الطاقة وحفظها

الطاقة وحفظها

4-1

مسائل تدريبية

.1 يتحرك متزلج كتلته 52.0 kg بسرعة 2.5 m/s, ويتوقف خلال مسافة 24.0 m ما مقدار الشغل المبذول بفعل الاحتكاك مع الجليد لجعل المتزلج يتوقف؟ وما مقدار الشغل الذي يجب على المتزلج أن يبذله ليصل إلى سرعة  2.5 m/sمرة أخرى؟  ±163 J 

.2 سيارة صغيرة كتلتها875.0 kg  زادت سرعتها من 22.0 m/s إلى 44.0 m/s عندما تجاوزت سيارة أخرى, فما مقدار طاقتي حركتها الابتدائية والنهائية؟ وما مقدار الشغل المبذول على السيارة لزيادة سرعتها؟

الطاقة الحركية الابتدائية= 2.12x105 J

الطاقة الحركية النهائية= 8.47x105 J

الشغل المبذول= 6.35x105 J

.3 ضرب مذنب كتلته 7.85 × 1011 kg الأرض بسرعة 25.0 km/s. جد الطاقة الحركية للمذنب بوحدة الجول, وقارن بين الشغل المبذول من الأرض لإيقاف المذنب والمقدار 4.2 × 1015 j والذي يمثل الطاقة الناتجة عن أكبر سلاح نووي على الأرض.  2.45x1020  J

يلزم 5.8x104 قنبلة لتوليد المقدار نفسه من الطاقة التي استخدمت من قبل الأرض لإيقاف المذنب

مسائل تدريبية

.4 ما مقدار طاقة الوضع لكرة البولنج في المثال 1, عندما تكون على سطح الأرض, على اعتبار مستوى الإسناد عند سلة الكرات؟  -43.6 J

.5 احسب الشغل الذي تبذله عندما تُنزل بتمهل كيس رمل كتلته 20.0 kg مسافة 1.20 m من شاحنة إلى الرصيف؟    -235 J

.6 رفع طالب كتاباً كتلته 2.2 kg من فوق سطح طاولة ارتفاعها عن سطح الأرض 0.80 m, ثم وضعه على رف الكتب الذي يرتفع عن سطح الأرض مسافة 2.10 m. ما مقدار طاقة الوضع للكتاب بالنسبة إلى سطح الطاولة؟  28 J

.7 إذا سقطت قطعة طوب كتلتها 1.8 kg من مدخنة ارتفاعها 6.7 m إلى سطح الأرض, فما مقدار التغير في طاقة وضعها؟  -120 J

.8 رفع عامل صندوقاً كتلته 10.0 kg من الأرض إلى سطح طاولة ارتفاعها 1.1 m, ثم دفع الصندوق على سطح الطاولة مسافة 5.0 m, ثم أسقطه على الأرض. ما التغيرات في طاقة الصندوق؟ وما مقدار التغير في طاقته الكلية؟ (أهمل الاحتكاك).

لرفع الصندوق عن الطاولة: W=110 J

لرفع الصندوق على الطاولة W=0 لان الارتفاع لم يتغير ولأننا أهملنا الاحتكاك

لإنزال الصندوق إلي الأرض: W=-110 J

مجموع التغير في الطاقات= 0 J

4-1 مراجعة

.9 طاقة الوضع المرونية لديك مسدس لعبة, تدفع بداخله الطلقات المطاطية, فتضغط نابضاً, وعندما يتحرر النابض يطلق الرصاصات المطاطية, بفعل طاقة وضعه المرونية, إلى خارج المسدس. فإذا استخدمت هذا النظام لإطلاق الطلقات المطاطية إلى أعلى فارسم مخططاً بيانياً بالأعمدة يصف أشكال الطاقة في الحالات الآتية:

.a عند دفع الطلقات المطاطية داخل ماسورة المسدس, مما يؤدي إلى انضغاط النابض.

.b عند تمدد النابض وخروج الطلقات من ماسورة المسدس بعد سحب الزناد.

.c عند وصول الخرزات إلى أقصى ارتفاع لها.

.10 طاقة الوضع أطلقت قذيفة كتلتها 25.0 kg من مدفع على سطح الأرض. فإذا كان مستوى الإسناد هو سطح الأرض فما مقدار طاقة الوضع للنظام عندما تصبح القذيفة على ارتفاع 425 m؟ وما التغير في طاقة الوضع عندما تصل القذيفة إلى ارتفاع 225 m؟  4.89x104 J , 1.04x105 J

.11نظرية الشغل – الطاقة كيف تطبق نظرية الشغل – الطاقة عند رفع كرة البولينج من سلة الكرات إلى كتفك؟

الطاقة الحركية لكرة البولنج تساوي صفر عندما تكون مستقرة في حمالة الكرات وتساوي صفر أيضا عندما تكون عند مستوي الكتف بعد أن ترفعها لذلك الشغل الكلي المبذول منك ومن الجاذبية على الكرة يجب أن يكون صفر

.12 طاقة الوضع متسلق صخور كتلته 90.0 kg تسلق في البداية 45.0 m فوق سطح طبقة صخرية, ثم هبط إلى نقطة تبعد 85.0 m أسفل الطبقة الصخرية. فإذا كان الارتفاع الابتدائي هو مستوى الإسناد, فجد طاقة وضع الجاذبية للنظام (المتسلق والأرض) عند أعلى ارتفاع وصله المتسلق, وكذلك عمد أدنى نقطة. وارسم مخططاً بيانياً بالأعمدة لكلا من الوضعين.

عند اعلي ارتفاع PE=3.97x104 J في الأسفل PE=-3.97x104 J

.13 التفكير الناقد استخدم زياد خرطوماً هوائياً ليؤثر بقوة أفقية ثابتة في قرص مطاطي موجود فوق مضمار هوائي عديم الاحتكاك, فجعل الخرطوم مصوباً على القرص طوال تحركه لمسافة محددة ليضمن التأثير بقوة ثابتة في أثناء حركة القرص.

.a وضح ما حدث بدلالة الشغل والطاقة, واستعن برسم مخطط بياني بالأعمدة.

اثر زياد بقوة ثابتة F خلال مسافة d وبذل شغلا W=Fd على القرص المطاطي  وهذا الشغل يغير الطاقة الحركية للقرص المطاطي بمقدار 0.5 mv2

.b افترض أن زياداً استخدم قرصاً مطاطياً آخر كتلته نصف كتلة القرص الأول, وبقيت الظروف كلها كما هي, فكيف تتغير طاقة الحركة والشغل في هذا الوضع عن الوضع الأول؟

عندها يأخذ القرص المطاطي المقدار نفسه من الشغل  والتغير نفسه في الطاقة الحركية لكنه يتحرك أسرع بمعامل مقداره 1.414

.c وضح ما حدث في a وb بدلالة الدفع والزخم.

القرص المطاطي له زخم اقل من القرص الأول فيتعرض القرص المطاطي الثاني لدفع اقل

2-4 حفظ الطاقة

مسائل تدريبية

14. يقترب سائق دراجة من تل بسرعة 8.5 m/s. فإذا كانت كتلة السائق والدراجة 85.0 kg, فاختر النظام المناسب, ثم احسب طاقة الحركة الابتدائية للنظام. وإذا صعد السائق التل بالدراجة فاحسب الارتفاع الذي ستتوقف عنده الدراجة بإهمال المقاومات.

3.7 m , 3.1 J

.15 افترض أن السائق في السؤال 14 استمر في الحركة عن طريق التدوير للبدّالات (الدوّاسات) ولم يتوقف, ففي أي نظام تعتبر الطاقة محفوظة؟ وأي أشكال الطاقة اكتسبت منها الدراجة طاقتها؟

يبقي نظام الأرض والدراجة الهوائية والسائق كما هو ولكن الطاقة الموجودة الآن ليست طاقة ميكانيكية فقط بل يجب اخذ الطاقة الكيميائية المخزنة في جسم السائق في الاعتبار فبعض هذه الطاقة يتحول إلي طاقة ميكانيكية

.16 بدأ متزلج بالانزلاق من السكون من قمة تل ارتفاعه 45.0 m يميل بزاوية 30˚ على الأفقي في اتجاه الوادي, ثم استمر في الحركة حتى وصل إلى التل الآخر الذي يبلغ ارتفاعه 40.0 m. حيث يقاس ارتفاع التلين بالنسبة لقاع الوادي. ما سرعة المتزلج عندما يمر بقاع الوادي, مع إهمال الاحتكاك وتأثير أعمدة المتزلج؟ وما مقدار سرعة المتزلج عند أعلى التل الثاني؟ وهل لزاوية ميل التل أي تأثير في الجواب؟

أسفل الوادي 29.7 m/s قمة التل 9.9 m/s،    لا، ليس لها تأثير

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 أيضاً. وفي هذه المسابقة قفز جميع الغواصين عن عارضة غوص ارتفاعها 3.00 m,

 فإذا كانت كتله أحدهم 136 kg وقام بحركته بأن ألقى نفسه عن العارضة ببساطة. أما الغواص الثاني فكانت كتلته 102 kg وقفز عن العارضة إلى أعلى, فما الارتفاع الذي يجب أن يصل إليه اللاعب الثاني حتى يثير رذاذاً مساوياً لما أثاره الغواص الأول؟

متر واحد فوق المنصة

مسائل تدريبية

.18 انطلقت رصاصة كتلتها 8.00 g أفقياً نحو قطعة خشبية كتلتها 9.00 kg موضوعة على سطح طاولة, واستقرت فيها, وتحركتا كجسم واحد بعد التصادم على سطح عديم الاحتكاك بسرعة .10.0 m/s ما مقدار السرعة الابتدائية للرصاصة؟  113 m/s

.19 هدف مغناطيسي كتلته 0.73 kg معلق بخيط, أطلق سهم حديدي كتلته 0.0250 kg أفقياً في اتجاه الهدف, فاصطدم به, والتحما معاً, وتحركا كبندول ارتفع 12.0 cm فوق المستوى الابتدائي قبل أن يتوقف لحظياً عن الحركة.

.a مثّل الحالة (الوضع), ثم اختر النظام.    يتضمن النظام الهدف المعلق والسهم

.b حدد الكمية الفيزيائية المحفوظة في كل جزء من أجزاء الحركة كلها, ثم فسر ذلك.

يكون الزخم فقط محفوظا في التصادم عديم المرونة بين السهم والهدف

(m+M)gh=0.5(m+M)Vf2

.c ما السرعة الابتدائية للسهم؟  46 m/s

.20 يتزلج لاعب كتلته 91.0 kg على الجليد بسرعة 5.50 m/s, ويتحرك لاعب آخر له الكتلة نفسها بسرعة 8.1 m/s في الاتجاه نفسه ليضرب اللاعب الأول من الخلف, ثم ينزلقان معاً.

.a احسب المجموع الكلي للطاقة, والمجموع الكلي للزخم في النظام قبل التصادم.

1.2x103 kg.m/s , 4.4x103 J

.b ما مقدار سرعة اللاعبين بعد التصادم؟  6.8 m/s

.c ما مقدار الطاقة المفقودة في التصادم؟  200 J

4-2 مراجعة

21. النظام المغلق هل الأرض نظام مغلق ومعزول؟ دعّم إجابتك.

الأرض نظام مغلق وليست نظاما معزولا لأنها تتأثر بقوة الجاذبية والطاقة المشعة من الشمس

.22 الطاقة قفز طفل عن منصة القفز (منصة البهلوان) trampoline, ارسم تمثيلاً بيانياً بالأعمدة يبين أشكال الطاقة الموجودة في الأوضاع التالية:

.a الطفل عند أعلى نقطة في مساره.

.b الطفل عند أدنى نقطة في مساره.

.23 الطاقة الحركية افترض أن كرة من اللبان (العلكة) تصادمت مع كرة مطاطية صغيرة في الهواء, ثم ارتدتا أحدهما عن الأخرى. هل تتوقع أن تبقى الطاقة الحركية محفوظة؟ وإذا كان الجواب بالنفي فماذا حدث للطاقة؟

لن تكون الطاقة الحركية محفوظة ومن المحتمل أن العلكة تشوهت

24. الطاقة الحركية تكون الكرة المستخدمة في تنس الطاولة كرة خفيفة جداً وصلبة, وتضرب بمضرب صلب (خشبي مثلاً). أما في التنس الأرضي فتكون الكرة أكثر ليونة وتضرب بواسطة مضرب شبكي. فلماذا صممت الكرة والمضرب في كل لعبة بهذه الطريقة؟ وهل تستطيع التفكير في كيفية تصميم كرة ومضرب تستخدمان في العاب رياضية أخرى؟

صممت العناصر بحيث تنتقل اكبر كمية من الطاقة الحركية إلي الكرة تأخذ الكرة اللينة طاقة مع خسارة اقل من المضرب الشبكي وكتصميم آخر لعناصر اللعبة تكون كرة الجولف والمضرب كلاهما صلبا

.25 طاقة الوضع سقطت كرة مطاطية من ارتفاع 8.0 m فاصطدمت بها وارتدت عنها عدة مرات, وفي كل مرة كانت تخسر 1/5 مجموع طاقتها. كم مرة ستصطدم الكرة بالأرض حتى تصل إلى ارتفاع 4 m بعد الارتداد؟  بعد ثلاث ارتدادات

.26 الطاقة ينزلق طفل كتلته 36.0 kg على لعبة انزلاق ارتفاعها 2.5 m كما في الشكل 4-15. ويتحرك عند أدنى نقطة في اللعبة بسرعة 3.0 m/s, فما كمية الطاقة المفقودة خلال انزلاقه على اللعبة؟  720 J

.27 التفكير الناقد سقطت كرة من ارتفاع 20.0 m وعندما وصلت إلى نصف الارتفاع, أي 10 m, 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؟

 ستكون معظم طاقة الكرة طاقة وضع

التقويم

28-أكمل خريطة المفاهيم بالمفردات الآتية: طاقة وضع الجاذبية, طاقة الوضع المرونية, الطاقة الحركية.

وضع –الطاقة الحركية

طاقة وضع مرونية-طاقة وضع جادبية –دورانية –خطية

إتقان المفاهيم

في جميع المسائل اللاحقة, افترض أن مقاومة الهواء مهملة, إلا إذا أعطيت قيمتها.

.29 وضح العلاقة بين الشغل المبذول والتغير في الطاقة.

الشغل المبذول علي الجسم يسبب تغير طاقة الجسم وهذه هي نظرية الشغل والطاقة

.30 ما نوع الطاقة في ساعة تعمل بضغط النابض؟ وما نوع الطاقة في الساعة الميكانيكية؟ وماذا يحدث للطاقة عندما تتوقف الساعة عن العمل؟

نابض الساعة يخزن طاقة وضع مرونية والساعة التي تعمل لها طاقة وضع مرونية وطاقة حركة دورانية وتتوقف الساعة عن العمل عندما تتحول كل الطاقة فيها إلي حرارة نتيجة الاحتكاك في نواقل الحركة والوصلات

.31 وضح كيفية ارتباط تغير الطاقة مع القوة؟

تبذل القوة شغلا وإذا أثرت في جسم فحركته مسافة في اتجاهها تنتج تغيرا في الطاقة

.32 أُسقطت كرة من أعلى مبنى, فإذا اخترت أعلى المبنى بوصفه مستوى إسناد, في حين اختار زميلك أسفل المبنى بوصفه مستوى إسناد, فوضح هل تكون حسابات الطاقة نفسها أم مختلفة وفقاً لمستوى الإسناد في الحالات التالية؟

.a طاقة وضع الكرة عند أي نقطة.

تختلف طاقات الوضع باختلاف مستويات الإسناد

.b التغير في طاقة وضع الكرة نتيجة السقوط.

التغيرات في طاقات الوضع الناتج عن السقوط متساوية لان التغير في h هو نفسه بالنسبة لمستويي الإسناد

.c الطاقة الحركية للكرة عند أي نقطة.

الطاقة الحركية للكرة عند أي نقطة متساوية لان السرعة المتجهة هي نفسها

.33 هل هناك حالة يمكن أن تكون فيها الطاقة الحركية لكرة البيسبول سالبة؟

لا يمكن أن تكون الطاقة الحركية لكرة البيسبول سالبة لان الطاقة الحركية تعتمد على مربع السرعة المتجهة وهي موجبة دائما

.34 هل هناك حالة يمكن أن تكون فيها طاقة الوضع لكرة البيسبول سالبة؟ وضح ذلك دون استخدام معادلات.

قد تكون طاقة وضع الجاذبية لكرة البيسبول سالبة إذا كان ارتفاع الكرة تحت مستوي الإسناد

35. إذا زادت سرعة عدّاء إلى ثلاثة أضعاف سرعته الابتدائية, فما معامل تزايد طاقته الحركية؟

تزداد الطاقة الحركية للعداء 9 مرات لأنه تم تربيع السرعة

.36 ما تحولات الطاقة عندما يقفز لاعب الوثب بالزانة؟

يركض لاعب الوثب بالزانة وعند ثني الزانة فتضاف طاقة وضع مرونية للزانة وعندما ترفع الزانة جسم اللاعب تتحول الطاقة الحركية وطاقة الوضع المرونية إلي طاقة حركية وطاقة وضع جاذبية وعندما يترك اللاعب الزنة تكون جميع طاقته طاقة حركية وطاقة وضع جاذبية

.37 لماذا تتغير الوثبة كثيراً في رياضة الوثب بالزانة عند استبدال العصا الخشبية القاسية بعصا مرنة أو عصا مصنوعة من الألياف الزجاجية؟

يمكن لقضيب الليف الزجاجي المرن أن يخزن طاقة وضع مرونية لأنه يثني بسهولة ويمكن لهذه الطاقة أن تتحرر وتدفع اللاعب إلي اعلي رأسيا أما قضيب الخشب فلا يخزن طاقة وضع مرونية وأقصي ارتفاع للاعب القفز العالي محدد بسبب التحول المباشر للطاقة الحركية إلي طاقة وضع جاذبية

.38 عندما قّذفت كرة طينية في اتجاه قرص الهوكي المطاطي الموضوع على الجليد التحمت الكرة المندفعة وقرص الهوكي المطاطي معاً, وتحركتا ببطء.

.a هل الزخم محفوظ في التصادم؟ وضح ذلك.

الزخم الكلي للكرة والقرص المطاطي محفوظ في التصادم بسبب عدم وجود قوي غير متزنة في هذا النظام

.bهل الطاقة الحركية محفوظة في التصادم؟ وضح ذلك.

الطاقة الحركية الكلية غير محفوظة بسبب ضياع جزء منها في أثناء تغير شكل الكرة عند ضربها وعند التحام الكرة بالقرص المطاطي

.39 مثّل بيانياً بواسطة الأعمدة كلاً من العمليات التالية:

.a انزلاق مكعب من الجليد, بادئاً حركته من السكون, على سطح مائل عديم الاحتكاك.

.b انزلاق مكعب من الجليد صاعداً أعلى سطح مائل عديم الاحتكاك, ثم توقفه لحظياً.

.40 صف تحول الطاقة الحركية إلى طاقة وضع وبالعكس لشخص يركب في الأفعوانية جولة كاملة.

خلال جولة الافعوانية تكون معظم طاقة الكرة على شكل طاقة وضع عند قمة المنحدر وطاقة حركية عند أسفل المنحدر

.41 صف كيفية فقدان طاقة الحركة وطاقة الوضع المرونية عند ارتداد كرة مطاطية, وصف ما يحدث لحركة الكرة.

في كل ارتداد يخزن جزء من الطاقة الحركية للكرة على شكل طاقة وضع مرونية يبدد التشوه في الكرة ما تبقي من طاقتها في صورة طاقة حرارية وصوت بعد الارتداد تتحول طاقة الوضع المرونية المختزنة إلي طاقة حركية كل ارتداد تال للكرة يبدأ بطاقة حركية اقل وهذا بسبب الطاقة الضائعة في التشوه مما يجعل الكرة تصل إلي ارتفاع اقل وفي النهاية تتبدد كل طاقة الكرة وتتوقف عن الحركة وتسكن

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).

.a إذا كانت عجلات السيارة تتدحرج دون انزلاق.

إذا لم تنزلق دواليب السيارة ستحتك سطوح المكابح بعضها ضد بعض فتبذل شغلا لتعمل على إيقاف السيارة والشغل المبذول من قبل المكابح =التغير في الطاقة الحركية للسيارة ونلاحظ ارتفاع حرارة سطح المكابح لان الطاقة الحركية تتحول إلي طاقة حرارية

.b انزلقت عجلات السيارة عندما استخدمت الكوابح.

إذا استخدمت المكابح وانزلقت دواليب السيارة فهذا يعني أن المكابح انغلقت وتوقفت عن الاحتكاك وعندها تحتك الدواليب بالطريق وتبذل شغلا يعمل على إيقاف السيارة وارتفع درجة حرارة سطح الإطار وليس درجة حرارة المكابح ولا تعد هذه الطريقة فعالة في إيقاف السيارة كما أن هذه الطريقة تتلف الإطارات

.43 تسير سيارة صغيرة وشاحنة كبيرة بالسرعة نفسها. أيهما يبذل شغلاً أكبر: محرك السيارة أم محرك الشاحنة؟

الشاحنة الكبيرة لها طاقة حركية اكبر KE=0.5 mV2، لان كتلتها اكبر من كتلتة السيارة الصغيرة وحسب نظرية الشغل و الطاقة فان محرك الشاحنة الكبيرة يبذل شغل اكبر

44. المنجنيق استخدم المحاربون في القرون الوسطى مدفع المنجنيق لمهاجمة القلاع. حيث يعمل بعض هذه الأنواع باستخدام حبل مشدود, وعندما يُرخى الحبل ينطلق ذراع المنجنيق. ما نوع الطاقة المستخدمة عند قذف الصخرة بالمنجنيق؟

تخزن طاقة الوضع المرونية في حبل الربط المشدود الذي يبذل شغلا على الصخرة وللصخرة طاقة حركية وطاقة وضع خلال طيرانها في الهواء وعندما تضرب الصخرة بالحائط يؤدي التصادم العديم المرونة إلي تحول معظم الطاقة الميكانيكية إلي طاقة حرارية وطاقة صوتية والي بذل شغل يعمل على تحطيم حزء من الحائط

.45 تصادمت سيارتان وتوقفتا تماماً بعد التصادم, فأين ذهبت طاقتاهما؟

تستهلك الطاقة في ثني الصفائح المعدنية في السيارة كما تفقد الطاقة أيضا بسبب قوي الاحتكاك بين السيارات والإطارات كما تفقد على شكل طاقة حرارية وصوت

.46 بُذل شغل موجب على النظام خلال عملية معينة, فقلت طاقة الوضع. هل تستطيع أن تستنتج أي شيء حول التغير في الطاقة الحركية للنظام؟ وضح ذلك.

الشغل ساوي التغير في الطاقة الميكانيكية الكلية فإذا كان الشغل بإشارة موجبة وطاقة الوضع بإشارة سالبة فعندها تكون طاقة الحركة موجبة واكبر من الشغل 

.47 بُذل شغل موجب على النظام خلال عملية معينة, فزادت طاقة الوضع. هل تستطيع أن تحدد ما إذا كانت الطاقة الحركية للنظام زادت, أو قلت, أو بقيت كما هي؟ وضح ذلك.

الشغل ساوي التغير في الطاقة الميكانيكية الكلية فإذا كان الشغل بإشارة موجبة وطاقة الوضع بإشارة موجبة أيضا فعندها لا يمكنك التأكد من أن طاقة الحركة موجبة أم سالبة

.48 التزلج يتحرك متزلجان مختلفان في الكتلة بالسرعة نفسها وفي الاتجاه نفسه, فإذا أثر الجليد في المتزلجين بقوة الاحتكاك نفسها فقارن بين مسافة التوقف لكل منهما.

سيقطع المتزلج ذو الكتلة الأكبر مسافة اكبر قبل التوقف

.49إذا دورت جسماً كتلته 55 g في نهاية خيط طوله 0.75 m حول رأسك في مستوى دائري أفقي بسرعة ثابتة, كما في الشكل 4-16

.a فما مقدار الشغل المبذول على الجسم من قوة الشد في الخيط في دورة واحدة؟

لا يبذل شغل من قبل قوة الشد على الكتلة لان الشد يسحب عموديا على حركة الكتلة

.b وهل تتفق إجابتك في الفرع a)) مع نظرية الشغل-الطاقة؟ وضح ذلك.

لا يتعارض ذلك مع نظرية الشغل والطاقة لان الطاقة الحركية للكتلة ثابتة فهي تتحرك بسرعة ثابتة

.50 أعط أمثلة محددة توضح العمليات الآتية:

.aبُذل شغل على نظام ما فازدادت الطاقة الحركية ولم تتغير طاقة الوضع.

دفع قرص الهوكي أفقيا على الجليد النظام يحتوي قرص الهوكي فقط

.b تحول طاقة الوضع إلى طاقة حركية دون أن يُبذل شغل على النظام.

إسقاط الكرة: النظام مكون من الأرض والكرة

.c بُذل شغل على النظام, فازدادت طاقة الوضع ولم تتغير الطاقة الحركية.

ضغط النابض في مسدس لعبة النظام مكون من النابض فقط

.d بذل النظام شغلاً فقلت الطاقة الحركية ولم تتغير طاقة الوضع.

سيارة مسرعة تتحرك على طريق مستوي فيعمل الطريق على التقليل من سرعتها

.51 الأفعوانية إذا كلفت بتعديل تصميم أفعوانية, وطلب 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؟

يكون ارتفاع المنحدر مضاعفا أربع مرات

.52 قُذفت كرتان متماثلتان من قمة منحدر عال, إحداهما رأسياً إلى أعلى, والأخرى رأسياً إلى أسفل وكان لها مقدار السرعة الابتدائية نفسه. قارن بين طاقتيهما الحركية, وسرعتيهما عندما ترتطمان الأرض؟

على الرغم أن الكرتين تتحركان في اتجاهين متعاكسين إلا أن لهما نفس الطاقة الحركية وطاقة الوضع عند لحظة قذفهما وسيكون لهما نفس الطاقة الميكانيكية والسرعة عندما ترتطمان بالأرض

إتقان حل المسائل