الفصل الخامس (الطاقة وحفظها): - الدرس الثاني (حفظ الطاقة): - حل المسائل التدريبية لدرس حفظ الطاقة :

                        

                        

                                            

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

حل المسائل التدريبية لدرس حفظ الطاقة (الجزء الأول) – الطاقة وحفظها

نبدأ على بركة الله

مسائل تدريبية :

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

الحل :

15. افترض أن السائق في السؤال السابق استمر في الحركة عن طريق التدوير المستمر للبدالات (الدواسات) ولم يتوقف ،ففي أي نظام تعتبر الطاقة محفوظة ؟ واي أشكال الطاقة اكتسبت منها الدراجة طاقتها ؟

الحل :

يبقى نظام الأرض ، والدراجة الهوائية والسائق كما هو ، ولكن الطاقة الموجودة الآن ليست طاقة ميكانيكية فقط ، بل يجب أخذ الطاقة الكيميائية المختزنة في جسم السائق في الاعتبار ، فبعض هذه الطاقة يتحول إلى 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 التزلج ؟ وما مقدار سرعة المتزلج عند أعلى التل الثاني ؟ وهل لزاوية ميل التل أي تأثير في الجواب ؟

الحل :

أسفل الوادي 29.7 m/s ، قمة التل 9.90 m/s ، لا.

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 الغوص فقط ، إنما على مقدار الطاقة الحركية للغواص أيضا . وفي هذه المسابقة قفز جميع الغواصين عن عارضة غوص ارتفاعها 3.00 m ، فإذا كانت كتلة 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 رذاذا مساويا لما أثاره الغواص الأول ؟

الحل :

وهكذا، فإن الغواص الثاني سيتعين عليه قفزة 1.00 m فوق المنصة.وذلك بطرح 4.00 m من 3.00 m .

18.انطلقت رصاصة كتلتها 8.00 g أفقيا 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 ؟

الحل :

19. هدف مغناطيسي كتلته 0.73 kg معلق بخيط ، أطلق سهم حديدي كتلته 0.0250 kg أفقيا في اتجاه الهدف ، فاصطدم به ، والتحما معا ، وتحركا كبندول ارتفاع 12.0 cm فوق المستوى الابتدائي قبل أن يتوقف لحظيا عن الحركة .

       a.   مثل الحالة (الوضع) ، ثم اختر النظام .

    

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

       c.    ما السرعة الابتدائية للسهم ؟

الحل :

      a.      

يتضمن النظام الهدف المعلق والسهم .

    b.   يكون الزخم فقط محفوظا في التصادم عديم المرونة بين السهم والهدف ، لذا m v1 + M v1 = (m + M)  v1 . حيث تكون vi = 0 ، أي الهدف في البداية ساكن ، وتمثل vf سرعة الجسمين بعد التصادم والالتحام . في أثناء التحام السهم بالهدف وارتفاعهما إلى أعلى ، تكون الطاقة محفوظة لذا 

     

     ، أو عند أعلى ارتفاع للتأرجح :

     c.        

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 معا .

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

       b.  ما مقدار سرعة اللاعبين بعد التصادم ؟

       c.    ما مقدار الطاقة المفقودة في التصادم ؟

الحل :

       a.    

       b.   

      c.       

تم بحمد الله

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "

بالتوفيق للجميع ...^_^