد للاعب أكبر مقدار ممكن من الطاقة التي يستهلكها، حيث تتحول الطاقة الحركية للاعب إلى طاقة وضع مرونية وطاقة حرارية عندما تضرب قدم اللاعب أرضية الملعب، وإذا استطاع اللاعب التقليل من الطاقة الحرارية الضائعة تتحول طاقة الوضع المرونية مرة أخرى إلى طاقة حركية مفيدة. وتستخدم عادة المواد المرئة واللينة والمطاطية التي تقاوم التحطم في صناعة بطانة النعل الداخلي للحذاء، ومن أمثلتها لبادة جل السليكون، ونظم المواقع المعقدة والتوابض. وتستخدم وسادة الامتصاص في حذاء الجري لتقليل القوة التي التوسع في البحث يمتصها اللاعب، فعندما تضرب قدم اللاعب الأرض وتتوقف 1 فشر علميا استخدم المفاهيم الغيريانية التفسير سبب وضع المصانع وسادة امتصاص في أحذية الجري يتغير وجها، ويعبر عن التغير في الزخم بـ Ap = FAI ، حيث القوة المؤثرة في الجسم. ۵۱ زمن تأثير القوة، وتعمل البطانة 2 حلل أي الأسطح الآتية يعطي اللاعب مرونة أكثر عند الركض هنا على جعل زمن التغير في الزخم طويلاً، مما يقلل من تأثير قوة الملعب العشبي أم أرضية المنشاة؟ وضح إجابتك. دفع القدم للأرض ، وهذا يقلل أيضًا من الضرر الذي يلحق 3 ابحث لماذا يفضل بعض الناس الجري وهم حفاة. ح في سباق بجسم اللاعب الماراثون؟ 154

الفصل 5 دليل مراجعة الفصل 5-1 الأشكال المتعددة للطاقة The many forms of Energy المفردات المفاهيم الرئيسة . طاقة الحركة الدورانية . التناسب الطاقة الحركية الحسم طرديا مع كتلته و مربع سرعته . طاقة وضع الجاذبية مستوى الإسناد . طاقة الوضع المرونية يمكن أن تكون الطاقة الحركية خطية أو دورانية. . عندما تشكل الأرض جزءا من نظام معزول فإن الشغل المبذول من الجاذبية الأرضية يستبدل به طاقة الوضع الجاذبية. تعتمد طاقة الوضع الجادبية الجسم ما على وزن الجسم وعلى ارتفاعه عن سطح الأرض. PE= migh يكون موقع مستوى الإسناد في النقطة التي تفترض عندها طاقة الوضع الجاذبية الأرضية صفرا يمكن أن تختزن طاقة الوضع المرونية في جسم نتيجة تغير شكل الجسم. . يقول أينشتاين: إن للكتلة نفسها طاقة وضع، وتسمى هذه الطاقة بالطاقة السكونية. 2- حفظ الطاقة Conservation of Energy المفردات قانون حفظ الطاقة . الطاقة الميكانيكية المفاهيم الرئيسة E=me يسمى مجموع طاقتي الوضع والحركة الطاقة الميكانيكية E = KE + PE إذا لم يدخل أي جسم إلى النظام أو يخرج منه فإن هذا النظام بعد نظاما مغلقا. . التصادم فوق المرن إذا لم تؤثر قوة خارجية في النظام فإن هذا النظام بعد نظاما معزولاً. (الانفجاري). . التصادم المرن - التصادم العديم المرونة. مجموع الطاقة في النظام المغلق المعزول ثابت داخل النظام الواحد، حيث تتغير الطاقة من شكل إلى آخر، ويبقى مجموعها ثابتا؛ لذا فالطاقة محفوظة. KE + PE = KE + PE مار يسمى التصادم الذي تزيد فيه الطاقة الحركية بعد التصادم عنها قبل التصادم بالتصادم الفوق مرة . يسمى التصادم الذي تكون الطاقة الحركية بعده أقل منها قبله التصادم العديم المرونة. يُسمى التصادم الذي تكون الطاقة الحركية قبله مساوية لما بعده التصادم المرن. . إذا كانت القوة الخارجية المؤثرة صفرا، فالزخم محفوظ في التصادم، أما بالنسبة للطاقة الحركية فقد تبقى محفوظة أو تقل نتيجة التصادم، حيث يعتمد ذلك على نوع التصادم (مرنا أم عديم المرونة). 155a

الفصل التقويم خريطة المفاهيم 28. أكمل خريطة المفاهيم بالمصطلحات الآتية: طاقة الوضع الجاذبية، طاقة الوضع المرونية، الطاقة الحركية. اتقان المفاهيم الطاقة دورانية خطية 35. إذا زادت سرعة عذاء إلى ثلاثة اضعاف سرعته الابتدائية، فما معامل تزايد طاقته الحركية ؟ (1-5) 36. ما تحولات الطاقة عندما يقفز لاعب الوثب بالزائة ؟ (5-2) 37 لماذا تتغير الوثبة كثيرًا في رياضة الوثب بالزانة عندما تستبدل بالعصا الخشبية القاسية عصا مرنة أو عصا مصنوعة من الألياف الزجاجية؟ (2-5) 38. عندما قذفت كرة طينية في اتجاه قرص الهوكي المطاطي الموضوع على الجليد التحمت الكرة المندفعة وقرص الهوكي المطاطي معا، وتحركا ببطء. (2-5) .. هل الزخم محفوظ في التصادم؟ وضح ذلك. في جميع المسائل اللاحقة، افترض أن مقاومة الهواء مهملة، إلا . هل الطاقة الحركية محفوظة في التصادم؟ وضح ذلك. إذا أعطيت قيمتها. 29 وضح العلاقة بين الشغل المبذول والتغير في الطاقة. (1-5) .39 مثل بيانيا بالأعمدة كلا من العمليات الآتية : (2-5) 30. ما نوع الطاقة في ساعة تعمل بضغط النابض ؟ وما نوع الطاقة في الساعة الميكانيكية؟ وماذا يحدث للطاقة عندما تتوقف الساعة عن العمل؟ (1-5) 31 وضح كيفية ارتباط تغير الطاقة مع القوة؟ (1-5) a. انزلاق مكعب من الجليد، بادنا حركته من السكون، على سطح مائل عديم الاحتكاك انزلاق مكعب من الجليد صاعدًا أعلى سطح مائل عديم الاحتكاك، ثم توقفه الحظياً. 32. أسقطت كرة من أعلى مبنى، فإذا اخترت أعلى المبنى 40 صف تحول الطاقة الحركية إلى طاقة وضع وبالعكس بوصفه مستوى إسناد، في حين اختار زميلك أسفل لشخص يركب في الأفعوانية جولة كاملة. (52) المبنى بوصفه مستوى اسناد فوضح هل تكون حسابات 41 صف كيفية فقدان طاقة الحركة وطاقة الوضع المرونية عند الطاقة نفسها أم مختلفة وفقًا لمستوى الإسناد في الحالات. الآتية؟ (1-5) طاقة وضع الكرة عند أي نقطة. b. التغير في طاقة وضع الكرة نتيجة السقوط. ت الطاقة الحركية للكرة عند أي نقطة. 33 هل هناك حالة يمكن أن تكون فيها الطاقة الحركية لكرة البيسبول سالبة؟ (1-5) 34 هل هناك حالة يمكن أن تكون فيها طاقة الوضع لكرة البيول سالبة؟ وضح ذلك دون استخدام 156 معادلات (1-5) ارتداد كرة مطاطية، وصف ما يحدث لحركة الكرة. (2-5) تطبيق المفاهيم 42. استخدم سائق سيارة سباق الكوابح لإيقافها، طبق نظرية الشغل - الطاقة في الأوضاع الآتية: على اعتبار أن النظام يحوي السيارة ولا يتضمن الطريق). ه. إذا كانت عجلات السيارة تتدحرج دون انزلاق. د انزلقت عجلات السيارة عندما استخدمت الكوابح. 43، تسير سيارة صغيرة وشاحنة كبيرة بالبيرقة نضمها : أيهما يبذل شغلاً أكبر : محرك السيارة أم محرك الشاحنة ؟ isارة التعليم NIN NA

تقويم الفصل 5 44 المنجنيق استخدمت جيوش المسلمين مدفع المنجنيق في 50. أعط أمثلة محددة توضح العمليات الآتية: فتوحاتهم، حيث يعمل بعض هذه الأنواع باستخدام حبل مشدود، وعندما يرخى الحبل ينطلق ذراع المنجنيق. ما نوع الطاقة المستخدمة عند قذف الصخرة بالمنجنيق ؟ 45 تصادمت سيارتان وتوقفنا تماما بعد التصادم، فأين ذهبت طاقتا هما؟ 46. بذل شغل موجب على النظام خلال عملية معينة، فقلت طاقة الوضع. هل تستطيع أن تستنتج أي شيء حول التغير في الطاقة الحركية للنظام؟ وضح ذلك. ه بدل شغل على نظام ما فازدادت الطاقة الحركية ولم تتغير طاقة الوضع. تحول طاقة الوضع إلى طاقة حركية دون أن يبذل شغل على النظام. ه بدل شغل على النظام، فازدادت طاقة الوضع ولم تتغير الطاقة الحركية. بذل النظام شغلاً فقلت الطاقة الحركية ولم تتغير طاقة الوضع. 47. بذل شغل موجب على النظام خلال عملية معينة، 51. الأفعوانية إذا كلفت بتعديل تصميم أفعوانية، وطلب فزادت طاقة الوضع. هل تستطيع أن تحدد ما إذا كانت الطاقة الحركية للنظام زادت، أو قلت، أو بقيت كما هي ؟ وضح ذلك. 48. التزلج يتحرك متزلجان مختلفان في الكتلة بالسرعة المالك إليك أن تجعل اللعب عليها أكثر إثارة عن طريق جعل السرعة في أسفل المنحدر الأول ضعف السرعة قبل التعديل. فكم يكون ارتفاع المنحدر الأول للأفعوانية بالنسبة لارتفاعه الأصلي؟ نفسها وفي الاتجاه نفسه، فإذا أثر الجليد في المتزلجين بقوة 52 قذفت کرتان متماثلتان من قمة منحدر عال، إحداهما الاحتكاك نفسها فقارن بين مسافة التوقف لكل منهما. 49. إذا دورت جسما كتلته 55g في نهاية خيط طوله 0.75 حول رأسك في مستوى دائري أفقي بسرعة ثابتة، كما في الشكل 15-5 .. فما مقدار الشغل المبذول على الجسم من قوة الشد في الخيط في دورة واحدة؟ رأسيا إلى أعلى، والأخرى رأسيا إلى أسفل وكان لها مقدار السرعة الابتدائية نفسه. قارن بين طاقتيهما الحركية، وسرعتيهما عندما ترتطمان بالأرض؟ اتقان حل المسائل 5-1 الأشكال المتعددة للطاقة . وهل تتفق إجابتك في الفرع (a) مع نظرية الشغل .53. تتحرك سيارة كتلتها kg 1600 بسرعة m/s 12.5. - الطاقة؟ وضح ذلك. Ul 55g- ما طاقتها الحركية ؟ 54. ما مقدار الطاقة الحركية لسيارة سباق كتلتها 1525kg عندما تكون سرعتها km/h 108 55 مجموع كتلتي خليل و دراجته 45.0kg. فإذا قطع خلیل km 180 خلال min 10.0 بسرعة ثابتة، فما مقدار طاقته الحركية ؟ الشكل 15-5 157 خليط

تقويم الفصل 5 56. كتلة خالد kg 45 ويسير بسرعة m/s 10.0. a. أوجد طاقته الحركية. . إذا تغيرت سرعة خالد إلى 5.0ms فاحسب طاقته الحركية الآن. أوجد نسبة الطاقة الحركية في الفرع إلى الطاقة الحركية في الفرع .. وفر ذلك. 57 كتلة كل من أسماء وآمنة متساويتان وتساوي 45kg 60، تتحرك عربة صغيرة كتلتها kg 15.0 بسرعة منجهة مقدارها 7.50m / s على مسار مستو، فإذا أثرت فيها قوة مقدارها 10.0 فتغيرت سرعتها وأصبحت m/s 3.20 فما مقدار . التغير في الطاقة الحركية للعربة ؟ الشغل المبذول على العربة ؟ ه. المسافة التي ستحركها العربة خلال تأثير القوة؟ وقد تحركتا معا بسرعة m/s 10.0 كجسم واحد. 61. يتسلق علي حبلاً في صالة اللعب مسافة 3.5m. ما مقدار . ما مقدار الطاقة الحركية لهما معا ؟ . ما نسبة كتلتيهما معا إلى كتلة أسماء؟ ما نسبة طاقتيهما الحركية معا إلى الطاقة الحركية لأسماء؟ فسر إجابتك. طاقة الوضع التي يكتبها إذا كانت كتكه kg 960.0 62 البولنج احسب الزيادة في طاقة الوضع لكرة بولنج كتلتها 6.4kg عندما ترفع 2.1m إلى أعلى نحو رف الكرات. 58. القطار في فترة الخمسينيات من القرن الماضي، استخدم 63. احب التغير في طاقة الوضع لخديجة عندما تهبط قطار تجريبي كتلته 10kg × 2.5، وقد تحرك في مسار مستو بمحرك ثفات يؤثر بقوة دفع مقدارها من الطابق العلوي إلى الطابق السفلي مسافـــــــة 5.50m، علما بأن وزنها N 505؟ N 105 5.00 خلال مسافة m 509 . فما مقدار 64. رفع الأثقال يرفع لاعب أثقالاً كتلتها kg 180 مسافة ه الشغل المبذول على القطار ؟ . التغير في الطاقة الحركية للقطار ؟ الطاقة الحركية النهائية للقطار إذا بدأ حركته من السكون؟ d السرعة النهائية للقطار إذا أهملنا قوى الاحتكاك ؟ 59 مكابح السيارة تتحرك سيارة وزنها 147000 بسرعة 158 1.95m فما الزيادة في طاقة وضع الأثقال ؟ 65. أطلق صاروخ تجريبي كتلته 10.0kg رأسياً إلى أعلى من محطة إطلاق. فإذا أعطاه الوقود طاقة حركية مقدارها 1 1960 خلال زمن احتراق وقود المحرك كله. فيا الارتفاع الإضافي (عن ارتفاع المنصة) الذي سيصل إليه الصاروخ ؟ m/s 25، وفجأة استخدم السائق المكابح، وأخذت 66 ترفع نبيلة كتاب فيزياء وزنه 12.0N من سطح طاولة السيارة في التوقف كما في الشكل 16-5. فإذا كان متوسط قوة الاحتكاك بين عجلات السيارة والطريق تساوي 7100N في المسافة التي تتحركها السيارة قبل أن تتوقف ؟ قبل V=25 m/s F= 14.700 N الشكل 16-5 ارتفاعها عن سطح الأرض cm 75 إلى رف يرتفع 2.15m فوق سطح الأرض، فما مقدار التغير في طاقة الوضع للنظام؟ 67. صمم جهاز ليظهر مقدار الطاقة المبذولة يحوي الجهاز جسما مربوطا بحبل، فإذا سحب شخص الحبل ورفع الجسم مسافة 1.00m، فسيثير مقياس الطاقة إلى أن 1.00 من الشغل قد بذل. فما مقدال يجعلة الجمعه : وزارة التغليط M

تقويم الفصل 5 68. النفس من الشائع عند لاعبي التنس الأرضي المحترفين أن المضرب يؤثر في الكرة بقوة متوسطة مقدارها 150.00 . . احسب مقدار القوة التي أثرت في مقدمة السيارة المسافة 50.0cm. فإذا كانت كتلة الكرة kg 0.060 ولامت أسلاك 71. أثرت مجموعة من القوى على حجر وزنه 32N، فكانت المضرب مدة 5 0.030 كما في الشكل (17-5، في مقدار الطاقة الحركية للكرة لحظة ابتعادها عن المضرب ؟ افترض أن الكرة بدأت الحركة من السكون GOON الشكل 17-5 69. يحمل طارق صاروخ دفع نفاث، ويقف على سطح جليدي عديم الاحتكاك، فإذا كانت كتلة طارق kg 45 وزود الصاروخ طارقاً بقوة ثابتة لمسافة محصلة القوى عليه ثابتة ومقدارها 410، وتؤثر في اتجاه رأسي، فإذا استمر تأثير القوة المحصلة على الحجر حتى رفعته إلى مسافة 2.0، ثم توقف تأثير القوة، فما المسافة الرأسية التي سيرتفعها الحجر من نقطة توقف تأثير القوة فيه ؟ 2- حفظ الطاقة 72 رفع كيس حبوب وزنه 98.0N إلى غرفة تخزين ارتفاعها 50.0m فوق سطح الأرض باستخدام رافعة الحبوب. ه ما مقدار الشغل المبذول؟ د. ما مقدار الزيادة في طاقة وضع كيس الحبوب عند هذا الارتفاع ؟ 22.0m فاكتب طارق سرعة مقدارها 62.0m/s . . إذا انقطع الحبل المستخدم لرفع كيس الحبوب a. ما مقدار الطاقة الحركية النهائية الطارق؟ د. ما مقدار القوة؟ 20 التصادم اصطدمت سيارة كتلتها x 10 kg 2.00 بالضبط عندما وصل الكيس إلى ارتفاع غرفة التخزين، فما مقدار الطاقة الحركية للكيس قبل أن يصطدم بسطح الأرض مباشرة؟ وسرعتها m/s 12.0 بشجرة، فلم تتحرك الشجرة 73. تستقر صخرة كتلتها 20kg على حافة منحدر ارتفاعه وتوقفت السيارة كما في الشكل 18-5 =0.0 m/s قبل =12.0 m/s m 100 كم في الشكل 19-5 . ما مقدار طاقة وضعها بالنسبة لقاعدة الجرف ؟ 6. إذا سقطت الصخرة فما مقدار الطاقة الحركية للصخرة لحظة ارتطامها بالأرض؟ . ما مقدار سرعة الصخرة لحظة ارتطامها بالأرض؟ الشكل 18-5 a. ما مقدار التغير في الطاقة الحركية للسيارة؟ . ما مقدار الشغل المبذول عندما ترتطم مقدمة السيارة بالشجرة ؟ 100 m 20 ky الشكل 19-5 عبارة وجد علام

تقويم الفصل 5 74 الرماية وضع أحد الرماة سهما كتلته 0.30kg في 78. أي ارتفاع يجب أن تسقط منه سيارة صغيرة حتى القوس، وكان متوسط القوة المؤثرة عند سحب السهم للخلف مسافة 1.3m تساوي 2017 يكون لها الطاقة الحركية نفسها عندما تسير بسرعة $1.00 × 10 km/h. . إذا اختزنت الطاقة كلها في السهم، فما سرعة 79. ترن عبير 420N وتجلس على أرجوحة ترتف انطلاق السهم من القوس ؟ . إذا انطلق السهم رأسيا إلى أعلى، فيما الارتفاع الذي يصل إليه ؟ 75 صخرة كتلتها 2.0kg في حالة سكون، ثم سقطت إلى الأرض ففقدت 4077 من طاقة وضعها، احسب الطاقة الحركية التي اكتسبتها الصخرة بسبب سقوطها، وما مقدار سرعة الصخرة قبل ارتطامها بالأرض مباشرة؟ 76. سقط كتاب فيزياء مجهول الكتلة من ارتفاع 4.50m 0.40m عن سطح الأرض. فإذا سحبت أمها الأرجوحة إلى الخلف حتى أصبحت على ارتفاع 1.0m عن سطح الأرض ثم تركتها . ما مقدار سرعة عبير عندما تمر بالنقطة الأقل ارتفاعا عن سطح الأرض في مسارها ؟ . إذا مرت عبير بالنقطة الأقل ارتفاعا عن سطح الأرض برعة m/s 2.0، في مقدار شغل الاحتكاك المبذول على الأرجوحة؟ ما مقدار سرعة الكتاب لحظة ارتطامه بالأرض؟ 80 أسقطت ليلى رأسيا كرة كتلتها 10.08 من ارتفاع 2.0m عن سطح الأرض. فإذا كانت سرعة الكرة عند ملامستها سطح الأرض m/s 7.5 فما مقدار 77 عربة القطار اصطدمت عربة قطار كتلتها 10kg×5.0 بعربة أخرى ساكنة لها الكتلة نفسها، وتحركت العربشان معا بعد التصادم كجم واحد بسرعة m/s 4.0 كما في الشكل 20-5 . فإذا كانت سرعة العربة الأولى قبل التصادم m/s 8.0 فاحسب زخمها ؟ ما مقدار الزخم للعربتين معا بعد التصادم ؟ السرعة الابتدائية للكرة؟ 81 الانزلاق تسلق منذر سلّم متحدر تزلج ارتفاعه 4.8m، ثم انزلق فكانت سرعته في أسفل منحدر التزلج 3.2ms. ما مقدار الشغل المبذول من قوة الاحتكاك على منذر إذا كانت كتلته kg 928 ت. ما مقدار الطاقة الحركية للعربتين قبل التصادم 82، يتسلق شخص وزنه 635 سلما رأسيا ارتفاعه 5.0m. أجب عما يأتي معتبرا أن الشخص والأرض وبعده؟ .. أين ذهبت الطاقة الحركية التي خسرتها العربتان؟ يشكلان نظامًا واحدا. مثل بيانيا بالأعمدة الطاقة في النظام قبل بدء 160 m = 5,0 x 10³ kg V=4.0 m/s الشخص في التسلق، وبعد وصوله إلى أقصى الشكل 520 ارتفاع. هل تتغير الطاقة الميكانيكية؟ وإذا كان كذلك، فما مقدار التغير؟ ل من أين جاءت الطاقة؟ 83. يتأرجح شمبانزي من شجرة لأخرى في غابة. إذا تعلق وزارة التعليم Mac

تقويم الفصل 5 بخصن متدل طوله 13m ثم بدأ تأرجحه بزاوية تميل 89 سقطت عربة كتلتها 0.6kg من أعلى مسار مائل عن الرأسي بمقدار 45، فما سرعة الشمبانزي عندما يكون الغصن المتدلي رأسيا تماما ؟ مراجعة عامة .84 عربة صغيرة كتلتها kg 0.80 تهبط من فوق تل عديم الاحتكاك ارتفاعه 0.32m عن سطح الأرض، وفي قاع التل سارت العربة على سطح أفقي خشن يؤثر في العربة بقوة احتكاك مقدارها 2.0، ما المسافة التي تتحركها العربة على السطح الأفقي الخشن قبل أن تتوقف؟ 85 القفز بالزانة السجل العالمي للقفز بالزانة (الوثب يرتفع 0.50m عن سطح الأرض، ويميل على الأفقي بزاوية 30 كما في الشكل 21-5، وكانت المسافة التي تتحركها العربة حتى أسفل المســـار (0.5m/sin 30 = 1.0m). فإذا أثرت قوة احتكاك السطح في العربة بقوة 5.0N، فهل تصل العربة إلى أسفل المسار ؟ -5.0 N الشكل 21-5 العالي) للرجال 2.45m تقريبا. ما أقل مقدار من 90 الهوكي تحرك لاعب هوكي كتلته 90.0kg بسرعة الشغل يجب أن يبذل لدفع لاعب كتلته kg 73 عن سطح الأرض حتى يصل إلى هذا الارتفاع ؟ 86 كرة القدم تصادم لاعب كتله kg 110 بلاعب آخر كتلته 150kg، وتوقف اللاعبان تماما بعد التصادم. m/s 5.0، واصطدم بلاعب هو كي آخر كتلته 110kg يتحرك بسرعة m/s 3.0 في الاتجاه المعاكس، وتحركا بعد التصادم كجسم واحد بسرعة m/s 1.0. ما مقدار الطاقة المفقودة نتيجة التصادم؟ التفكير الناقد فأي اللاعبين كان زخمه قبل التصادم أكبر ؟ وأيهما كانت طاقته الحركية قبل التصادم أكبر ؟ 91 تطبيق المفاهيم تستقر كرة جولف كتلتها kg 0.046 على الحامل الخاص بها. فإذا ضربت بمضرب كتلته 87 عربنا مختبر كتلتاهما على الترتيب kg 1.0 kg 2.0 ربطنا معا بنهايتي نابض مضغوط. وتحركتا معا بسرعة m/s 2.1 في الاتجاه نفسه، وفجأة تحرر النابض ليصبح غير مضغوط فدفع العربتين بحيث توقفت العربة kg 10.220 فانطلقت الكرة بسرعة m/s 44، فاحسب سرعة الكرة لحظة انطلاقها على افتراض أن التصادم مرن. 92. تطبيق المفاهيم يعد اصطدام طائر بالزجاج الأمامي السيارة متحركة مثالاً على تصادم جسمين كتلة أحدهما ذات الكتلة 2، في حين تحركت العربة ذات الكتلة 1.0kg إلى الأمام. ما مقدار الطاقة التي أعطاها النايض للعربتين؟ 88 تأرجح لاعب سيرك كتلته kg 55 يحيل بادنا من منصة ارتفاعها 12.0m، وفي أثناء نزوله حمل قرداً كتلته 21.0kg ليضعه على منصة أخرى، فما أقصى ارتفاع ممكن للمنصة ؟ عدة أضعاف كتلة الآخر، ومن ناحية أخرى بعد تصادم كرتي بلياردو مثالاً على تصادم جسمين متساويين في الكتلة، فكيف تتحول الطاقة في هذه التصادمات؟ ادرس تصادما مرنا بين كرة بلياردو كتلتها " وسرعتها با بكرة أخرى ساكنة كتلتها .. ه. إذا كانت = . فما النسبة بين الطاقة المنقولة إلى m والطاقة الابتدائية ؟ وزارت 161 فليط

تقويم الفصل 5 . إذا كانت mm ، فما النسبة بين الطاقة المنقولة إلى " والطاقة الابتدائية؟ ابحث في الأجسام المتحركة في كل شكل من أشكال الطاقة هذه، وكيف تختزن الطاقة في هذه الأجسام؟ 97 تنطلق رصاصة كتلتها 8 5.00 بسرعة m/s 100.0 في اتجاه جسم صلب كتلته 10.0kg مستقر على سطح مستو عديم الاحتكاك (الفصل (3) يتم تبطئة النيوترونات في المفاعل النووي عن طريق مراجعة تراكمية تصادمها بالذرات كتلة النيوترون تساوي تقريبا كتلة البروتون)، فأي الذرات الآتية مناسبة لتحقيق الهدف: الهيدروجين، أم الكربون، أم الأرجون؟ 93. التحليل والاستنتاج يكون كل من الزخم والطاقة الميكانيكية محفوظا في التصادم التام المرونة. فإذا تصاد مت کرتان كلتاهما على الترتيب 17 ،، وسرعناهما ، نتجهان إحداهما نحو الأخرى. فاستنتج المعادلات المناسبة الحساب سرعة كل منهما بعد التصادم ؟ . ما مقدار التغير في زخم الرصاصة إذا استقرت داخل الجسم الصلب؟ . ما مقدار التغير في زخم الرصاصة إذا ارتدت في الاتجاه المعاكس بسرعة m/s 999 . في أي الحالتين السابقتين سيتحرك الجسم بسرعة أكبر؟ 94. التحليل والاستنتاج قذفت كرة كتلتها 8 25 بسرعة 1 98. يجب التأثير بقوة رفع مقدارها kN 15 على الأقل لرفع نحو كرة أخرى ساكنة كتلتها g 125 ومعلقة بخيط رأسي طوله 1.25m. فإذا كان التصادم بين الكرتين تام المرونة، وتحركت الكرة المعلقة بحيث صنع خيط التعليق زاوية "37.0 مع الرأسي، حيث توقفت لحظيا فاحسب ؟ الكتابة في الفيزياء 95 الشمس مصدر طاقة في أي شكل من أشكال الطاقة تصل إلينا الطاقة الشمسية لتجعلنا نحيا وتجعل مجتمعنا يعمل ؟ ابحث في الطرائق التي تتحول بها الطاقة الشمسية إلى أشكال يمكن لنا استخدامها وأين تذهب الطاقة الشمسية بعد أن نستخدمها ؟ وضح ذلك. 96. تصنف جميع أشكال الطاقة إلى طاقة حركية أو طاقة فكيف تصف كلا من الطاقة النووية، والكهربائية وضع والكيميائية والبيولوجية والشمسية والضوئية؟ ولماذا؟ سيارة (الفصل 4) . ما مقدار الفائدة الميكانيكية للمرافعة القادرة على تقليص القوة المسلطة) إلى 0.10kN . إذا كانت فاعلية الرافعة %75، فما المسافة التي يجب أن تؤثر خلالها القوة لترفع السيارة مسافة 933cm 162 وزارة التعلم Ma

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يأتي: 1 زادت سرعة دراجة هوائية من // 4.0m إلى 5/6.0m. تتحرك كرة كتلتها m بسرعة " على سطح أفقي عندما اصطدمت بحائط مبطن ثم ارتدت عنه في الاتجاه المعاكس فإذا أصبحت طاقتها الحركية نصف ما كانت عليه قبل فإذا كانت كتلة راكب الدراجة والدراجة kg 55، فا التصادم، وأهملنا الاحتكاك فاي مما يأتي يعبر عن سرعة الشغل الذي بذله سائق الدراجة لزيادة سرعتها ؟ الكرة بعد التصادم بدلالة سرعتها قبل التصادم ؟ 2v D 55] C 5500 IIJA 28] B 2 بين الشكل أدناه كرة كتلتها 4.0kg معلقة بخيط، تتأرجح . يبين الشكل أدناه كرة على مسار منحن، فإذا تحركت الكرة بشكل حر في مستوى محدد. فإذا كانت مقاومة الهواء بدءا من السكون في أعلى المسار ووصلت إلى السطح الأفقي مهملة، فما أقصى سرعة تبلغها الكرة في أثناء تأرجحها؟ في أسفله على الأرض بسرعة 14m/s، وأهملنا الاحتكاك 0.14 m/s A 7.0 m/s فيا الارتفاع / من سطح ف حتى أعلى نقطة في المسار ؟ 10m C 20 m 7m A 14m B 49 m/s D 98 m/s B =2.5 m . ما مقدار الطاقة اللازمة أرفع صندوق كتك 4.5kg من الأرض إلى رف يرتفع 1.5m فوق سطح الأرض؟ 9.01 A 491 B 661 ① الأسئلة الممتدة لا وضع صندوق على نابض مضغوط على منصة، وعند اسقطت كرة كتلتها 10 x 6.0 من ارتفاع 1.0m فرق إقلات النابض زود الصدوق بطاقة مقدارها 4.91 سطح مستو صلب، وعندما ضربت الكرة بالسطح فقدت فاندفع الصندوق راسيا إلى أعلى، فإذا كانت كتلة الصندوق (0:14 من طاقتها، ثم ارتدت مباشرة إلى أعلى. ما مقدار 1.0kg، فما أقصى ارتفاع يصل إليه الصندوق قبل أن الطاقة الحركية للكرة لحظة ارتدادها عن السطح المستوي؟ يبدأ في السقوط ؟ 0.2014 0.59] B 0.45] ه 0.731 ارشاد استخدام عمليات الحذف ة عند رفع جسم كتلكه 2.5kg من رف يرتفع 1.2m عن في أثناء الإجابة عن سؤال الاختيار من متعدد، هناك سطح الأرض إلى رف يرتفع 2.6m فوق سطح الأرض، طريقتان للوصول إلى الإجابة عن كل سؤال. إحداهما فما مقدار التغير في طاقة وضع الجسم ؟ 1.4] A 3.516 اختیار الجواب الصحيح مباشرة، أو حذف الإجابات التي تعرف أنها غير صحيحة .. 163 340 25] B