📋 المحتوى المنظم
📖 محتوى تعليمي مفصّل
نوع: محتوى تعليمي
خريطة المفاهيم
27
نوع: QUESTION_HOMEWORK
أكمل المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات الآتية: سرعة ثابتة، الحركة المقذوف، تسارع ثابت، الحركة بالنسبة، الحركة الدائرية المنتظمة.
نوع: محتوى تعليمي
أنواع الحركة
نوع: محتوى تعليمي
سرعة متجهة ثابتة
نوع: محتوى تعليمي
المركبة الرأسية لحركة المقذوف
نوع: محتوى تعليمي
إتقان المفاهيم
28
نوع: QUESTION_HOMEWORK
ادرس الشكل 11-6 الذي يمثل مسار قذيفة مدفع، ثم أجب عن الأسئلة الآتية: (1-6)
أ. أين يكون مقدار المركبة الرأسية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
b. أين يكون مقدار المركبة الأفقية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
c. أين تكون السرعة المتجهة الرأسية أقل ما يمكن؟
d. أين يكون مقدار التسارع أقل ما يمكن؟
نوع: محتوى تعليمي
الرزمة بالأرض؟ ارسم مسار الرزمة كما يراه مراقب على الأرض. (1-6)
30
نوع: QUESTION_HOMEWORK
هل يمكنك الدوران في منعطف بالتسارعين الآتيين؟ فسر إجابتك. (2-6)
a. تسارع يساوي صفراً.
b. تسارع ثابت.
31
نوع: QUESTION_HOMEWORK
ما العلاقة بين القوة المحصلة وسرعة الجسم المتحرك للحصول على حركة دائرية منتظمة؟ (2-6)
32
نوع: QUESTION_HOMEWORK
لماذا تبدو سرعة السيارة المتحركة على الخط السريع وفي اتجاه معاكس للسيارة التي تركبها أكبر من السرعة المحددة؟ (3-6)
نوع: محتوى تعليمي
تطبيق المفاهيم
33
نوع: QUESTION_HOMEWORK
كرة البيسبول قذفت كرة رأسياً إلى أعلى بسرعة متجهة 20. m/s. ما سرعة الكرة المتجهة عند عودتها إلى نقطة الإطلاق نفسها؟ أهمل مقاومة الهواء.
34
نوع: QUESTION_HOMEWORK
كرة القدم يرمي لاعب كرة بسرعة 24 m/s في اتجاه يصنع زاوية 45° مع الأفقي. فإذا استغرقت الكرة s 3.0 للوصول إلى أقصى ارتفاع لها، ثم التقطت عند الارتفاع نفسه الذي رميت منه، فما زمن تحليقها في الهواء؟ مع إهمال مقاومة الهواء.
35
نوع: QUESTION_HOMEWORK
إذا كنت تعتقد أن ما تعلمته في هذا الفصل يؤدي إلى تحسين أدائك في الوثب الطويل، فهل يؤثر الارتفاع الذي تصل إليه في وثبتك؟ وما الذي يؤثر في طولها؟
36
نوع: QUESTION_HOMEWORK
تخيل أنك تجلس في سيارة وتتقد كرة رأسياً إلى أعلى.
29
نوع: QUESTION_HOMEWORK
ألقى قائد طائرة تحرك بسرعة متجهة ثابتة وعلى ارتفاع ثابت رزمة ثقيلة. إذا أهملت مقاومة الهواء فأين تكون الطائرة بالنسبة للرزمة عندما ترتطم؟
🔍 عناصر مرئية
خريطة المفاهيم
A concept map showing 'أنواع الحركة' branching into 'سرعة متجهة ثابتة', 'الحركة المقذوف', and 'الحركة الدائرية المنتظمة'. 'الحركة المقذوف' further branches into 'المركبة الرأسية لحركة المقذوف' and two other unspecified nodes.
الشكل 11-6
A cannon firing a projectile, showing its parabolic path from launch to landing. Points A, B, C, D, and E mark positions along the trajectory. Point A is near the cannon, B and C are mid-flight, D is descending, and E is near the landing point. The path is shown as a dashed line.
📄 النص الكامل للصفحة
خريطة المفاهيم
--- SECTION: 27 ---
أكمل المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات الآتية: سرعة ثابتة، الحركة المقذوف، تسارع ثابت، الحركة بالنسبة، الحركة الدائرية المنتظمة.
أنواع الحركة
سرعة متجهة ثابتة
المركبة الرأسية لحركة المقذوف
إتقان المفاهيم
--- SECTION: 28 ---
ادرس الشكل 11-6 الذي يمثل مسار قذيفة مدفع، ثم أجب عن الأسئلة الآتية: (1-6)
أ. أين يكون مقدار المركبة الرأسية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
b. أين يكون مقدار المركبة الأفقية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
c. أين تكون السرعة المتجهة الرأسية أقل ما يمكن؟
d. أين يكون مقدار التسارع أقل ما يمكن؟
أ. أين يكون مقدار المركبة الرأسية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
b. أين يكون مقدار المركبة الأفقية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
c. أين تكون السرعة المتجهة الرأسية أقل ما يمكن؟
d. أين يكون مقدار التسارع أقل ما يمكن؟
الرزمة بالأرض؟ ارسم مسار الرزمة كما يراه مراقب على الأرض. (1-6)
--- SECTION: 30 ---
هل يمكنك الدوران في منعطف بالتسارعين الآتيين؟ فسر إجابتك. (2-6)
a. تسارع يساوي صفراً.
b. تسارع ثابت.
a. تسارع يساوي صفراً.
b. تسارع ثابت.
--- SECTION: 31 ---
ما العلاقة بين القوة المحصلة وسرعة الجسم المتحرك للحصول على حركة دائرية منتظمة؟ (2-6)
--- SECTION: 32 ---
لماذا تبدو سرعة السيارة المتحركة على الخط السريع وفي اتجاه معاكس للسيارة التي تركبها أكبر من السرعة المحددة؟ (3-6)
تطبيق المفاهيم
--- SECTION: 33 ---
كرة البيسبول قذفت كرة رأسياً إلى أعلى بسرعة متجهة 20. m/s. ما سرعة الكرة المتجهة عند عودتها إلى نقطة الإطلاق نفسها؟ أهمل مقاومة الهواء.
--- SECTION: 34 ---
كرة القدم يرمي لاعب كرة بسرعة 24 m/s في اتجاه يصنع زاوية 45° مع الأفقي. فإذا استغرقت الكرة s 3.0 للوصول إلى أقصى ارتفاع لها، ثم التقطت عند الارتفاع نفسه الذي رميت منه، فما زمن تحليقها في الهواء؟ مع إهمال مقاومة الهواء.
--- SECTION: 35 ---
إذا كنت تعتقد أن ما تعلمته في هذا الفصل يؤدي إلى تحسين أدائك في الوثب الطويل، فهل يؤثر الارتفاع الذي تصل إليه في وثبتك؟ وما الذي يؤثر في طولها؟
--- SECTION: 36 ---
تخيل أنك تجلس في سيارة وتتقد كرة رأسياً إلى أعلى.
a. إذا كانت السيارة تتحرك بسرعة متجهة ثابتة، أم في يدك؟
b. إذا كانت السيارة تتحرك بسرعة ثابتة المقدار فأين تسقط الكرة؟
--- SECTION: 29 ---
ألقى قائد طائرة تحرك بسرعة متجهة ثابتة وعلى ارتفاع ثابت رزمة ثقيلة. إذا أهملت مقاومة الهواء فأين تكون الطائرة بالنسبة للرزمة عندما ترتطم؟
--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: خريطة المفاهيم
Description: A concept map showing 'أنواع الحركة' branching into 'سرعة متجهة ثابتة', 'الحركة المقذوف', and 'الحركة الدائرية المنتظمة'. 'الحركة المقذوف' further branches into 'المركبة الرأسية لحركة المقذوف' and two other unspecified nodes.
Context: Visual aid for understanding different types of motion, used in question 27.
**DIAGRAM**: الشكل 11-6
Description: A cannon firing a projectile, showing its parabolic path from launch to landing. Points A, B, C, D, and E mark positions along the trajectory. Point A is near the cannon, B and C are mid-flight, D is descending, and E is near the landing point. The path is shown as a dashed line.
Data: Illustrates the path of a projectile under gravity, neglecting air resistance.
Context: Used to analyze the components of velocity and acceleration in projectile motion for questions 28 and 29.
✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية
عدد الأسئلة: 10
سؤال 27: 27. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات الآتية: سرعة ثابتة، المركبة الأفقية لحركة المقذوف، تسارع ثابت، حركة بالسرعة النسبية، حركة دائرية منتظمة.
الإجابة: س 27: الأيسر: تسارع ثابت.
تحت سرعة ثابتة: مركبة أفقية، حركة نسبية.
الأيمن: حركة دائرية منتظمة.
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
لفهم كيفية إكمال خريطة المفاهيم، نحتاج إلى تذكر التصنيفات الأساسية للحركة في الفيزياء. الحركة يمكن تصنيفها بناءً على وجود التسارع أو عدمه، ونوع المسار.
- **الخطوة 2 (التطبيق):**
- **تسارع ثابت:** هذا يمثل تصنيفاً رئيسياً للحركة، حيث يكون التسارع ثابتاً في المقدار والاتجاه (مثل السقوط الحر) أو ثابتاً في المقدار ومتغيراً في الاتجاه (مثل الحركة الدائرية المنتظمة).
- **سرعة ثابتة:** تعني أن التسارع يساوي صفراً. أي حركة تتم بسرعة ثابتة (مقداراً واتجاهاً) تندرج تحت هذا المفهوم.
- **المركبة الأفقية لحركة المقذوف:** عند إهمال مقاومة الهواء، تتحرك المركبة الأفقية للمقذوف بسرعة ثابتة.
- **حركة بالسرعة النسبية:** يمكن أن تنتج عنها سرعة ثابتة إذا كانت السرعات الفردية ثابتة.
- **حركة دائرية منتظمة:** تتميز بسرعة مقدارها ثابت ولكن اتجاهها يتغير باستمرار، مما يعني وجود تسارع مركزي ثابت المقدار وموجه نحو المركز.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
بناءً على هذه المفاهيم، يمكننا إكمال خريطة المفاهيم كالتالي:
- الفرع الأيسر (تصنيف رئيسي): **تسارع ثابت**
- تحت مفهوم 'سرعة ثابتة' (كتصنيف فرعي): **المركبة الأفقية لحركة المقذوف** و **حركة بالسرعة النسبية**
- الفرع الأيمن (تصنيف رئيسي آخر): **حركة دائرية منتظمة**
سؤال 28: 28. ادرس الشكل 11-6 الذي يمثل مسار قذيفة مدفع، ثم أجب عن الأسئلة الآتية: (1-6)
a. أين يكون مقدار المركبة الرأسية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
b. أين يكون مقدار المركبة الأفقية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
c. أين تكون السرعة المتجهة الرأسية أقل ما يمكن؟
d. أين يكون مقدار التسارع أقل ما يمكن؟
الإجابة: س 28:
أ) A, E
ب)
متساو
ج) E
د) متساو
(g=)
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
في حركة المقذوفات (بإهمال مقاومة الهواء)، يجب أن نتذكر النقاط الأساسية التالية:
- **المركبة الأفقية للسرعة:** تبقى ثابتة المقدار والاتجاه طوال المسار.
- **المركبة الرأسية للسرعة:** تتغير بسبب الجاذبية؛ تقل أثناء الصعود، وتصبح صفرًا عند أقصى ارتفاع، وتزداد أثناء الهبوط.
- **التسارع:** هو تسارع الجاذبية الأرضية (g) ويكون ثابتاً في المقدار والاتجاه (للأسفل) طوال المسار.
- **الخطوة 2 (التطبيق):**
لنفترض أن الشكل 11-6 يمثل مساراً مكافئاً لقذيفة، حيث A هي نقطة الإطلاق، E هي نقطة الهبوط (على نفس الارتفاع)، والنقطة العلوية في المنتصف هي أقصى ارتفاع.
a. **مقدار المركبة الرأسية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن:** يكون مقدار السرعة الرأسية أكبر ما يمكن عند بداية الحركة (نقطة الإطلاق A) وعند نهاية الحركة (نقطة الهبوط E)، حيث تكون السرعة الرأسية الابتدائية والنهائية (عند نفس الارتفاع) متساوية في المقدار.
b. **مقدار المركبة الأفقية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن:** بما أن المركبة الأفقية للسرعة ثابتة طوال المسار (بإهمال مقاومة الهواء)، فإن مقدارها يكون متساوياً عند جميع النقاط.
c. **السرعة المتجهة الرأسية أقل ما يمكن:** تكون السرعة المتجهة الرأسية صفرًا عند أقصى ارتفاع يصل إليه المقذوف (الذروة).
d. **مقدار التسارع أقل ما يمكن:** التسارع الوحيد المؤثر على المقذوف هو تسارع الجاذبية الأرضية (g)، وهو ثابت المقدار والاتجاه طوال المسار. لذلك، مقدار التسارع يكون متساوياً عند جميع النقاط.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن الإجابات هي:
a. **A, E**
b. **متساوٍ عند جميع النقاط**
c. **عند أقصى ارتفاع (الذروة)**
d. **متساوٍ عند جميع النقاط (يساوي g)**
سؤال 29: 29. ألقى قائد طائرة تتحرك بسرعة متجهة ثابتة وعلى ارتفاع ثابت رزمة ثقيلة. إذا أهملت مقاومة الهواء فأين تكون الطائرة بالنسبة للرزمة عندما ترتطم الرزمة بالأرض؟ ارسم مسار الرزمة كما يراه مراقب على الأرض. (1-6)
الإجابة: س 29: تكون فوق الرزمة مباشرة
المسار: قطع مكافئ
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
عندما يتم إلقاء جسم من مركبة متحركة، فإنه يحتفظ بالسرعة الأفقية للمركبة لحظة الإلقاء. إذا أهملت مقاومة الهواء، فإن هذه السرعة الأفقية للجسم تظل ثابتة طوال مساره. بينما تؤثر الجاذبية فقط على الحركة الرأسية.
- **الخطوة 2 (التطبيق):**
بما أن الطائرة تتحرك بسرعة متجهة ثابتة أفقياً، والرزمة عند إلقائها تكتسب نفس السرعة الأفقية للطائرة، وبإهمال مقاومة الهواء، فإن المركبة الأفقية لسرعة الرزمة ستظل مساوية للمركبة الأفقية لسرعة الطائرة. هذا يعني أن الرزمة والطائرة ستقطعان نفس المسافة الأفقية في نفس الزمن.
أما بالنسبة لمسار الرزمة كما يراه مراقب على الأرض، فستتحرك الرزمة أفقياً بسرعة ثابتة بينما تسقط رأسياً بتسارع الجاذبية، وهذا ينتج عنه مسار على شكل قطع مكافئ.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن، عندما ترتطم الرزمة بالأرض، ستكون الطائرة **فوق الرزمة مباشرةً**.
أما مسار الرزمة كما يراه مراقب على الأرض فهو: **قطع مكافئ**.
سؤال 30: 30. هل يمكنك الدوران في منعطف بالتسارعين الآتيين؟ فسر إجابتك. (2-6)
a. تسارع يساوي صفراً.
b. تسارع ثابت.
الإجابة: س 30: أ) لا، لأن a = 0 يعني خط
مستقيم.
ب) لا، لأن الاتجاه يتغير.
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
التسارع هو معدل تغير السرعة المتجهة. والسرعة المتجهة لها مقدار (السرعة القياسية) واتجاه. لكي يدور الجسم في منعطف، يجب أن يتغير اتجاه حركته، وهذا يعني بالضرورة وجود تسارع.
- **الخطوة 2 (التطبيق):**
a. **تسارع يساوي صفراً:** إذا كان التسارع يساوي صفراً، فهذا يعني أن السرعة المتجهة ثابتة (مقداراً واتجاهاً). الجسم الذي يتحرك بسرعة متجهة ثابتة يتحرك في خط مستقيم. لذلك، لا يمكنك الدوران في منعطف إذا كان التسارع صفراً.
b. **تسارع ثابت:** التسارع الثابت يعني أن مقدار التسارع واتجاهه لا يتغيران. في الحركة الدائرية (الدوران في منعطف)، يتغير اتجاه السرعة باستمرار، وبالتالي يتغير اتجاه التسارع (التسارع المركزي يكون دائماً نحو المركز). بما أن اتجاه التسارع يتغير في المنعطف، فلا يمكن أن يكون التسارع ثابتاً (أي ثابت الاتجاه).
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن الإجابة هي:
a. **لا، لأن التسارع يساوي صفرًا يعني أن الجسم يتحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة، ولا يمكنه تغيير اتجاهه.**
b. **لا، لأن الدوران في منعطف يتطلب تغيراً مستمراً في اتجاه السرعة، وبالتالي تغيراً مستمراً في اتجاه التسارع. التسارع الثابت يعني ثبات الاتجاه، وهذا لا يتوافق مع الحركة في منعطف.**
سؤال 31: 31. ما العلاقة بين القوة المحصلة وسرعة الجسم المتحرك للحصول على حركة دائرية منتظمة؟ (2-6)
الإجابة: س 31: نحو المركز.
$F = mv^2/r$
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
للحصول على حركة دائرية منتظمة (أي حركة جسم بسرعة ثابتة المقدار في مسار دائري)، يجب أن تؤثر على الجسم قوة محصلة تعمل باستمرار على تغيير اتجاه سرعته دون تغيير مقدارها. هذه القوة تسمى القوة المركزية.
- **الخطوة 2 (القانون):**
تكون هذه القوة المحصلة (القوة المركزية) دائماً موجهة نحو مركز الدائرة. ويعطى مقدارها بالعلاقة التالية:
$$F_c = \frac{mv^2}{r}$$
حيث:
- $F_c$ هي القوة المركزية المحصلة.
- $m$ هي كتلة الجسم.
- $v$ هي سرعة الجسم القياسية (مقدار السرعة المتجهة).
- $r$ هو نصف قطر المسار الدائري.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن، العلاقة بين القوة المحصلة وسرعة الجسم للحصول على حركة دائرية منتظمة هي أن القوة المحصلة يجب أن تكون موجهة **نحو المركز**، ومقدارها يتناسب طردياً مع مربع سرعة الجسم وكتلته، وعكسياً مع نصف قطر المسار، وفقاً للعلاقة: $$F = \frac{mv^2}{r}$$
سؤال 32: 32. لماذا تبدو سرعة السيارة المتحركة على الخط السريع وفي اتجاه معاكس للسيارة التي تركبها أكبر من السرعة المحددة؟ (3-6)
الإجابة: س 32: لأنها سرعة نسبية
($v = v_1 + v_2$).
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
السرعة التي نراها للأجسام المتحركة تعتمد على الإطار المرجعي الذي نراقب منه. هذا ما يسمى بالسرعة النسبية. عندما يتحرك جسمان، فإن السرعة التي يرى بها أحدهما الآخر هي السرعة النسبية بينهما.
- **الخطوة 2 (التطبيق):**
عندما تكون في سيارة متحركة على الخط السريع، وتمر سيارة أخرى في الاتجاه المعاكس، فإن السرعة التي تراها بها السيارة الأخرى هي مجموع سرعتك وسرعة السيارة الأخرى. على سبيل المثال، إذا كنت تسير بسرعة 100 كم/س والسيارة الأخرى تسير بسرعة 100 كم/س، فإنك تراها وكأنها تقترب منك بسرعة 200 كم/س. هذا المجموع أكبر بكثير من السرعة المحددة لكل سيارة على حدة.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
لذلك، تبدو سرعة السيارة المتحركة في اتجاه معاكس أكبر من السرعة المحددة لأنها **السرعة النسبية** بين السيارتين، والتي تُحسب بجمع مقداري سرعتيهما ($v = v_1 + v_2$) عندما تتحركان في اتجاهين متعاكسين.
سؤال 33: 33. كرة البيسبول قذفت كرة رأسياً إلى أعلى بسرعة متجهة 20. m/s. ما سرعة الكرة المتجهة عند عودتها إلى نقطة الإطلاق نفسها؟ أهمل مقاومة الهواء.
الإجابة: س 33:
$v = -20 m/s$
(للأسفل).
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المعطيات):**
لنحدد ما لدينا:
- السرعة المتجهة الابتدائية للكرة (للأعلى): $v_i = +20 \text{ m/s}$ (نعتبر الاتجاه للأعلى موجباً).
- نقطة العودة: نفس نقطة الإطلاق.
- إهمال مقاومة الهواء.
- **الخطوة 2 (المفهوم):**
في حركة المقذوفات الرأسية (بإهمال مقاومة الهواء)، تكون السرعة المتجهة للجسم عند أي ارتفاع معين أثناء الصعود مساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه للسرعة المتجهة للجسم عند نفس الارتفاع أثناء الهبوط.
- **الخطوة 3 (الحل):**
بما أن الكرة تعود إلى نفس نقطة الإطلاق، فإن سرعتها المتجهة عند تلك النقطة ستكون مساوية في المقدار لسرعتها الابتدائية (20 m/s)، ولكن في الاتجاه المعاكس (للأسفل).
- **الخطوة 4 (النتيجة):**
إذن السرعة المتجهة للكرة عند عودتها إلى نقطة الإطلاق نفسها هي **-20 m/s** (أي 20 m/s للأسفل).
سؤال 34: 34. كرة القدم يرمي لاعب كرة بسرعة 24 m/s في اتجاه يصنع زاوية 45° مع الأفقي. فإذا استغرقت الكرة s 3.0 للوصول إلى أقصى ارتفاع لها، ثم التقطت عند الارتفاع نفسه الذي رميت منه، فما زمن تحليقها في الهواء؟ مع إهمال مقاومة الهواء.
الإجابة: س 34:
$t = 6.0 s$
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المعطيات):**
لنحدد ما لدينا:
- السرعة الابتدائية للكرة: $v_0 = 24 \text{ m/s}$
- زاوية الإطلاق: $\theta = 45^\circ$
- زمن الوصول إلى أقصى ارتفاع: $t_{\text{صعود}} = 3.0 \text{ s}$
- الكرة التقطت عند الارتفاع نفسه الذي رميت منه.
- إهمال مقاومة الهواء.
- **الخطوة 2 (المفهوم):**
في حركة المقذوفات المتماثلة (عندما يعود المقذوف إلى نفس الارتفاع الذي أُطلق منه، وبإهمال مقاومة الهواء)، يكون زمن الصعود إلى أقصى ارتفاع مساوياً لزمن الهبوط من أقصى ارتفاع إلى نقطة الهبوط. زمن التحليق الكلي هو مجموع زمن الصعود وزمن الهبوط.
- **الخطوة 3 (الحل):**
- بما أن زمن وصول الكرة إلى أقصى ارتفاع هو $3.0 \text{ s}$.
- ولأن الكرة التقطت عند نفس الارتفاع الذي رميت منه، فإن زمن هبوطها من أقصى ارتفاع إلى نقطة الالتقاط سيكون أيضاً $3.0 \text{ s}$.
- زمن التحليق الكلي في الهواء = زمن الصعود + زمن الهبوط
- زمن التحليق الكلي = $3.0 \text{ s} + 3.0 \text{ s} = 6.0 \text{ s}$.
- **الخطوة 4 (النتيجة):**
إذن زمن تحليق الكرة في الهواء هو **6.0 s**.
سؤال 35: 35. إذا كنت تعتقد أن ما تعلمته في هذا الفصل يؤدي إلى تحسين أدائك في الوثب الطويل، فهل يؤثر الارتفاع الذي تصل إليه في وثبتك؟ وما الذي يؤثر في طولها؟
الإجابة: س 35: يعتمد
على سرعة
وزاوية
الإقلاع.
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
الوثب الطويل هو تطبيق عملي لمبادئ حركة المقذوفات. العوامل الرئيسية التي تحدد مدى المقذوف (المسافة الأفقية التي يقطعها) هي السرعة الابتدائية التي ينطلق بها الجسم وزاوية الإطلاق بالنسبة للأفق.
- **الخطوة 2 (التطبيق):**
- **الارتفاع الذي تصل إليه في وثبتك:** هذا الارتفاع هو جزء من المسار الكلي للمقذوف، ويتأثر بالمركبة الرأسية للسرعة الابتدائية. الوصول لارتفاع أكبر يعني أن جزءاً أكبر من الطاقة الحركية الأولية قد تحول إلى طاقة وضع كامنة. ومع ذلك، فإن التركيز على الارتفاع بحد ذاته قد لا يكون هو الأمثل لتحقيق أقصى مدى أفقي.
- **ما الذي يؤثر في طولها (المدى الأفقي):** طول الوثبة يعتمد بشكل أساسي على عاملين:
1. **سرعة الإقلاع (السرعة الابتدائية):** كلما زادت السرعة التي ينطلق بها الواثب، زاد المدى الأفقي المحتمل.
2. **زاوية الإقلاع:** هناك زاوية مثالية لتحقيق أقصى مدى أفقي (نظرياً 45 درجة في غياب مقاومة الهواء وعندما تكون نقطة الإطلاق والهبوط على نفس الارتفاع). تغيير الزاوية يؤثر على كل من زمن التحليق والسرعة الأفقية، وبالتالي على المدى الكلي.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
نعم، ما تعلمته في هذا الفصل يؤدي إلى تحسين الأداء. الارتفاع الذي تصل إليه في وثبتك هو نتيجة للسرعة وزاوية الإقلاع، وليس عاملاً مستقلاً يؤثر في الطول بشكل مباشر. أما العوامل الأساسية التي تؤثر في طول الوثبة (المدى الأفقي) فهي **سرعة الإقلاع وزاوية الإقلاع**.
سؤال 36: 36. تخيل أنك تجلس في سيارة وتتقد كرة رأسياً إلى أعلى.
a. إذا كانت السيارة تتحرك بسرعة متجهة ثابتة، فهل تسقط الكرة أمامك أم خلفك، أم في يدك؟
b. إذا كانت السيارة تتحرك في منعطف بسرعة ثابتة المقدار فأين تسقط الكرة؟
الإجابة: س 36: أ) في يدك.
ب) خارج المنعطف.
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
لفهم هذه الظاهرة، يجب أن نتذكر مبدأ القصور الذاتي، الذي ينص على أن الجسم يميل إلى الحفاظ على حالته الحركية (سرعته المتجهة) ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. كما يجب أن نتذكر أن حركة المقذوفات تتكون من حركة أفقية مستقلة عن الحركة الرأسية (بإهمال مقاومة الهواء).
- **الخطوة 2 (التطبيق):**
a. **إذا كانت السيارة تتحرك بسرعة متجهة ثابتة:** عندما تقذف الكرة رأسياً إلى أعلى، فإنها تكتسب نفس السرعة الأفقية للسيارة لحظة القذف. وبما أن السيارة تحافظ على سرعتها المتجهة الثابتة (أي سرعتها الأفقية لا تتغير)، فإن الكرة ستحافظ أيضاً على نفس السرعة الأفقية (بسبب القصور الذاتي وعدم وجود قوة أفقية تؤثر عليها). لذلك، ستتحرك الكرة أفقياً بنفس سرعة السيارة، وستسقط **في يدك**.
b. **إذا كانت السيارة تتحرك في منعطف بسرعة ثابتة المقدار:** عندما تتحرك السيارة في منعطف، فإن اتجاه سرعتها يتغير باستمرار، مما يعني وجود تسارع (تسارع مركزي). عندما تقذف الكرة، فإنها تكتسب السرعة الأفقية للسيارة لحظة القذف (بما في ذلك اتجاهها). ولكن بعد القذف، وبسبب القصور الذاتي، ستحاول الكرة الاستمرار في مسارها الأصلي (خط مستقيم مماس للمنحنى لحظة القذف). وبما أن السيارة تغير اتجاهها، فإن الكرة ستسقط **خارج المنعطف** بالنسبة للسيارة.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن الإجابات هي:
a. **في يدك.**
b. **خارج المنعطف.**
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 10 بطاقة لهذه الصفحة
أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات الآتية: سرعة ثابتة، المركبة الأفقية لحركة المقذوف، تسارع ثابت، حركة بالسرعة النسبية، حركة دائرية منتظمة. (الفرع الأيسر من الخريطة)
- أ) سرعة ثابتة
- ب) تسارع ثابت
- ج) حركة دائرية منتظمة
- د) حركة بالسرعة النسبية
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: تسارع ثابت
الشرح: ١. خريطة المفاهيم تصنف أنواع الحركة.
٢. أحد التصنيفات الرئيسية هو الحركة التي يكون فيها التسارع ثابتاً في المقدار والاتجاه (مثل السقوط الحر) أو ثابتاً في المقدار ومتغيراً في الاتجاه (مثل الحركة الدائرية المنتظمة).
٣. لذلك، الفرع الأيسر يمثل الحركة ذات التسارع الثابت.
تلميح: فكر في التصنيف الرئيسي للحركة بناءً على وجود التسارع أو عدمه.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
في حركة المقذوفات (بإهمال مقاومة الهواء)، أين يكون مقدار المركبة الرأسية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
- أ) عند أقصى ارتفاع فقط
- ب) عند نقطتي الإطلاق والهبوط (عند نفس الارتفاع)
- ج) عند منتصف المسار فقط
- د) متساوٍ عند جميع النقاط
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: عند نقطتي الإطلاق والهبوط (عند نفس الارتفاع)
الشرح: ١. في حركة المقذوفات، المركبة الرأسية للسرعة تتغير بسبب تسارع الجاذبية.
٢. أثناء الصعود، تقل السرعة الرأسية حتى تصبح صفراً عند أقصى ارتفاع.
٣. أثناء الهبوط، تزداد السرعة الرأسية مرة أخرى.
٤. عند نفس الارتفاع (نقطة الإطلاق والهبوط)، يكون مقدار السرعة الرأسية متساوياً وأكبر ما يمكن.
تلميح: تذكر أن المركبة الرأسية تتأثر بتسارع الجاذبية أثناء الصعود والهبوط.
التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط
في حركة المقذوفات (بإهمال مقاومة الهواء)، أين تكون السرعة المتجهة الرأسية أقل ما يمكن؟
- أ) عند نقطة الإطلاق
- ب) عند نقطة الهبوط
- ج) عند أقصى ارتفاع
- د) عند منتصف المسار
الإجابة الصحيحة: c
الإجابة: عند أقصى ارتفاع
الشرح: ١. السرعة المتجهة الرأسية هي مركبة السرعة في الاتجاه الرأسي.
٢. أثناء صعود المقذوف، تقل هذه السرعة بسبب تسارع الجاذبية المعاكس.
٣. عند أقصى ارتفاع، تتوقف الحركة الرأسية للحظة، فتكون السرعة المتجهة الرأسية صفراً، وهي أقل قيمة ممكنة.
٤. ثم تبدأ السرعة الرأسية في الزيادة مرة أخرى أثناء الهبوط.
تلميح: فكر في اللحظة التي يتوقف فيها الجسم عن الصعود ويبدأ في الهبوط.
التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل
هل يمكن الدوران في منعطف إذا كان التسارع يساوي صفراً؟
- أ) نعم، إذا كانت السرعة كبيرة
- ب) لا
- ج) نعم، إذا كان نصف قطر المنعطف كبيراً
- د) نعم، إذا كانت الكتلة صغيرة
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: لا
الشرح: ١. التسارع يساوي صفراً يعني أن السرعة المتجهة ثابتة (مقداراً واتجاهاً).
٢. الجسم الذي يتحرك بسرعة متجهة ثابتة يتحرك في خط مستقيم.
٣. الدوران في منعطف يتطلب تغييراً في اتجاه السرعة، وبالتالي وجود تسارع.
٤. لذلك، لا يمكن الدوران في منعطف إذا كان التسارع صفراً.
تلميح: فكر في تعريف التسارع الصفري وما يعنيه بالنسبة للسرعة المتجهة.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
ما العلاقة بين القوة المحصلة وسرعة الجسم المتحرك للحصول على حركة دائرية منتظمة؟
- أ) القوة المحصلة تكون أفقية وتتناسب طردياً مع السرعة
- ب) القوة المحصلة تكون مركزية وتتناسب طردياً مع مربع السرعة (F = mv²/r)
- ج) القوة المحصلة تكون رأسية وتتناسب عكسياً مع السرعة
- د) لا توجد علاقة مباشرة بين القوة والسرعة في الحركة الدائرية
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: القوة المحصلة تكون مركزية وتتناسب طردياً مع مربع السرعة (F = mv²/r)
الشرح: ١. للحصول على حركة دائرية منتظمة، يجب أن تؤثر قوة محصلة على الجسم لتغيير اتجاه سرعته باستمرار.
٢. هذه القوة تسمى القوة المركزية، واتجاهها دائماً نحو مركز الدائرة.
٣. مقدار القوة المركزية يعطى بالعلاقة: F = m * v² / r، حيث m الكتلة، v السرعة، r نصف قطر المسار.
٤. العلاقة طردية بين القوة ومربع السرعة.
تلميح: تذكر اسم القوة المسؤولة عن تغيير اتجاه السرعة في الحركة الدائرية.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط
في حركة المقذوفات (بإهمال مقاومة الهواء)، أين يكون مقدار المركبة الأفقية للسرعة المتجهة أكبر ما يمكن؟
- أ) عند نقطة الإطلاق فقط
- ب) عند أقصى ارتفاع فقط
- ج) متساوٍ عند جميع النقاط
- د) عند نقطة الهبوط فقط
الإجابة الصحيحة: c
الإجابة: متساوٍ عند جميع النقاط
الشرح: ١. في حركة المقذوفات المثالية (بإهمال مقاومة الهواء)، القوة الوحيدة المؤثرة هي الجاذبية الأرضية.
٢. تؤثر الجاذبية في الاتجاه الرأسي فقط، ولا تؤثر على الحركة الأفقية.
٣. لذلك، تظل المركبة الأفقية للسرعة ثابتة في المقدار والاتجاه طوال مسار المقذوف.
٤. النتيجة: مقدار المركبة الأفقية للسرعة يكون متساوياً عند جميع النقاط.
تلميح: تذكر خاصية المركبة الأفقية للسرعة في حركة المقذوفات عند إهمال مقاومة الهواء.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
في حركة المقذوفات (بإهمال مقاومة الهواء)، أين يكون مقدار التسارع أقل ما يمكن؟
- أ) عند أقصى ارتفاع
- ب) عند نقطة الإطلاق
- ج) عند نقطة الهبوط
- د) متساوٍ عند جميع النقاط
الإجابة الصحيحة: d
الإجابة: متساوٍ عند جميع النقاط
الشرح: ١. في حركة المقذوفات المثالية، تؤثر قوة واحدة فقط هي قوة الجاذبية الأرضية.
٢. تسارع الجاذبية الأرضية (g) ثابت المقدار والاتجاه (للأسفل) بالقرب من سطح الأرض.
٣. لا توجد قوى أخرى (مثل مقاومة الهواء) لتغيير هذا التسارع.
٤. النتيجة: مقدار التسارع (وهو g) يكون متساوياً وثابتاً عند جميع النقاط على مسار المقذوف.
تلميح: ما هو مصدر التسارع الوحيد في حركة المقذوفات المثالية؟
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
هل يمكن الدوران في منعطف إذا كان التسارع ثابتاً (في المقدار والاتجاه)؟
- أ) نعم، لأن التسارع موجود
- ب) لا
- ج) نعم، إذا كانت السرعة كبيرة
- د) نعم، إذا كان نصف قطر المنعطف كبيراً
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: لا
الشرح: ١. الدوران في منعطف يعني أن اتجاه حركة الجسم يتغير باستمرار.
٢. تغير اتجاه السرعة يعني وجود تسارع (تسارع مركزي).
٣. التسارع الثابت يعني أن مقداره واتجاهه لا يتغيران.
٤. في الحركة الدائرية (المنعطف)، يتغير اتجاه التسارع باستمرار ليكون دائماً نحو مركز الدائرة.
٥. النتيجة: لا يمكن أن يكون التسارع ثابتاً (ثابت الاتجاه) أثناء الدوران في منعطف.
تلميح: فكر في كيفية تغير اتجاه السرعة عند الدوران في منعطف، وما الذي يعنيه أن يكون التسارع ثابتاً.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
لماذا تبدو سرعة السيارة المتحركة في الاتجاه المعاكس على الطريق السريع أكبر من سرعتها الفعلية؟
- أ) بسبب الوهم البصري
- ب) بسبب السرعة النسبية
- ج) لأن عداد السرعة خاطئ
- د) بسبب تسارع السيارة
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: بسبب السرعة النسبية
الشرح: ١. السرعة التي نلاحظها لجسم ما تعتمد على حركتنا نحن أيضًا. هذا هو مفهوم السرعة النسبية.
٢. عندما تتحرك سيارتان في اتجاهين متعاكسين، فإن السرعة التي تراها إحداهما للأخرى هي مجموع سرعتيهما.
٣. على سبيل المثال، إذا كانت سرعتك 100 كم/س وسرعة السيارة الأخرى 100 كم/س، فإنك تراها تقترب بسرعة 200 كم/س.
٤. النتيجة: السرعة الظاهرة (200 كم/س) أكبر من السرعة الفعلية لكل سيارة (100 كم/س) بسبب السرعة النسبية.
تلميح: ما السرعة التي تقيسها عندما تتحرك أنت والسيارة الأخرى في اتجاهين متعاكسين؟
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط
كرة قذفت رأسياً إلى أعلى بسرعة 20 m/s. ما سرعتها المتجهة عند عودتها إلى نقطة الإطلاق نفسها؟ (أهمل مقاومة الهواء)
- أ) 0 m/s
- ب) 20 m/s
- ج) -20 m/s
- د) 10 m/s
الإجابة الصحيحة: c
الإجابة: -20 m/s
الشرح: ١. في حركة المقذوفات الرأسية المثالية، السرعة المتجهة عند أي ارتفاع أثناء الصعود تساوي في المقدار وتعاكس في الاتجاه السرعة المتجهة عند نفس الارتفاع أثناء الهبوط.
٢. نقطة الإطلاق هي نفس نقطة العودة.
٣. السرعة الابتدائية للأعلى هي +20 m/s (نعتبر الاتجاه للأعلى موجباً).
٤. عند العودة لنفس النقطة، تكون السرعة بنفس المقدار (20 m/s) ولكن في الاتجاه المعاكس (للأسفل).
٥. النتيجة: السرعة المتجهة النهائية هي -20 m/s.
تلميح: تذكر خاصية التماثل في حركة المقذوفات الرأسية عند إهمال مقاومة الهواء.
التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط