مراجعة 3-6 - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 22: 22. السرعة النسبية قارب صيد سرعته القصوى $2 ext{ m/s}$ بالنسبة إلى ماء نهر يجري بسرعة $3 ext{ m/s}$. ما أقصى سرعة يصل إليها القارب بالنسبة إلى ضفة النهر؟ وما أدنى سرعة يصل إليها؟ اذكر اتجاه القارب بالنسبة إلى الماء في الحالتين السابقتين.

الإجابة: س:22 - أقصى سرعة بالنسبة لضفة النهر: $3 + 2 = 5 ext{ m/s}$ عندما يتجه القارب مع اتجاه جريان الماء (مع التيار) بالنسبة إلى الماء. - أدنى سرعة بالنسبة لضفة النهر: $3 - 2 = 1 ext{ m/s}$ عندما يتجه القارب عكس اتجاه جريان الماء (ضد التيار) بالنسبة إلى الماء.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - سرعة القارب بالنسبة للماء ($v_{\text{قارب/ماء}}$) = $2\text{ m/s}$ - سرعة الماء بالنسبة لضفة النهر ($v_{\text{ماء/ضفة}}$) = $3\text{ m/s}$
2. **الخطوة 2 (القانون/المبدأ):** عند التعامل مع السرعة النسبية في بعد واحد (على نفس الخط)، فإن السرعة المحصلة (سرعة القارب بالنسبة لضفة النهر) تعتمد على اتجاه حركة القارب بالنسبة للماء واتجاه جريان الماء. - **لأقصى سرعة:** يجب أن يكون اتجاه حركة القارب بالنسبة للماء في نفس اتجاه جريان الماء (مع التيار). في هذه الحالة، تُجمع السرعتان. - **لأدنى سرعة:** يجب أن يكون اتجاه حركة القارب بالنسبة للماء عكس اتجاه جريان الماء (ضد التيار). في هذه الحالة، تُطرح السرعتان (سرعة القارب ناقص سرعة الماء، بشرط أن تكون سرعة القارب أكبر لتجنب الرجوع للخلف).
3. **الخطوة 3 (الحل):** - **لحساب أقصى سرعة:** القارب يتجه مع جريان الماء. $$v_{\text{قارب/ضفة (قصوى)}} = v_{\text{قارب/ماء}} + v_{\text{ماء/ضفة}}$$ $$v_{\text{قارب/ضفة (قصوى)}} = 2\text{ m/s} + 3\text{ m/s} = 5\text{ m/s}$$ - **لحساب أدنى سرعة:** القارب يتجه عكس جريان الماء. $$v_{\text{قارب/ضفة (دنيا)}} = v_{\text{ماء/ضفة}} - v_{\text{قارب/ماء}}$$ (نطرح سرعة القارب من سرعة الماء لأن سرعة الماء أكبر، وهذا يعني أن القارب يتحرك فعلياً مع التيار ولكن ببطء) $$v_{\text{قارب/ضفة (دنيا)}} = 3\text{ m/s} - 2\text{ m/s} = 1\text{ m/s}$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** - أقصى سرعة يصل إليها القارب بالنسبة إلى ضفة النهر هي **$5\text{ m/s}$**، ويكون اتجاه القارب بالنسبة للماء **مع اتجاه جريان الماء (مع التيار)**. - أدنى سرعة يصل إليها القارب بالنسبة إلى ضفة النهر هي **$1\text{ m/s}$**، ويكون اتجاه القارب بالنسبة للماء **عكس اتجاه جريان الماء (ضد التيار)**.

سؤال 23: 23. السرعة النسبية لقارب يسير قارب سريع في اتجاه الشمال الغربي بسرعة $13 ext{ m/s}$ بالنسبة إلى ماء نهر يتجه في اتجاه الشمال بسرعة $5.0 ext{ m/s}$ بالنسبة إلى ضفته. ما مقدار سرعة القارب بالنسبة إلى ضفة النهر؟ وما اتجاهها؟

الإجابة: س:23: مركبات سرعة القارب بالنسبة للماء (شمال غربي): $v_x = -rac{13}{\sqrt{2}}, v_y = rac{13}{\sqrt{2}}$ وسرعة الماء بالنسبة للضفة: $(0, 5.0)$ إذن سرعة القارب بالنسبة للضفة: $v_x = -rac{13}{\sqrt{2}} \approx -9.19, v_y = rac{13}{\sqrt{2}} + 5.0 \approx 14.19 ext{ (m/s)}$ $v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} \approx 16.9 ext{ m/s}$ الاتجاه: نحو الشمال الغربي مائلاً أكثر نحو الشمال، بزاوية $ heta = an^{-1} \left( rac{|v_x|}{v_y} ight) \approx 33^\circ$ أي $33^\circ$ غرب الشمال.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - سرعة القارب بالنسبة للماء ($v_{\text{قارب/ماء}}$) = $13\text{ m/s}$ في اتجاه الشمال الغربي. - سرعة الماء بالنسبة لضفة النهر ($v_{\text{ماء/ضفة}}$) = $5.0\text{ m/s}$ في اتجاه الشمال.
2. **الخطوة 2 (القانون/المبدأ):** لحساب السرعة النسبية في بعدين، نستخدم جمع المتجهات. نقوم بتحليل كل متجه إلى مركباته الأفقية (الشرق-الغرب) والعمودية (الشمال-الجنوب)، ثم نجمع المركبات المتشابهة للحصول على المركبات الكلية للسرعة المحصلة، وأخيراً نحسب مقدار واتجاه المتجه المحصل. - الشمال الغربي يعني زاوية $135^\circ$ من محور الشرق الموجب، أو $45^\circ$ غرب الشمال. - الشمال يعني زاوية $90^\circ$ من محور الشرق الموجب.
3. **الخطوة 3 (الحل):** أولاً، نحلل سرعة القارب بالنسبة للماء ($v_{\text{قارب/ماء}}$) إلى مركباتها: - المركبة الأفقية (الغربية): $v_{\text{قارب/ماء},x} = -13 \times \cos(45^\circ) = -13 \times \frac{1}{\sqrt{2}} \approx -9.19\text{ m/s}$ (الاتجاه غرب). - المركبة العمودية (الشمالية): $v_{\text{قارب/ماء},y} = 13 \times \sin(45^\circ) = 13 \times \frac{1}{\sqrt{2}} \approx 9.19\text{ m/s}$ (الاتجاه شمال). ثانياً، نحلل سرعة الماء بالنسبة لضفة النهر ($v_{\text{ماء/ضفة}}$) إلى مركباتها: - المركبة الأفقية: $v_{\text{ماء/ضفة},x} = 0\text{ m/s}$ (لا يوجد حركة شرقاً أو غرباً). - المركبة العمودية (الشمالية): $v_{\text{ماء/ضفة},y} = 5.0\text{ m/s}$ (الاتجاه شمال). ثالثاً، نجمع المركبات المتشابهة للحصول على سرعة القارب بالنسبة لضفة النهر ($v_{\text{قارب/ضفة}}$): - المركبة الأفقية الكلية: $v_{\text{قارب/ضفة},x} = v_{\text{قارب/ماء},x} + v_{\text{ماء/ضفة},x} = -9.19 + 0 = -9.19\text{ m/s}$. - المركبة العمودية الكلية: $v_{\text{قارب/ضفة},y} = v_{\text{قارب/ماء},y} + v_{\text{ماء/ضفة},y} = 9.19 + 5.0 = 14.19\text{ m/s}$. رابعاً، نحسب مقدار السرعة المحصلة باستخدام نظرية فيثاغورس: $$v_{\text{قارب/ضفة}} = \sqrt{(v_{\text{قارب/ضفة},x})^2 + (v_{\text{قارب/ضفة},y})^2}$$ $$v_{\text{قارب/ضفة}} = \sqrt{(-9.19)^2 + (14.19)^2} = \sqrt{84.46 + 201.35} = \sqrt{285.81} \approx 16.9\text{ m/s}$$ خامساً، نحسب اتجاه السرعة المحصلة باستخدام دالة الظل العكسية. بما أن المركبة الأفقية سالبة والعمودية موجبة، فإن الاتجاه سيكون في الربع الثاني (شمال غربي). $$\theta = \tan^{-1} \left( \frac{|v_{\text{قارب/ضفة},x}|}{v_{\text{قارب/ضفة},y}} \right)$$ $$\theta = \tan^{-1} \left( \frac{9.19}{14.19} \right) \approx \tan^{-1}(0.6476) \approx 33^\circ$$ هذه الزاوية هي بالنسبة للمحور الشمالي، أي $33^\circ$ غرب الشمال.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** مقدار سرعة القارب بالنسبة إلى ضفة النهر هو **$16.9\text{ m/s}$**، واتجاهها هو **$33^\circ$ غرب الشمال**.

سؤال 24: 24. السرعة النسبية تطير طائرة في اتجاه الجنوب بسرعة $175 ext{ km/h}$ بالنسبة إلى هواء، وهناك رياح تهب في اتجاه الشرق بسرعة $85 ext{ km/h}$ بالنسبة إلى الأرض. ما مقدار سرعة الطائرة واتجاهها بالنسبة إلى الأرض؟

الإجابة: س:24: $v = \sqrt{175^2 + 85^2} \approx 194.6 \approx 195 ext{ km/h}$ الاتجاه: نحو الجنوب الشرقي، وبزاوية $ heta = an^{-1} \left( rac{85}{175} ight) \approx 26^\circ$ أي $26^\circ$ شرق الجنوب.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - سرعة الطائرة بالنسبة للهواء ($v_{\text{طائرة/هواء}}$) = $175\text{ km/h}$ في اتجاه الجنوب. - سرعة الرياح بالنسبة للأرض ($v_{\text{هواء/أرض}}$) = $85\text{ km/h}$ في اتجاه الشرق.
2. **الخطوة 2 (القانون/المبدأ):** عندما تكون السرعتان متعامدتين (مثل الجنوب والشرق)، يمكن حساب مقدار السرعة المحصلة (سرعة الطائرة بالنسبة للأرض) باستخدام نظرية فيثاغورس، حيث تمثل السرعتان ضلعي مثلث قائم الزاوية، والسرعة المحصلة هي الوتر. أما الاتجاه فيُحسب باستخدام دالة الظل العكسية.
3. **الخطوة 3 (الحل):** أولاً، نحسب مقدار السرعة المحصلة ($v_{\text{طائرة/أرض}}$): $$v_{\text{طائرة/أرض}} = \sqrt{(v_{\text{طائرة/هواء}})^2 + (v_{\text{هواء/أرض}})^2}$$ $$v_{\text{طائرة/أرض}} = \sqrt{(175)^2 + (85)^2}$$ $$v_{\text{طائرة/أرض}} = \sqrt{30625 + 7225} = \sqrt{37850} \approx 194.55\text{ km/h}$$ بالتقريب إلى أقرب عدد صحيح، $v_{\text{طائرة/أرض}} \approx 195\text{ km/h}$. ثانياً، نحسب اتجاه السرعة المحصلة. بما أن الطائرة تتجه جنوباً والرياح شرقاً، فإن الاتجاه المحصل سيكون جنوباً شرقياً. نحسب الزاوية $\theta$ بالنسبة للمحور الجنوبي: $$\theta = \tan^{-1} \left( \frac{\text{المركبة الشرقية}}{\text{المركبة الجنوبية}} \right)$$ $$\theta = \tan^{-1} \left( \frac{85}{175} \right) \approx \tan^{-1}(0.4857) \approx 25.9^\circ$$ بالتقريب، $\theta \approx 26^\circ$. هذا يعني $26^\circ$ شرق الجنوب.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** مقدار سرعة الطائرة بالنسبة إلى الأرض هو **$195\text{ km/h}$**، واتجاهها هو **$26^\circ$ شرق الجنوب**.

سؤال 25: 25. السرعة النسبية لطائرة تطير طائرة شمالاً بسرعة $235 ext{ km/h}$ بالنسبة إلى الهواء، وتهب رياح في اتجاه الشمال الشرقي بسرعة $65 ext{ km/h}$ بالنسبة إلى الأرض. احسب مقدار سرعة الطائرة واتجاهها بالنسبة إلى الأرض؟

الإجابة: س:25: الرياح نحو الشمال الشرقي $65 ext{ km/h} \Rightarrow$ مركباتها: $v_E = v_N = rac{65}{\sqrt{2}} \approx 45.96 ext{ km/h}$ مركبات سرعة الطائرة بالنسبة للأرض: $v_E \approx 45.96, v_N = 235 + 45.96 \approx 280.96$ $v = \sqrt{(45.96)^2 + (280.96)^2} \approx 284.7 \approx 285 ext{ km/h}$ الاتجاه: نحو الشمال الشرقي مائلاً قليلاً للشرق، بزاوية $ heta = an^{-1} \left( rac{45.96}{280.96} ight) \approx 9.3^\circ$ أي $9^\circ$ شرق الشمال تقريباً.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - سرعة الطائرة بالنسبة للهواء ($v_{\text{طائرة/هواء}}$) = $235\text{ km/h}$ في اتجاه الشمال. - سرعة الرياح بالنسبة للأرض ($v_{\text{هواء/أرض}}$) = $65\text{ km/h}$ في اتجاه الشمال الشرقي.
2. **الخطوة 2 (القانون/المبدأ):** لحساب السرعة النسبية في بعدين عندما لا تكون المتجهات متعامدة، يجب تحليل كل متجه إلى مركباته الأفقية (الشرق-الغرب) والعمودية (الشمال-الجنوب). ثم نجمع المركبات المتشابهة للحصول على المركبات الكلية للسرعة المحصلة، وأخيراً نحسب مقدار واتجاه المتجه المحصل. - الشمال يعني زاوية $90^\circ$ من محور الشرق الموجب. - الشمال الشرقي يعني زاوية $45^\circ$ من محور الشرق الموجب أو $45^\circ$ من محور الشمال الموجب.
3. **الخطوة 3 (الحل):** أولاً، نحلل سرعة الطائرة بالنسبة للهواء ($v_{\text{طائرة/هواء}}$) إلى مركباتها: - المركبة الأفقية (الشرقية): $v_{\text{طائرة/هواء},x} = 0\text{ km/h}$ (لا يوجد حركة شرقاً أو غرباً). - المركبة العمودية (الشمالية): $v_{\text{طائرة/هواء},y} = 235\text{ km/h}$ (الاتجاه شمال). ثانياً، نحلل سرعة الرياح بالنسبة للأرض ($v_{\text{هواء/أرض}}$) إلى مركباتها. بما أنها شمال شرقي، فإن الزاوية $45^\circ$ مع كل من الشرق والشمال: - المركبة الأفقية (الشرقية): $v_{\text{هواء/أرض},x} = 65 \times \cos(45^\circ) = 65 \times \frac{1}{\sqrt{2}} \approx 45.96\text{ km/h}$. - المركبة العمودية (الشمالية): $v_{\text{هواء/أرض},y} = 65 \times \sin(45^\circ) = 65 \times \frac{1}{\sqrt{2}} \approx 45.96\text{ km/h}$. ثالثاً، نجمع المركبات المتشابهة للحصول على سرعة الطائرة بالنسبة للأرض ($v_{\text{طائرة/أرض}}$): - المركبة الأفقية الكلية: $v_{\text{طائرة/أرض},x} = v_{\text{طائرة/هواء},x} + v_{\text{هواء/أرض},x} = 0 + 45.96 = 45.96\text{ km/h}$. - المركبة العمودية الكلية: $v_{\text{طائرة/أرض},y} = v_{\text{طائرة/هواء},y} + v_{\text{هواء/أرض},y} = 235 + 45.96 = 280.96\text{ km/h}$. رابعاً، نحسب مقدار السرعة المحصلة باستخدام نظرية فيثاغورس: $$v_{\text{طائرة/أرض}} = \sqrt{(v_{\text{طائرة/أرض},x})^2 + (v_{\text{طائرة/أرض},y})^2}$$ $$v_{\text{طائرة/أرض}} = \sqrt{(45.96)^2 + (280.96)^2} = \sqrt{2112.32 + 78938.56} = \sqrt{81050.88} \approx 284.69\text{ km/h}$$ بالتقريب إلى أقرب عدد صحيح، $v_{\text{طائرة/أرض}} \approx 285\text{ km/h}$. خامساً، نحسب اتجاه السرعة المحصلة باستخدام دالة الظل العكسية. بما أن كلتا المركبتين موجبتين، فإن الاتجاه سيكون في الربع الأول (شمال شرقي). نحسب الزاوية $\theta$ بالنسبة للمحور الشمالي: $$\theta = \tan^{-1} \left( \frac{v_{\text{طائرة/أرض},x}}{v_{\text{طائرة/أرض},y}} \right)$$ $$\theta = \tan^{-1} \left( \frac{45.96}{280.96} \right) \approx \tan^{-1}(0.1636) \approx 9.29^\circ$$ بالتقريب، $\theta \approx 9.3^\circ$. هذا يعني $9.3^\circ$ شرق الشمال.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** مقدار سرعة الطائرة بالنسبة إلى الأرض هو **$285\text{ km/h}$**، واتجاهها هو **$9.3^\circ$ شرق الشمال**.

سؤال 26: 26. التفكير الناقد إذا كنت تقود قارباً عبر نهر يتحرك ماؤه بسرعة كبيرة، وتريد أن تصل إلى الرصيف في الجهة المقابلة تماماً لنقطة انطلاقك، فصف كيف توجّه القارب بدلالة مركبتي سرعتك بالنسبة إلى الماء؟

الإجابة: س:26: توجّه القارب مائلاً عكس التيار (أعلى النهر) بحيث تكون مركبة سرعتك بالنسبة للماء الموازية للنهر وعكس اتجاه جريان الماء مساوية لسرعة التيار؛ عندها تُلغى الإزاحة مع التيار وتصبح المحصلة نحو الضفة المقابلة مباشرة. بصيغة مركبات: اجعل $v_{x( ext{قارب/ماء})} = -v_{ ext{تيار}}$ وتكون المركبة العمودية على التيار هي التي تحقق العبور للجهة المقابلة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** للوصول إلى الرصيف المقابل تماماً لنقطة الانطلاق، يجب أن تكون السرعة المحصلة للقارب بالنسبة للأرض عمودية تماماً على اتجاه جريان النهر. هذا يعني أن أي حركة جانبية للقارب بسبب تيار النهر يجب أن يتم إلغاؤها بواسطة حركة معاكسة من القارب نفسه.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لتحقيق ذلك، يجب على القارب أن يوجه نفسه بزاوية مائلة عكس اتجاه تيار النهر (أعلى النهر). بهذه الطريقة، ستكون لسرعة القارب بالنسبة للماء مركبتان: - **مركبة عمودية على النهر:** هذه المركبة هي التي تدفع القارب نحو الضفة المقابلة. - **مركبة موازية للنهر وعكس اتجاه التيار:** هذه المركبة يجب أن تكون مساوية في المقدار لسرعة تيار النهر ولكن في الاتجاه المعاكس. عندما تتساوى هاتان المركبتان وتتعاكسان في الاتجاه، فإنهما تلغيان بعضهما البعض، وبالتالي لن يكون هناك أي انجراف للقارب مع التيار.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، يجب أن توجه القارب بحيث تكون **مركبته الأفقية (الموازية للنهر) لسرعته بالنسبة للماء مساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه لسرعة تيار النهر**. أما المركبة العمودية (المتعامدة على النهر) لسرعته بالنسبة للماء، فهي التي ستحدد سرعة عبور القارب للضفة المقابلة مباشرة.

قارب صيد سرعته القصوى 2 m/s بالنسبة إلى ماء نهر يجري بسرعة 3 m/s. ما أقصى سرعة يصل إليها القارب بالنسبة إلى ضفة النهر؟

• أ) 1 m/s
• ب) 3 m/s
• ج) 5 m/s
• د) 6 m/s

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 5 m/s

الشرح: 1. أقصى سرعة تحدث عندما يتحرك القارب مع اتجاه جريان الماء (مع التيار). 2. السرعة المحصلة = سرعة القارب بالنسبة للماء + سرعة الماء بالنسبة للضفة. 3. السرعة المحصلة = 2 m/s + 3 m/s = 5 m/s.

تلميح: تذكر أن السرعة المحصلة تكون أكبر عندما تكون حركة الجسم في نفس اتجاه الوسط الناقل.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

قارب سريع يسير في اتجاه الشمال الغربي بسرعة 13 m/s بالنسبة إلى ماء نهر، ويتجه الماء في اتجاه الشمال بسرعة 5.0 m/s بالنسبة إلى ضفته. ما مقدار سرعة القارب بالنسبة إلى ضفة النهر؟

• أ) 13.0 m/s
• ب) 16.9 m/s
• ج) 18.0 m/s
• د) 20.2 m/s

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 16.9 m/s

الشرح: 1. حلل سرعة القارب (شمال غربي): المركبة الغربية = -13/√2 ≈ -9.19 m/s، المركبة الشمالية = 13/√2 ≈ 9.19 m/s. 2. سرعة الماء (شمال): المركبة الشمالية = 5.0 m/s. 3. اجمع المركبات: المركبة الأفقية = -9.19 m/s، المركبة العمودية = 9.19 + 5.0 = 14.19 m/s. 4. المقدار = √((-9.19)² + (14.19)²) ≈ √(84.46 + 201.35) ≈ √285.81 ≈ 16.9 m/s.

تلميح: استخدم تحليل المتجهات إلى مركبات (شرق-غرب، شمال-جنوب) ثم اجمع المركبات المتشابهة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب

تطير طائرة في اتجاه الجنوب بسرعة 175 km/h بالنسبة إلى هواء، وتهب رياح في اتجاه الشرق بسرعة 85 km/h بالنسبة إلى الأرض. ما مقدار سرعة الطائرة بالنسبة إلى الأرض؟

• أ) 175 km/h
• ب) 195 km/h
• ج) 260 km/h
• د) 90 km/h

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 195 km/h

الشرح: 1. سرعة الطائرة بالنسبة للهواء (جنوب) = 175 km/h. 2. سرعة الرياح بالنسبة للأرض (شرق) = 85 km/h. 3. السرعتان متعامدتان، لذا السرعة المحصلة = √(175² + 85²). 4. السرعة المحصلة = √(30625 + 7225) = √37850 ≈ 194.6 km/h ≈ 195 km/h.

تلميح: عندما تكون السرعتان متعامدتين، استخدم نظرية فيثاغورس لإيجاد مقدار السرعة المحصلة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

تطير طائرة شمالاً بسرعة 235 km/h بالنسبة إلى الهواء، وتهب رياح في اتجاه الشمال الشرقي بسرعة 65 km/h بالنسبة إلى الأرض. ما مقدار سرعة الطائرة بالنسبة إلى الأرض؟

• أ) 235 km/h
• ب) 270 km/h
• ج) 285 km/h
• د) 300 km/h

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 285 km/h

الشرح: 1. سرعة الطائرة (شمال): المركبة الشمالية = 235 km/h. 2. سرعة الرياح (شمال شرقي): المركبة الشرقية = 65/√2 ≈ 45.96 km/h، المركبة الشمالية = 65/√2 ≈ 45.96 km/h. 3. اجمع المركبات: المركبة الشرقية الكلية = 45.96 km/h، المركبة الشمالية الكلية = 235 + 45.96 = 280.96 km/h. 4. المقدار = √((45.96)² + (280.96)²) ≈ √(2112 + 78939) ≈ √81051 ≈ 284.7 km/h ≈ 285 km/h.

تلميح: حلل سرعة الرياح (شمال شرقي) إلى مركبتي شرق وشمال، ثم اجمعها مع مركبات سرعة الطائرة (شمال فقط).

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب

إذا كنت تقود قارباً عبر نهر سريع وتريد الوصول إلى الرصيف المقابل تماماً لنقطة انطلاقك، فكيف توجه القارب؟

• أ) توجه القارب مباشرة نحو الضفة المقابلة.
• ب) توجه القارب مع اتجاه جريان النهر (مع التيار).
• ج) توجه القارب مائلاً عكس اتجاه التيار بحيث تكون المركبة الأفقية لسرعته (الموازية للنهر) مساوية ومعاكسة لسرعة التيار.
• د) توجه القارب مائلاً مع اتجاه التيار لزيادة السرعة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: توجه القارب مائلاً عكس اتجاه التيار بحيث تكون المركبة الأفقية لسرعته (الموازية للنهر) مساوية ومعاكسة لسرعة التيار.

الشرح: 1. للوصول إلى النقطة المقابلة مباشرة، يجب أن تكون السرعة المحصلة للقارب عمودية على ضفتي النهر. 2. هذا يتطلب إلغاء مركبة السرعة الأفقية الناتجة عن تيار النهر. 3. لذلك، يجب توجيه القارب بزاوية عكس اتجاه التيار، بحيث تكون المركبة الأفقية لسرعته بالنسبة للماء مساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه لسرعة تيار النهر.

تلميح: فكر في كيفية إلغاء تأثير انجراف التيار على حركة القارب الأفقية.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط