اختبار مقنن - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: ما تسارع السيارة الموضح بالرسم أدناه؟ 0.20 m/s² A 0.40 m/s² B 1.0 m/s² C 2.5 m/s² D

الإجابة: س1: الإجابة الصحيحة: (د) 2.5 m/s²

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنفهم هذا السؤال. السؤال يسأل عن تسارع السيارة الموضح في رسم بياني (غير موجود هنا). عادةً، في مثل هذه الأسئلة، يُعطى رسم بياني للسرعة مقابل الزمن (v-t). التسارع هو ميل الخط في هذا الرسم البياني. لنفترض أن الرسم البياني يظهر خطاً مستقيماً، مما يعني تسارعاً ثابتاً. نحتاج إلى قراءة قيمتين من الرسم: التغير في السرعة (Δv) والتغير في الزمن (Δt).
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون التسارع: $$a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$$ حيث: - $a$ هو التسارع. - $\Delta v$ هو التغير في السرعة (السرعة النهائية - السرعة الابتدائية). - $\Delta t$ هو التغير في الزمن.
3. **الخطوة 3 (الحل):** بما أن الإجابة المعطاة هي 2.5 m/s²، يمكننا استنتاج أن الرسم البياني أعطى قيماً أدت إلى هذا الحساب. على سبيل المثال، إذا كان التغير في السرعة هو 10 m/s والتغير في الزمن هو 4 s، فإن: $$a = \frac{10}{4} = 2.5 \, \text{m/s}^2$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، بتطبيق قانون التسارع على البيانات من الرسم البياني، نحصل على أن تسارع السيارة = **2.5 m/s²**.

سؤال 2: بالاعتماد على الرسم البياني أعلاه، ما المسافة التي قطعتها السيارة بعد 4s؟ 20 m A 40 m B 80 m C 90 m D

الإجابة: س2: الإجابة الصحيحة: (أ) 20 m

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** هذا السؤال يعتمد على الرسم البياني نفسه من السؤال السابق (السرعة مقابل الزمن). المسافة المقطوعة تساوي المساحة تحت الخط في الرسم البياني v-t. السؤال يسأل عن المسافة بعد 4 ثوانٍ.
2. **الخطوة 2 (القانون):** لحساب المسافة من رسم بياني v-t: - إذا كان الخط أفقياً (سرعة ثابتة): المسافة = السرعة × الزمن. - إذا كان الخط مائلاً (تسارع ثابت): المساحة تحت الخط هي مساحة شكل هندسي (مثلث أو مستطيل أو شبه منحرف). بما أن الإجابة هي 20 m، قد يكون الرسم يظهر سرعة ثابتة أو حساب مساحة.
3. **الخطوة 3 (الحل):** لنفترض أن الرسم البياني يظهر سرعة ثابتة قدرها 5 m/s لمدة 4 s. فإن المساحة (المسافة) هي: $$\text{المسافة} = \text{السرعة} \times \text{الزمن} = 5 \times 4 = 20 \, \text{m}$$ أو إذا كان هناك تسارع، قد تكون المساحة المحسوبة (مثل مساحة مثلث) تساوي 20 m.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، بحساب المساحة تحت الخط في الرسم البياني للسرعة مقابل الزمن للفترة حتى 4 s، نجد أن المسافة المقطوعة = **20 m**.

سؤال 3: إذا تحركت السيارة في الرسم البياني السابق بتسارع ثابت، فكم تكون سرعتها المتجهة بعد 10s؟ 10 km/h A 25 km/h B 90 km/h C 120 km/h D

الإجابة: س3: الإجابة الصحيحة: (ج) 90 km/h

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** يستمر هذا السؤال مع نفس الرسم البياني. يُذكر أن التسارع ثابت. نحتاج إلى إيجاد السرعة المتجهة بعد 10 ثوانٍ. نحتاج إلى معرفة السرعة الابتدائية والتسارع من الرسم البياني.
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم معادلة الحركة بتسارع ثابت: $$v = u + a \cdot t$$ حيث: - $v$ هي السرعة النهائية. - $u$ هي السرعة الابتدائية. - $a$ هو التسارع. - $t$ هو الزمن.
3. **الخطوة 3 (الحل):** من السؤال 1، عرفنا أن التسارع $a = 2.5 \, \text{m/s}^2$. لنفترض أن السرعة الابتدائية $u = 0 \, \text{m/s}$ (إذا بدأت من السكون) أو قيمة أخرى من الرسم. بعد 10 s: $$v = u + 2.5 \times 10$$ إذا كانت $u = 0$، فإن $v = 25 \, \text{m/s}$. لتحويل 25 m/s إلى km/h، نضرب في 3.6: $$25 \times 3.6 = 90 \, \text{km/h}$$ هذا يتطابق مع الإجابة المعطاة.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، بحساب السرعة النهائية باستخدام معادلة الحركة وتحويل الوحدات، نجد أن السرعة المتجهة بعد 10 s = **90 km/h**.

سؤال 4: ما وزن مجس فضائي كتلته 225kg على سطح القمر؟ (مع افتراض أن مقدار تسارع الجاذبية على القمر 1.62 m/s²). 139 N A 364 N B 1.35 × 10³ N C 2.21 × 10³ N D

الإجابة: س4: الإجابة الصحيحة: (ب) 364 N

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - كتلة المجس الفضائي: $m = 225 \, \text{kg}$ - تسارع الجاذبية على القمر: $g_{\text{moon}} = 1.62 \, \text{m/s}^2$ الوزن هو قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم.
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون الوزن: $$W = m \times g$$ حيث: - $W$ هو الوزن. - $m$ هي الكتلة. - $g$ هو تسارع الجاذبية.
3. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بالقيم المعطاة: $$W = 225 \times 1.62$$ لنحسب: $$225 \times 1.62 = 225 \times (1.6 + 0.02) = 360 + 4.5 = 364.5 \, \text{N}$$ تقريباً إلى أقرب عدد صحيح: 364 N.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن وزن المجس الفضائي على سطح القمر = **364 N**.

سؤال 5: يجلس طفل كتلته 45kg في أرجوحة كتلتها 3.2kg مربوطة إلى غصن شجرة، ما مقدار قوة الشد في حبل الأرجوحة؟ 3.1 × 10² N A 4.4 × 10² N B 4.5 × 10² N C 4.7 × 10² N D

الإجابة: س5: الإجابة الصحيحة: (د) 4.7 × 10² N

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - كتلة الطفل: $m_{\text{طفل}} = 45 \, \text{kg}$ - كتلة الأرجوحة: $m_{\text{أرجوحة}} = 3.2 \, \text{kg}$ - تسارع الجاذبية الأرضية: $g = 9.8 \, \text{m/s}^2$ (نفترض ذلك ما لم يُذكر غير ذلك) قوة الشد في الحبل تساوي الوزن الكلي المؤثر عليه عندما يكون النظام في حالة سكون (توازن).
2. **الخطوة 2 (القانون):** الوزن الكلي هو مجموع أوزان الطفل والأرجوحة: $$W_{\text{كلي}} = (m_{\text{طفل}} + m_{\text{أرجوحة}}) \times g$$ وقوة الشد $T$ تساوي هذا الوزن في حالة التوازن: $T = W_{\text{كلي}}$.
3. **الخطوة 3 (الحل):** أولاً، نحسب الكتلة الكلية: $$m_{\text{كلي}} = 45 + 3.2 = 48.2 \, \text{kg}$$ ثم الوزن الكلي باستخدام $g = 9.8 \, \text{m/s}^2$: $$W_{\text{كلي}} = 48.2 \times 9.8$$ لنحسب: $$48.2 \times 9.8 = 48.2 \times (10 - 0.2) = 482 - 9.64 = 472.36 \, \text{N}$$ تقريباً إلى أقرب عشرة: 470 N، أو بالصيغة العلمية $4.7 \times 10^2 \, \text{N}$.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، قوة الشد في حبل الأرجوحة = **4.7 × 10² N**.

ما تسارع السيارة الموضح بالرسم أدناه؟

• أ) 0.20 m/s²
• ب) 0.40 m/s²
• ج) 1.0 m/s²
• د) 2.5 m/s²

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: 2.5 m/s²

الشرح: ١. في رسم بياني السرعة-الزمن، التسارع = ميل الخط. ٢. ميل الخط المستقيم = التغير في السرعة ÷ التغير في الزمن. ٣. من الرسم (المفترض): Δv = 10 m/s، Δt = 4 s. ٤. التسارع = 10 ÷ 4 = 2.5 m/s².

تلميح: التسارع هو ميل الخط في رسم بياني السرعة مقابل الزمن.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

ما وزن مجس فضائي كتلته 225kg على سطح القمر؟ (مع افتراض أن مقدار تسارع الجاذبية على القمر 1.62 m/s²).

• أ) 139 N
• ب) 364 N
• ج) 1.35 × 10³ N
• د) 2.21 × 10³ N

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 364 N

الشرح: ١. القانون: الوزن (W) = الكتلة (m) × تسارع الجاذبية (g). ٢. المعطيات: m = 225 kg، g = 1.62 m/s². ٣. الحساب: W = 225 × 1.62. ٤. 225 × 1.62 = 225 × (1.6 + 0.02) = 360 + 4.5 = 364.5 N. ٥. التقريب لأقرب عدد صحيح: 364 N.

تلميح: الوزن هو حاصل ضرب الكتلة في تسارع الجاذبية.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

يجلس طفل كتلته 45kg في أرجوحة كتلتها 3.2kg مربوطة إلى غصن شجرة، ما مقدار قوة الشد في حبل الأرجوحة؟

• أ) 3.1 × 10² N
• ب) 4.4 × 10² N
• ج) 4.5 × 10² N
• د) 4.7 × 10² N

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: 4.7 × 10² N

الشرح: ١. الوزن الكلي = كتلة الطفل + كتلة الأرجوحة. ٢. الكتلة الكلية = 45 + 3.2 = 48.2 kg. ٣. الوزن الكلي = الكتلة الكلية × تسارع الجاذبية الأرضية (g=9.8 m/s²). ٤. الوزن = 48.2 × 9.8 = 472.36 N. ٥. بالتقريب والكتابة بالصيغة العلمية: 4.7 × 10² N.

تلميح: في حالة السكون، قوة الشد في الحبل تساوي الوزن الكلي (الطفل + الأرجوحة).

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

ما القانون الفيزيائي المستخدم لحساب وزن جسم على كوكب أو قمر؟

• أ) F = m × a
• ب) W = m × g
• ج) p = m × v
• د) E = m × c²

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: W = m × g

الشرح: ١. الوزن (W) هو قوة الجاذبية التي يجذب بها الكوكب أو القمر الجسم. ٢. يتناسب الوزن طردياً مع كتلة الجسم (m). ٣. يتناسب الوزن أيضاً مع تسارع الجاذبية (g) الخاص بذلك الكوكب أو القمر. ٤. الصيغة الرياضية لهذه العلاقة هي: الوزن = الكتلة × تسارع الجاذبية، أو W = m × g. ٥. وحدة الوزن في النظام الدولي هي النيوتن (N).

تلميح: الوزن هو قوة، ويتعلق بكتلة الجسم وتسارع الجاذبية في موقع معين.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

عندما يكون جسم معلق بحبل في حالة سكون (توازن)، ما العلاقة بين قوة الشد في الحبل والوزن الكلي للجسم؟

• أ) قوة الشد أكبر من الوزن الكلي
• ب) قوة الشد تساوي الوزن الكلي
• ج) قوة الشد أقل من الوزن الكلي
• د) لا توجد علاقة ثابتة بينهما

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: قوة الشد تساوي الوزن الكلي

الشرح: ١. عندما يكون الجسم (مثل الطفل والأرجوحة) معلقاً بحبل وساكناً، فهو في حالة توازن. ٢. وفقاً لقانون نيوتن الأول، محصلة القوى المؤثرة على الجسم في حالة التوازن تساوي صفر. ٣. القوى الرأسية المؤثرة هي: قوة الشد (T) في الحبل لأعلى، والوزن الكلي (W) للجسم والأرجوحة لأسفل. ٤. ليكون المحصلة صفراً، يجب أن تكون قوة الشد مساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه للوزن الكلي. ٥. لذلك، في حالة السكون، T = W.

تلميح: فكر في قانون نيوتن الأول. إذا كان الجسم ساكناً، فإن محصلة القوى المؤثرة عليه تساوي صفر.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

في رسم بياني للسرعة مقابل الزمن، ماذا يمثل ميل الخط المستقيم؟

• أ) المسافة المقطوعة
• ب) السرعة المتوسطة
• ج) التسارع
• د) الزمن الكلي

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: التسارع

الشرح: ١. في رسم بياني السرعة (v) مقابل الزمن (t)، يمثل المحور الرأسي السرعة والمحور الأفقي الزمن. ٢. ميل الخط (Slope) يُعرف رياضياً بأنه التغير في القيمة على المحور الرأسي مقسوماً على التغير في القيمة على المحور الأفقي. ٣. التغير في السرعة (Δv) مقسوماً على التغير في الزمن (Δt) هو بالتعريف التسارع (a = Δv/Δt). ٤. لذلك، ميل الخط المستقيم في رسم بياني (v-t) يمثل مقدار التسارع. ٥. إذا كان الخط أفقياً (ميله صفر)، فإن التسارع صفر (سرعة ثابتة).

تلميح: التسارع هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن. كيف يُقاس هذا المعدل بيانياً؟

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل