خريطة المفاهيم - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 40: أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات والرموز المناسبة:

الإجابة: الأعلى: القوة العمودية، FN الأسفل يمين: الوزن، Fg الأسفل يسار: قوة الشد، FT

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال: خريطة المفاهيم تطلب تحديد القوى المؤثرة على جسم. عادةً، القوة العمودية (FN) هي قوة رد الفعل من السطح، والوزن (Fg) هو قوة الجاذبية نحو الأسفل، وقوة الشد (FT) هي قوة السحب في حبل أو خيط. بناءً على هذا، نضع القوة العمودية في الأعلى، والوزن في الأسفل يمين، وقوة الشد في الأسفل يسار.

سؤال 41: افترض أن تسارع جسم يساوي صفراً، فهل يعني هذا عدم وجود أي قوى تؤثر فيه؟ (2-4)

الإجابة: لا، قد يكون هناك قوى تؤثر فيه، ولكن القوة المحصلة التي تؤثر فيها صفر.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر قانون نيوتن الثاني: التسارع يتناسب مع القوة المحصلة المؤثرة على الجسم. **الخطوة 2 (التطبيق):** إذا كان التسارع صفراً، فهذا يعني أن القوة المحصلة تساوي صفراً، وليس بالضرورة عدم وجود أي قوى. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، قد تكون هناك قوى تؤثر على الجسم، لكنها متزنة بحيث تكون محصلتها صفراً.

سؤال 42: إذا كان كتابك متزناً فما القوى التي تؤثر فيه؟ (2-4)

الإجابة: قوة الجاذبية الأرضية وتسحب الكتاب إلى أسفل، وقوة الطاولة وتدفع الكتاب إلى أعلى.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** عندما يكون الكتاب متزناً، فهذا يعني أن القوى المؤثرة عليه متزنة. قوة الجاذبية الأرضية تسحب الكتاب إلى أسفل، بينما قوة الطاولة (القوة العمودية) تدفع الكتاب إلى أعلى. هاتان القوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه، مما يؤدي إلى التوازن.

سؤال 43: سقطت صخرة من جسر إلى وادٍ، فتسارعت نتيجة قوة جذب الأرض لها إلى أسفل. وبحسب قانون نيوتن الثالث فإن الصخرة تؤثر أيضاً في الأرض بقوة جذب، ولكن لا يبدو أن الأخيرة تتسارع إلى أعلى. فسر ذلك. (3-4)

الإجابة: لأن كتلة الأرض كبيرة جداً، فتسارعها بمقدار F/m يكون صغير جداً لا يلاحظ.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** قانون نيوتن الثالث ينص على أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس في الاتجاه. **الخطوة 2 (التطبيق):** الصخرة تؤثر على الأرض بقوة جذب، والأرض تؤثر على الصخرة بقوة جذب مساوية. **الخطوة 3 (النتيجة):** لكن كتلة الأرض كبيرة جداً مقارنة بكتلة الصخرة، لذا تسارع الأرض يكون صغيراً جداً وغير ملحوظ، بينما تسارع الصخرة كبير وملحوظ.

سؤال 44: بين الشكل 19-4 كتلة في أربعة أوضاع مختلفة. رتب هذه الأوضاع بحسب مقدار القوة العمودية بين الكتلة والسطح، من الأكبر إلى الأصغر. أشر إلى أي علاقة بين نتائج الإجابة. (3-4)

الإجابة: الترتيب من الأكبر إلى الأصغر هو: (اليمين) > (الوسط) > (اليسار) > (المربوطة بحبل). (الوسط) = (اليسار) لأن (FN = Fg)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** القوة العمودية (FN) هي قوة رد فعل السطح على الجسم، وتعتمد على الوزن والزاوية. **الخطوة 2 (التطبيق):** بدون الشكل، لكن بناءً على الإجابة، نرتب الأوضاع حسب مقدار FN من الأكبر إلى الأصغر. **الخطوة 3 (النتيجة):** الترتيب هو: اليمين > الوسط > اليسار > المربوطة بحبل. والوسط يساوي اليسار لأن FN = Fg في هذه الحالة.

سؤال 45: فسر لماذا يكون الشد ثابتاً في كل نقاط حبل مهمل الكتلة؟ (3-4)

الإجابة: لأن F = ma، ولأن كتلة الحبل مهملة، فمحصلة القوى صفر.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** قانون نيوتن الثاني: $F = ma$، حيث F هي القوة المحصلة. **الخطوة 2 (التطبيق):** إذا كانت كتلة الحبل مهملة (m ≈ 0)، فإن $F = 0 \times a = 0$، أي محصلة القوى على أي جزء من الحبل تساوي صفراً. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، يكون الشد ثابتاً في كل نقاط الحبل لأن القوى متزنة.

سؤال 46: يقف طائر على قمة مبنى. ارسم مخطط الجسم الحر لكل من الطائر والمبنى. وأشر إلى أزواج التأثير المتبادل بين المخططين. (3-4)

الإجابة: الطائر: قوة جاذبية الأرض، وقوة المبنى العمودية. المبنى: قوة جاذبية الأرض، وقوة الطائر العمودية.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لرسم مخطط الجسم الحر، نحدد القوى المؤثرة على كل جسم. للطائر: قوة الجاذبية الأرضية نحو الأسفل، وقوة المبنى العمودية نحو الأعلى. للمبنى: قوة الجاذبية الأرضية نحو الأسفل، وقوة الطائر العمودية نحو الأسفل (رد فعل لقوة المبنى على الطائر). أزواج التأثير المتبادل هي: قوة المبنى على الطائر وقوة الطائر على المبنى (متساويتان في المقدار ومعاكستان في الاتجاه).

سؤال 47: قذفت كرة في الهواء إلى أعلى في خط مستقيم: a. ارسم مخطط الجسم الحر للكرة عند ثلاث نقاط في مسار حركتها: في طريقتها إلى أعلى، وعند القمة، وفي طريقها إلى أسفل، وحدد القوى التي تؤثر في الكرة. b. ما سرعة الكرة عند أعلى نقطة وصلت إليها؟ c. ما تسارع الكرة عند هذه النقطة؟

الإجابة: a. القوة الوحيدة هي الجاذبية Fg فقط. b. سرعة الكرة عند أعلى نقطة تساوي صفراً. c. تسارع الكرة عند هذه النقطة هو g = 9.8 m/s² لأسفل.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** كرة تُقذف إلى أعلى في خط مستقيم. نركز على القوى المؤثرة. **الخطوة 2 (القانون):** في السقوط الحر، القوة الوحيدة المؤثرة هي الجاذبية (Fg)، ما لم تذكر مقاومة الهواء. **الخطوة 3 (الحل):** a. مخطط الجسم الحر: في جميع النقاط (الصعود، القمة، الهبوط)، القوة الوحيدة هي Fg نحو الأسفل. b. عند أعلى نقطة، السرعة لحظية تساوي صفراً. c. التسارع عند القمة هو $g = 9.8 \, \text{m/s}^2$ نحو الأسفل، لأن الجاذبية مستمرة.

سؤال 48: ما القوة المحصلة التي تؤثر في كرة كتلتها 1.0 kg وتسقط سقوطاً حراً؟

الإجابة: Fnet = mg = 1.0 × 9.8 = 9.8 N لأسفل.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** الكتلة: $m = 1.0 \, \text{kg}$، والسقوط حر. **الخطوة 2 (القانون):** في السقوط الحر، القوة المحصلة هي الوزن: $F_{\text{net}} = mg$. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض: $F_{\text{net}} = 1.0 \times 9.8 = 9.8 \, \text{N}$. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن القوة المحصلة = **9.8 N لأسفل**.

سؤال 49: تتباطأ سيارة كتلتها 2300 kg بمقدار 3.0 m/s² عندما تقترب من إشارة مرور. ما مقدار القوة المحصلة التي تجعلها تتباطأ وفق المقدار المذكور؟

الإجابة: Fnet = ma = 2300 × 3.0 = 6900 N

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** الكتلة: $m = 2300 \, \text{kg}$، التسارع: $a = 3.0 \, \text{m/s}^2$ (تباطؤ، لذا سالب إذا اعتبرنا الاتجاه الإيجابي). **الخطوة 2 (القانون):** قانون نيوتن الثاني: $F_{\text{net}} = ma$. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض: $F_{\text{net}} = 2300 \times 3.0 = 6900 \, \text{N}$. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن القوة المحصلة = **6900 N** في اتجاه التباطؤ.

سؤال 50: ما وزنك بوحدة النيوتن؟

الإجابة: Fg = mg، يؤخذ m بوحدة (kg) × 9.8

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الوزن هو قوة الجاذبية على الجسم، ويُحسب بالصيغة: $F_g = mg$. **الخطوة 2 (التطبيق):** نحتاج إلى كتلة الجسم بالكيلوجرام، ثم نضرب في تسارع الجاذبية $g = 9.8 \, \text{m/s}^2$. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الوزن بالنيوتن = الكتلة (kg) × 9.8.

سؤال 51: تزن دراجتك النارية 2450 N، فما كتلتها بالكيلوجرام؟

الإجابة: m = Fg/g = 2450/9.8 = 250 kg

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** الوزن: $F_g = 2450 \, \text{N}$، وتسارع الجاذبية: $g = 9.8 \, \text{m/s}^2$. **الخطوة 2 (القانون):** من صيغة الوزن: $F_g = mg$، نعيد ترتيبها لإيجاد الكتلة: $m = \frac{F_g}{g}$. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض: $m = \frac{2450}{9.8} = 250 \, \text{kg}$. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الكتلة = **250 kg**.

سؤال 52: وضع تلفاز كتلته 7.50 kg على ميزان نابض. إذا كانت قراءة الميزان 78.4 N، فما تسارع الجاذبية الأرضية في ذلك المكان؟

الإجابة: g = W/m = 78.4/7.50 = 10.5 m/s²

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** الكتلة: $m = 7.50 \, \text{kg}$، قراءة الميزان (الوزن): $W = 78.4 \, \text{N}$. **الخطوة 2 (القانون):** الوزن يُعطى بالصيغة: $W = mg$، حيث $g$ هو تسارع الجاذبية. **الخطوة 3 (الحل):** نعيد ترتيب الصيغة: $g = \frac{W}{m}$. بالتعويض: $g = \frac{78.4}{7.50} = 10.5 \, \text{m/s}^2$. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن تسارع الجاذبية = **10.5 m/s²**.

تزن دراجة نارية 2450 N. ما كتلتها بالكيلوجرام؟ (استخدم g = 9.8 m/s²)

• أ) 24.5 kg
• ب) 250 kg
• ج) 245 kg
• د) 2400 kg

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 250 kg

الشرح: ١. القانون: الوزن (Fg) = الكتلة (m) × تسارع الجاذبية (g). ٢. نعيد ترتيب القانون لإيجاد الكتلة: m = Fg / g. ٣. نعوض: m = 2450 N / 9.8 m/s². ٤. الناتج: m = 250 kg.

تلميح: تذكر العلاقة بين الوزن والكتلة: الوزن = الكتلة × تسارع الجاذبية.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

وضع تلفاز كتلته 7.50 kg على ميزان نابض فقرأ 78.4 N. ما تسارع الجاذبية الأرضية في ذلك المكان؟

• أ) 9.8 m/s²
• ب) 10.5 m/s²
• ج) 7.84 m/s²
• د) 1.05 m/s²

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 10.5 m/s²

الشرح: ١. القانون: الوزن (W) = الكتلة (m) × تسارع الجاذبية (g). ٢. نعيد ترتيب القانون: g = W / m. ٣. نعوض: g = 78.4 N / 7.50 kg. ٤. الناتج: g = 10.5 m/s².

تلميح: قراءة الميزان النابض تمثل الوزن. استخدم قانون الوزن لإيجاد g.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

قذفت كرة في الهواء إلى أعلى في خط مستقيم. ما القوة الوحيدة المؤثرة عليها في جميع نقاط مسارها (الصعود، القمة، الهبوط) إذا أهملنا مقاومة الهواء؟

• أ) قوة الجاذبية الأرضية (Fg) فقط، وتتجه نحو الأسفل.
• ب) قوة دفع الهواء لأعلى فقط.
• ج) قوة الجاذبية لأعلى وقوة دفع الهواء لأسفل.
• د) لا توجد قوى مؤثرة عند القمة.

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: قوة الجاذبية الأرضية (Fg) فقط، وتتجه نحو الأسفل.

الشرح: ١. في السقوط الحر، وإهمال مقاومة الهواء، تكون القوة الوحيدة المؤثرة على الجسم هي قوة الجاذبية الأرضية. ٢. هذه القوة ثابتة في المقدار والاتجاه (نحو مركز الأرض) طوال فترة الحركة. ٣. لذلك، سواء أثناء الصعود أو عند القمة أو أثناء الهبوط، القوة المؤثرة هي Fg.

تلميح: تذكر أن السقوط الحر يعني أن الجسم يتأثر فقط بقوة الجاذبية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

قذفت كرة في الهواء إلى أعلى في خط مستقيم. ما سرعة الكرة عند أعلى نقطة في مسارها؟

• أ) أقصى سرعة لها.
• ب) صفر.
• ج) تساوي سرعة الإلقاء.
• د) غير محددة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: صفر.

الشرح: ١. عند إلقاء كرة لأعلى، تتباطأ سرعتها بسبب تسارع الجاذبية المعاكس لاتجاه الحركة. ٢. تصل السرعة إلى قيمة صفرية لحظية عند أعلى نقطة قبل أن تبدأ في الهبوط. ٣. هذه السرعة الصفرية هي لحظية فقط، ولا تعني توقف التسارع.

تلميح: تذكر أن السرعة هي معدل التغير في الإزاحة. عند أعلى نقطة، يتغير اتجاه الحركة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

قذفت كرة في الهواء إلى أعلى في خط مستقيم. ما تسارع الكرة عند أعلى نقطة في مسارها (إذا أهملت مقاومة الهواء)؟

• أ) صفر.
• ب) g = 9.8 m/s² نحو الأعلى.
• ج) g = 9.8 m/s² نحو الأسفل.
• د) قيمة متغيرة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: g = 9.8 m/s² نحو الأسفل.

الشرح: ١. التسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية (g) ثابت القيمة والاتجاه (نحو مركز الأرض) بالقرب من سطح الأرض. ٢. وجود هذا التسارع هو سبب تباطؤ الكرة أثناء صعودها وتسارعها أثناء هبوطها. ٣. حتى عند النقطة التي تكون فيها السرعة صفراً، يظل التسارع موجوداً وقيمته 9.8 m/s² لأسفل.

تلميح: التسارع الناتج عن الجاذبية ثابت وموجود طالما الجسم تحت تأثيرها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما القوة المحصلة المؤثرة على كرة كتلتها 1.0 kg تسقط سقوطاً حراً؟

• أ) 1.0 N لأعلى.
• ب) 9.8 N لأعلى.
• ج) 9.8 N لأسفل.
• د) 0 N (لا توجد قوة محصلة).

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 9.8 N لأسفل.

الشرح: ١. في السقوط الحر، التسارع هو تسارع الجاذبية الأرضية: a = g = 9.8 m/s². ٢. قانون نيوتن الثاني: F_net = m × a. ٣. بالتعويض: F_net = 1.0 kg × 9.8 m/s² = 9.8 N. ٤. اتجاه القوة هو نفس اتجاه التسارع، أي نحو الأسفل.

تلميح: استخدم قانون نيوتن الثاني: القوة المحصلة = الكتلة × التسارع. ما هو التسارع في السقوط الحر؟

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

تتباطأ سيارة كتلتها 2300 kg بمقدار 3.0 m/s². ما مقدار القوة المحصلة التي تسبب هذا التباطؤ؟

• أ) 766.7 N
• ب) 2300 N
• ج) 6900 N
• د) 0.0013 N

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 6900 N.

الشرح: ١. قانون نيوتن الثاني: F_net = m × a. ٢. بالتعويض المباشر: m = 2300 kg, a = 3.0 m/s². ٣. F_net = 2300 kg × 3.0 m/s² = 6900 N. ٤. الإشارة الموجبة تعني أن اتجاه القوة هو نفس اتجاه التسارع (عكس اتجاه الحركة للتسبب في التباطؤ).

تلميح: القوة المحصلة = الكتلة × التسارع. لاحظ أن التسارع هنا سالب (تباطؤ).

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

فسر لماذا يكون الشد ثابتاً في كل نقاط حبل مهمل الكتلة؟

• أ) لأن الحبل لا يتمدد أبداً.
• ب) لأن محصلة القوى على أي جزء من الحبل تساوي صفراً، مما يعني أن القوة المؤثرة من أحد الطرفين تساوي القوة المؤثرة من الطرف الآخر.
• ج) لأن الشد يتناسب مع طول الحبل.
• د) لأن كتلة الحبل كبيرة جداً.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن محصلة القوى على أي جزء من الحبل تساوي صفراً، مما يعني أن القوة المؤثرة من أحد الطرفين تساوي القوة المؤثرة من الطرف الآخر.

الشرح: ١. قانون نيوتن الثاني: القوة المحصلة = الكتلة × التسارع (F = ma). ٢. إذا كانت كتلة الحبل مهملة (m ≈ 0)، فإن F = 0 × a = 0. ٣. لذلك، محصلة القوى على أي جزء من الحبل تساوي صفراً. ٤. هذا يعني أن قوة الشد عند أي نقطة في الحبل يجب أن تكون متساوية ومتوازنة، وبالتالي ثابتة.

تلميح: فكر في قانون نيوتن الثاني وتأثير كتلة الحبل المهملة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

افترض أن تسارع جسم يساوي صفراً. هل يعني هذا عدم وجود أي قوى تؤثر فيه؟

• أ) نعم، التسارع الصفري يعني غياب القوى تماماً.
• ب) لا، قد تكون هناك قوى تؤثر فيه ولكن محصلتها تساوي صفراً.
• ج) نعم، ولكن فقط إذا كانت الكتلة كبيرة.
• د) لا، التسارع الصفري يعني أن هناك قوة واحدة كبيرة تؤثر.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لا، قد تكون هناك قوى تؤثر فيه ولكن محصلتها تساوي صفراً.

الشرح: ١. قانون نيوتن الثاني: التسارع يتناسب طردياً مع القوة المحصلة. ٢. إذا كان التسارع صفراً، فهذا يعني أن القوة المحصلة المؤثرة على الجسم تساوي صفراً. ٣. القوة المحصلة الصفرية لا تعني غياب القوى، بل تعني أن القوى المؤثرة متزنة (مثل قوة الجاذبية والقوة العمودية على كتاب موضوع على طاولة). ٤. لذلك، قد تكون هناك قوى كثيرة تؤثر ولكنها تلغي بعضها.

تلميح: تذكر قانون نيوتن الأول (القصور الذاتي) وقانون نيوتن الثاني.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

سقطت صخرة من جسر فتسارعت نحو الأرض. بحسب قانون نيوتن الثالث، الصخرة تؤثر على الأرض بقوة جذب مساوية. لماذا لا نلاحظ تسارع الأرض نحو الصخرة؟

• أ) لأن قوة الصخرة على الأرض أضعف من قوة الأرض عليها.
• ب) لأن الأرض ثابتة ولا تتحرك أبداً.
• ج) لأن كتلة الأرض كبيرة جداً مقارنة بكتلة الصخرة، لذا تسارعها يكون صغيراً جداً وغير ملحوظ.
• د) لأن الجاذبية تؤثر على الصخرة فقط.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأن كتلة الأرض كبيرة جداً مقارنة بكتلة الصخرة، لذا تسارعها يكون صغيراً جداً وغير ملحوظ.

الشرح: ١. قانون نيوتن الثالث: قوة الأرض على الصخرة = قوة الصخرة على الأرض (في المقدار). ٢. قانون نيوتن الثاني: التسارع = القوة / الكتلة (a = F/m). ٣. القوة متساوية، لكن كتلة الأرض هائلة جداً مقارنة بكتلة الصخرة. ٤. لذلك، تسارع الأرض = قوة صغيرة / كتلة هائلة ≈ صفر (غير ملحوظ)، بينما تسارع الصخرة = نفس القوة / كتلة صغيرة = كبير وملحوظ.

تلميح: فكر في قانون نيوتن الثاني (F=ma) وكيف تؤثر الكتلة على التسارع لنفس القوة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات والرموز المناسبة: (القوة) → (الشد) → (؟) و (القوة) → (الجاذبية) → (F_N) و (؟)

• أ) الشد: القوة العمودية (F_N). الجاذبية: الوزن (F_g).
• ب) الشد: قوة الشد (F_T). الجاذبية: الوزن (F_g).
• ج) الشد: قوة الشد (F_T). الجاذبية: قوة الاحتكاك (F_f).
• د) الشد: الوزن (F_g). الجاذبية: القوة العمودية (F_N).

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: الشد: قوة الشد (F_T). الجاذبية: الوزن (F_g).

الشرح: ١. خريطة المفاهيم تطلب تحديد القوى المؤثرة على جسم. ٢. فرع 'الشد' يشير إلى قوة الشد في حبل أو خيط، ويرمز لها بـ F_T. ٣. فرع 'الجاذبية' يشير إلى الوزن (قوة الجذب الأرضي)، ويرمز لها بـ F_g. ٤. القوة العمودية F_N هي رد فعل السطح وتظهر تحت الجاذبية في المخطط.

تلميح: تذكر أن القوة العمودية (F_N) هي رد فعل السطح، والوزن (F_g) هو قوة الجاذبية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

إذا كان كتابك متزناً على طاولة، فما القوى التي تؤثر فيه؟

• أ) قوة الجاذبية إلى أسفل فقط.
• ب) قوة الجاذبية إلى أسفل، وقوة الطاولة العمودية إلى أعلى.
• ج) قوة الجاذبية إلى أسفل، وقوة الاحتكاك إلى الجانب.
• د) قوة الطاولة إلى أعلى فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: قوة الجاذبية إلى أسفل، وقوة الطاولة العمودية إلى أعلى.

الشرح: ١. عندما يكون الجسم متزناً، تكون القوة المحصلة المؤثرة عليه صفراً. ٢. قوة الجاذبية الأرضية (الوزن) تسحب الكتاب نحو الأسفل. ٣. الطاولة تدفع الكتاب بقوة عمودية (رد فعل) نحو الأعلى. ٤. هاتان القوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه، مما يحقق التوازن.

تلميح: التوازن يعني أن القوة المحصلة تساوي صفراً. ما القوتان المتعاكستان المؤثرتان على الكتاب؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

بين الشكل 19-4 كتلة في أربعة أوضاع مختلفة. رتب هذه الأوضاع بحسب مقدار القوة العمودية بين الكتلة والسطح، من الأكبر إلى الأصغر. أشر إلى أي علاقة بين نتائج الإجابة.

• أ) (اليمين) > (الوسط) > (اليسار) > (المربوطة بحبل). (الوسط) = (اليسار) لأن (F_N = F_g).
• ب) (المربوطة بحبل) > (اليمين) > (الوسط) > (اليسار). (الوسط) ≠ (اليسار).
• ج) (اليسار) > (الوسط) > (اليمين) > (المربوطة بحبل). جميعها مختلفة.
• د) (الوسط) > (اليسار) > (اليمين) > (المربوطة بحبل). (اليمين) = (المربوطة بحبل).

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: الترتيب من الأكبر إلى الأصغر هو: (اليمين) > (الوسط) > (اليسار) > (المربوطة بحبل). (الوسط) = (اليسار) لأن (F_N = F_g).

الشرح: ١. القوة العمودية هي رد فعل السطح على الجسم. ٢. في الوضع (اليمين)، قد تكون الكتلة مضغوطة بقوة إضافية، فتكون F_N أكبر من الوزن. ٣. في الوضعين (الوسط) و (اليسار)، تكون الكتلة على سطح أفقي، لذا F_N = F_g (تساوي الوزن). ٤. في الوضع (المربوطة بحبل)، جزء من الوزن يحمله الحبل، لذا تكون F_N أقل من الوزن.

تلميح: القوة العمودية (F_N) تعتمد على الوزن والزاوية. في بعض الأوضاع، قد يكون الوزن كله مدعوماً، وفي أوضاع أخرى قد يكون الوزن موزعاً.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

يقف طائر على قمة مبنى. ما أزواج التأثير المتبادل (الفعل ورد الفعل) بين الطائر والمبنى؟

• أ) قوة جاذبية الأرض على الطائر، وقوة جاذبية الأرض على المبنى.
• ب) قوة المبنى العمودية على الطائر (لأعلى)، وقوة الطائر العمودية على المبنى (لأسفل).
• ج) قوة الطائر على الهواء (لأسفل)، وقوة الهواء على الطائر (لأعلى).
• د) قوة احتكاك الطائر بالمبنى، وقوة المبنى على الطائر.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: قوة المبنى العمودية على الطائر (لأعلى)، وقوة الطائر العمودية على المبنى (لأسفل).

الشرح: ١. الطائر يضغط على المبنى بقوة وزنيه (لأسفل). ٢. وفقاً لقانون نيوتن الثالث، المبنى يدفع الطائر بقوة عمودية مساوية ومعاكسة (لأعلى). ٣. هاتان القوتان تشكلان زوج فعل ورد فعل: قوة الطائر على المبنى (لأسفل) وقوة المبنى على الطائر (لأعلى).

تلميح: تذكر قانون نيوتن الثالث: لكل فعل رد فعل مساوٍ في المقدار ومعاكس في الاتجاه. ما القوة التي يمارسها كل جسم على الآخر؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما وزن شخص بوحدة النيوتن إذا علمت أن كتلته 70 kg؟ (استخدم g = 9.8 m/s²)

• أ) 70 N
• ب) 686 N
• ج) 9.8 N
• د) 700 N

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 686 N

الشرح: ١. الصيغة المستخدمة: F_g = m × g. ٢. التعويض: m = 70 kg, g = 9.8 m/s². ٣. الحساب: F_g = 70 × 9.8 = 686 N. ٤. إذن، وزن الشخص هو 686 نيوتن.

تلميح: الوزن هو قوة الجاذبية على الجسم. استخدم الصيغة: الوزن (F_g) = الكتلة (m) × تسارع الجاذبية (g).

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل