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

سؤال 50: أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام الرموز والمصطلحات المناسبة:

الإجابة: س50: - التسارع: a الرمز: a الوحدة: $m/s^2$ - السرعة المتجهة الرمز: v الوحدة: m/s - الموقع الرمز: x الوحدة: m

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** تتضمن خريطة المفاهيم هذه الكميات الفيزيائية الأساسية في دراسة الحركة.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لكل كمية فيزيائية، يجب تحديد الرمز الذي يمثلها ووحدة القياس الدولية الخاصة بها.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** - التسارع: الرمز هو **a**، والوحدة هي **m/s²**. - السرعة المتجهة: الرمز هو **v**، والوحدة هي **m/s**. - الموقع: الرمز هو **x**، والوحدة هي **m**.

سؤال 51: ما العلاقة بين السرعة المتجهة والتسارع؟ (1-3)

الإجابة: س51: التسارع هو معدل تغير السرعة المتجهة مع الزمن: $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لفهم العلاقة بين السرعة المتجهة والتسارع، نتذكر تعريف التسارع.
2. **الخطوة 2 (التعريف):** التسارع هو مقياس لمدى سرعة تغير السرعة المتجهة لجسم ما بمرور الزمن.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، العلاقة هي أن التسارع هو **معدل تغير السرعة المتجهة مع الزمن**، ويُعبر عنه بالصيغة: $$a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$$

سؤال 52: أعط مثالاً على كل مما يأتي: (1-3) a. جسم تتناقص سرعته وله تسارع موجب. b. جسم تتزايد سرعته، وله تسارع سالب.

الإجابة: س52: (a) سيارة تتحرك غرباً وتكبح (تسارع شرقاً). (b) جسم يسقط سقوطاً حراً (اتجاة للأعلى موجب).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لفهم هذه الحالات، يجب أن نتذكر أن إشارة التسارع لا تحدد بالضرورة ما إذا كانت السرعة تتزايد أو تتناقص، بل تعتمد على اتجاه التسارع بالنسبة لاتجاه السرعة المتجهة. **أ. جسم تتناقص سرعته وله تسارع موجب:** يحدث هذا عندما تكون السرعة المتجهة سالبة (أي الجسم يتحرك في الاتجاه السالب)، ويكون التسارع موجباً. في هذه الحالة، يعمل التسارع الموجب على تقليل قيمة السرعة السالبة، مما يعني أن الجسم يتباطأ. مثال على ذلك: **سيارة تتحرك غرباً (اتجاه سالب) وتكبح، فيكون تسارعها شرقاً (اتجاه موجب)**. **ب. جسم تتزايد سرعته، وله تسارع سالب:** يحدث هذا عندما تكون السرعة المتجهة سالبة، ويكون التسارع سالباً أيضاً. في هذه الحالة، يعمل التسارع السالب على زيادة قيمة السرعة السالبة، مما يعني أن الجسم يتسارع في الاتجاه السالب. مثال على ذلك: **جسم يسقط سقوطاً حراً (سرعته تتزايد للأسفل) إذا افترضنا أن الاتجاه للأعلى هو الاتجاه الموجب، فستكون سرعته سالبة وتسارعه (الجاذبية) سالب أيضاً**.

سؤال 53: يبين الشكل 16-3 منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) لسيارة تتحرك على طريق. صف كيف تتغير السرعة المتجهة مع الزمن. (1-3)

الإجابة: س53: السرعة تزداد مع الزمن؛ تزداد بسرعة في البداية ثم يقل معدل الزيادة تدريجياً.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** عند وصف منحنى (السرعة المتجهة - الزمن)، ننظر إلى شكل المنحنى وكيف يتغير الميل. إذا كان المنحنى يرتفع، فهذا يعني أن السرعة تزداد. إذا كان المنحنى يرتفع بشكل حاد في البداية ثم يصبح أقل انحداراً، فهذا يشير إلى أن معدل الزيادة في السرعة يتناقص تدريجياً. إذن، يمكن وصف التغير في السرعة المتجهة مع الزمن بأنه: **السرعة تزداد مع الزمن؛ تزداد بسرعة في البداية ثم يقل معدل الزيادة تدريجياً.**

سؤال 54: ماذا يمثل ميل الماس لمنحنى (السرعة المتجهة-الزمن)؟ (3-1)

الإجابة: س54: يمثل التسارع اللحظي.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** في منحنى (السرعة المتجهة - الزمن)، يمثل ميل المنحنى التغير في السرعة المتجهة مقسوماً على التغير في الزمن.
2. **الخطوة 2 (التعريف):** هذا التعريف يتوافق تماماً مع تعريف التسارع.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، يمثل ميل الماس لمنحنى (السرعة المتجهة-الزمن) **التسارع اللحظي**.

سؤال 55: هل يمكن أن يكون لسيارة تتحرك على طريق عام سرعة متجهة موجبة وتسارع موجب في الوقت نفسه؟ وضح ذلك. وهل يمكن أن تتغير إشارة السرعة المتجهة لسيارة في أثناء حركتها بتسارع ثابت؟ وضح ذلك. (1-3)

الإجابة: س55: - نعم؛ سرعة سالبة وتسارع موجب (كبح أثناء الرجوع). - نعم؛ تتغير الإشارة بتسارع ثابت (مثل قذف جسم للأعلى).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** **الجزء الأول: هل يمكن أن يكون لسيارة تتحرك على طريق عام سرعة متجهة موجبة وتسارع موجب في الوقت نفسه؟** نعم، هذا ممكن جداً. إذا كانت السيارة تتحرك في الاتجاه الموجب (سرعة موجبة) وتزيد من سرعتها في نفس الاتجاه، فإن تسارعها سيكون موجباً أيضاً. على سبيل المثال، سيارة تتحرك شرقاً وتضغط على دواسة الوقود لتزيد سرعتها. **الجزء الثاني: وهل يمكن أن تتغير إشارة السرعة المتجهة لسيارة في أثناء حركتها بتسارع ثابت؟** نعم، هذا ممكن أيضاً. يحدث هذا عندما يكون التسارع ثابتاً ولكن في اتجاه معاكس لاتجاه السرعة الأولية. على سبيل المثال، عند قذف جسم للأعلى، تكون سرعته الأولية موجبة (للأعلى)، بينما تسارعه (تسارع الجاذبية) ثابت وسالب (للأسفل). ستتباطأ سرعة الجسم حتى تصل إلى الصفر عند أقصى ارتفاع، ثم تتغير إشارة سرعته ليصبح سالباً (للأسفل) بينما يظل التسارع ثابتاً وسالباً.

سؤال 56: هل يمكن أن تتغير السرعة المتجهة لجسم عندما يكون تسارعه ثابتاً؟ إذا أمكن ذلك فأعط مثالاً، وإذا لم يمكن فوضح ذلك. (1-3)

الإجابة: س56: نعم؛ إذا كان التسارع ثابتاً تتغير السرعة خطياً (مثل السقوط الحر).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** نعم، يمكن أن تتغير السرعة المتجهة لجسم عندما يكون تسارعه ثابتاً. التسارع الثابت يعني أن السرعة المتجهة تتغير بمعدل ثابت. هذا لا يعني أن السرعة ثابتة، بل يعني أن مقدار التغير في السرعة لكل وحدة زمن ثابت. **مثال:** السقوط الحر للأجسام. تسارع الجاذبية الأرضية (g) يعتبر ثابتاً (حوالي 9.8 m/s²) بالقرب من سطح الأرض. ومع ذلك، فإن سرعة الجسم الساقط تزداد باستمرار (تتغير) مع مرور الزمن. فإذا أسقطت جسماً من السكون، فإن سرعته تزداد خطياً مع الزمن بسبب هذا التسارع الثابت.

سؤال 57: إذا كان منحنى (السرعة المتجهة-الزمن) لجسم ما خطاً مستقيماً يوازي محور الزمن t، فماذا يمكن أن تستنتج عن تسارع الجسم؟ (1-3)

الإجابة: س57: التسارع يساوي صفراً؛ لأن السرعة المتجهة ثابتة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن ميل منحنى (السرعة المتجهة-الزمن) يمثل التسارع.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** إذا كان المنحنى خطاً مستقيماً يوازي محور الزمن t، فهذا يعني أن قيمة السرعة المتجهة لا تتغير بمرور الزمن، أي أنها ثابتة.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بما أن السرعة المتجهة ثابتة ولا تتغير، فإن معدل تغيرها يساوي صفراً. لذلك، نستنتج أن **التسارع يساوي صفراً**.

سؤال 58: ماذا تمثل المساحة تحت منحنى (السرعة المتجهة-الزمن)؟ (2-3)

الإجابة: س58: تمثل الإزاحة (التغير في الموقع).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** في الرسوم البيانية الفيزيائية، يمكن أن تمثل المساحة تحت المنحنى كمية فيزيائية أخرى.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** عند ضرب السرعة المتجهة (المحور الرأسي) في الزمن (المحور الأفقي)، نحصل على الإزاحة (المسافة المقطوعة في اتجاه معين).
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، تمثل المساحة تحت منحنى (السرعة المتجهة-الزمن) **الإزاحة (أو التغير في الموقع)**.

سؤال 59: اكتب معادلات كل من الموقع والسرعة المتجهة والزمن لجسم يتحرك وفق تسارع ثابت. (2-3)

الإجابة: س59: $v_f = v_i + at$ $x_f = x_i + v_i t + \frac{1}{2} at^2$ $v_f^2 = v_i^2 + 2a\Delta x$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** عندما يتحرك جسم بتسارع ثابت، يمكننا استخدام مجموعة من المعادلات الحركية لوصف حركته.
2. **الخطوة 2 (القوانين):** هذه المعادلات تربط بين السرعة الابتدائية ($v_i$)، السرعة النهائية ($v_f$)، التسارع (a)، الزمن (t)، والموقع الابتدائي ($x_i$) والموقع النهائي ($x_f$) أو الإزاحة ($\Delta x$).
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** المعادلات هي: - معادلة السرعة المتجهة النهائية: $$v_f = v_i + at$$ - معادلة الموقع النهائي: $$x_f = x_i + v_i t + \frac{1}{2} at^2$$ - معادلة السرعة المتجهة النهائية بدلالة الإزاحة: $$v_f^2 = v_i^2 + 2a\Delta x$$

سؤال 60: عند إسقاط كرتين متماثلتين في الحجم إحداهما من الألمنيوم والأخرى من الفولاذ، من الارتفاع نفسه، فإنهما تصلان سطح الأرض عند اللحظة نفسها. لماذا؟ (3-3)

الإجابة: س60: لأن تسارع الجاذبية g لا يعتمد على الكتلة (مع إهمال الهواء).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** عند إسقاط جسمين من الارتفاع نفسه، فإن تسارعهما بسبب الجاذبية الأرضية يكون متساوياً تقريباً (مع إهمال مقاومة الهواء). تسارع الجاذبية الأرضية (g) هو قيمة ثابتة لجميع الأجسام بغض النظر عن كتلتها أو تركيبها، طالما أننا نهمل تأثير مقاومة الهواء. هذا يعني أن جميع الأجسام تسقط بنفس المعدل وتصل إلى الأرض في نفس الوقت إذا بدأت من نفس الارتفاع. لذلك، تصل الكرتان إلى سطح الأرض في اللحظة نفسها **لأن تسارع الجاذبية g لا يعتمد على الكتلة (مع إهمال مقاومة الهواء).**

سؤال 61: اذكر بعض الأمثلة على أجسام تسقط سقوطاً حراً ولا يمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء فيها. (3-3)

الإجابة: س61: الريشة، ورقة شجر، مظلة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** مقاومة الهواء هي قوة احتكاك تعيق حركة الأجسام في الهواء. يكون تأثيرها ملحوظاً على الأجسام ذات الكثافة المنخفضة أو مساحة السطح الكبيرة بالنسبة لكتلتها.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** عندما يكون تأثير مقاومة الهواء كبيراً، فإنها تؤثر بشكل كبير على حركة السقوط الحر للجسم، مما يجعل تسارعه الفعلي أقل من تسارع الجاذبية.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** أمثلة على أجسام تسقط سقوطاً حراً ولا يمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء فيها هي: **الريشة، ورقة شجر، مظلة.**

سؤال 62: اذكر بعض الأمثلة لأجسام تسقط سقوطاً حراً ويمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء عليها. (3-3)

الإجابة: س62: كرة فولاذية، حجر، عملة معدنية.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** مقاومة الهواء هي قوة احتكاك تعيق حركة الأجسام في الهواء. يكون تأثيرها مهملاً على الأجسام ذات الكثافة العالية أو مساحة السطح الصغيرة بالنسبة لكتلتها.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** عندما يكون تأثير مقاومة الهواء ضئيلاً جداً مقارنة بوزن الجسم، يمكننا افتراض أن الجسم يسقط تحت تأثير الجاذبية فقط.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** أمثلة لأجسام تسقط سقوطاً حراً ويمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء عليها هي: **كرة فولاذية، حجر، عملة معدنية.**

سؤال 63: هل للسيارة التي تتباطأ تسارع سالب دائماً؟ فسر إجابتك.

الإجابة: س63: لا؛ يعتمد على الاتجاه الموجب. إذا كانت السرعة سالبة فالتسارع موجب عند التباطؤ.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لا، ليس بالضرورة أن يكون للسيارة التي تتباطأ تسارع سالب دائماً. يعتمد تحديد إشارة التسارع على الاتجاه الذي نختاره ليكون موجباً. التباطؤ يعني أن السرعة المتجهة والتسارع لهما إشارتان متعاكستان. - إذا كانت السيارة تتحرك في الاتجاه الموجب (سرعة موجبة) وتتباطأ، فإن تسارعها سيكون سالباً. - أما إذا كانت السيارة تتحرك في الاتجاه السالب (سرعة سالبة) وتتباطأ، فإن تسارعها سيكون موجباً. في هذه الحالة، التسارع الموجب يعمل على تقليل قيمة السرعة السالبة (جعلها أقرب للصفر)، مما يعني التباطؤ.

سؤال 64: تتدحرج كرة كريكيت بعد ضربها بالمضرب، ثم تتباطأ وتتوقف. هل لسرعة الكرة المتجهة وتسارعها الإشارة نفسها؟

الإجابة: س64: لا؛ عند التباطؤ يكون التسارع عكس اتجاه السرعة.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لا، ليس لسرعة الكرة المتجهة وتسارعها الإشارة نفسها عندما تتباطأ الكرة. عندما تتباطأ الكرة وتتوقف، فهذا يعني أن هناك قوة تعمل عليها في الاتجاه المعاكس لحركتها. هذه القوة تسبب تسارعاً في الاتجاه المعاكس لاتجاه السرعة المتجهة. على سبيل المثال، إذا كانت الكرة تتدحرج في الاتجاه الموجب (سرعة موجبة) وتتباطأ، فإن التسارع الذي يسبب تباطؤها سيكون في الاتجاه السالب. والعكس صحيح، إذا كانت تتدحرج في الاتجاه السالب (سرعة سالبة) وتتباطأ، فإن التسارع سيكون في الاتجاه الموجب.

سؤال 65: إذا كان تسارع جسم يساوي صفراً فهل هذا يعني أن سرعته المتجهة صفراً؟ أعط مثالاً.

الإجابة: س65: لا؛ يعني أن السرعة ثابتة (قد تكون غير صفرية).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لا، إذا كان تسارع جسم يساوي صفراً، فهذا لا يعني بالضرورة أن سرعته المتجهة صفراً. التسارع الصفري يعني أن السرعة المتجهة للجسم لا تتغير، أي أنها ثابتة. هذه السرعة الثابتة يمكن أن تكون صفراً (الجسم ساكن)، أو يمكن أن تكون قيمة غير صفرية (الجسم يتحرك بسرعة ثابتة). **مثال:** سيارة تسير على طريق مستقيم بسرعة 60 km/h دون تغيير في السرعة أو الاتجاه. في هذه الحالة، تسارع السيارة يساوي صفراً، لكن سرعتها المتجهة ليست صفراً.

سؤال 66: إذا كانت السرعة المتجهة لجسم عند لحظة ما تساوي صفراً فهل من الضروري أن يساوي تسارعه صفراً؟ أعط مثالاً.

الإجابة: س66: لا؛ قد تكون السرعة صفراً والتسارع غير صفري (مثل أعلى نقطة للمقذوف).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لا، إذا كانت السرعة المتجهة لجسم عند لحظة ما تساوي صفراً، فليس من الضروري أن يساوي تسارعه صفراً. السرعة المتجهة الصفرية عند لحظة معينة تعني أن الجسم توقف لحظياً عند تلك النقطة. ومع ذلك، قد يكون هناك تسارع يعمل على تغيير سرعة الجسم بعد تلك اللحظة. **مثال:** عند قذف كرة رأسياً للأعلى، تصل الكرة إلى أقصى ارتفاع لها وتتوقف لحظياً قبل أن تبدأ في السقوط. عند هذه النقطة (أقصى ارتفاع)، تكون السرعة المتجهة للكرة صفراً. ومع ذلك، فإن تسارع الجاذبية (g) لا يزال يعمل على الكرة، وقيمته لا تساوي صفراً (حوالي 9.8 m/s² للأسفل). هذا التسارع هو الذي يجعل الكرة تبدأ في السقوط بعد توقفها اللحظي.

ماذا تمثل المساحة تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن)؟

• أ) تمثل التسارع المتوسط.
• ب) تمثل الزمن الكلي.
• ج) تمثل السرعة اللحظية.
• د) تمثل الإزاحة (التغير في الموقع).

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: تمثل الإزاحة (التغير في الموقع).

الشرح: ١. الإزاحة = السرعة × الزمن (عند سرعة ثابتة). ٢. في الرسم البياني، المساحة = الطول (السرعة) × العرض (الزمن). ٣. لذلك، المساحة الكلية تحت المنحنى تمثل مجموع الإزاحات الصغيرة، أي الإزاحة الكلية (التغير في الموقع).

تلميح: المساحة في الرسم البياني للسرعة مقابل الزمن لها معنى فيزيائي.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما العلاقة بين السرعة المتجهة والتسارع؟

• أ) التسارع هو المسافة المقطوعة في وحدة الزمن.
• ب) التسارع هو معدل تغير السرعة المتجهة مع الزمن.
• ج) التسارع هو التغير في الموقع مقسوماً على الزمن.
• د) التسارع هو حاصل ضرب السرعة في الزمن.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: التسارع هو معدل تغير السرعة المتجهة مع الزمن.

الشرح: ١. التسارع هو كمية فيزيائية متجهة. ٢. يعبر عن مدى التغير في السرعة المتجهة للجسم خلال فترة زمنية. ٣. العلاقة الرياضية: التسارع = التغير في السرعة المتجهة ÷ التغير في الزمن (a = Δv/Δt).

تلميح: تذكر أن التسارع يعبر عن مدى سرعة تغير السرعة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ماذا يمثل ميل الماس لمنحنى (السرعة المتجهة-الزمن)؟

• أ) يمثل السرعة المتوسطة.
• ب) يمثل المسافة المقطوعة.
• ج) يمثل التسارع اللحظي.
• د) يمثل الزمن الكلي للحركة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يمثل التسارع اللحظي.

الشرح: ١. ميل المنحنى في أي رسم بياني يمثل معدل التغير. ٢. في منحنى (السرعة المتجهة-الزمن)، يمثل المحور الرأسي السرعة (v) والمحور الأفقي الزمن (t). ٣. ميل الماس (الميل عند نقطة محددة) = Δv/Δt، وهو تعريف التسارع اللحظي.

تلميح: الميل في الرسم البياني يمثل معدل التغير.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

إذا كان منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) لجسم ما خطاً مستقيماً يوازي محور الزمن، فماذا يمكن أن تستنتج عن تسارع الجسم؟

• أ) التسارع موجب وثابت.
• ب) التسارع سالب وثابت.
• ج) التسارع يساوي صفراً؛ لأن السرعة المتجهة ثابتة.
• د) التسارع يتزايد مع الزمن.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: التسارع يساوي صفراً؛ لأن السرعة المتجهة ثابتة.

الشرح: ١. الخط المستقيم الموازي لمحور الزمن يعني أن قيمة السرعة ثابتة ولا تتغير مع مرور الزمن. ٢. التسارع هو معدل تغير السرعة مع الزمن. ٣. إذا كانت السرعة ثابتة (Δv = 0)، فإن التسارع (a = Δv/Δt) يساوي صفراً.

تلميح: الخط المستقيم الموازي لمحور الزمن يعني أن السرعة لا تتغير.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: سهل

عند إسقاط كرتين متماثلتين في الحجم إحداهما من الألمنيوم والأخرى من الفولاذ، من الارتفاع نفسه، فإنهما تصلان سطح الأرض عند اللحظة نفسها. لماذا؟

• أ) لأن كتلة الفولاذ أكبر من كتلة الألمنيوم.
• ب) لأن تسارع الجاذبية g لا يعتمد على الكتلة (مع إهمال مقاومة الهواء).
• ج) لأن حجم الكرتين متساوٍ.
• د) لأن مقاومة الهواء تؤثر عليهما بنفس المقدار.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن تسارع الجاذبية g لا يعتمد على الكتلة (مع إهمال مقاومة الهواء).

الشرح: ١. في حالة السقوط الحر (مع إهمال مقاومة الهواء)، القوة الوحيدة المؤثرة هي وزن الجسم (W = mg). ٢. حسب قانون نيوتن الثاني: F = ma → mg = ma → a = g. ٣. نلاحظ أن التسارع (a) يساوي تسارع الجاذبية (g) وهو ثابت لجميع الأجسام ولا يعتمد على الكتلة (m).

تلميح: تذكر خاصية تسارع الجاذبية الأرضية.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل مثالاً صحيحاً لجسم تتناقص سرعته وله تسارع موجب؟

• أ) سيارة تتحرك شرقاً (اتجاه موجب) وتزيد سرعتها.
• ب) سيارة تتحرك غرباً (اتجاه سالب) وتكبح، فتكون سرعتها سالبة وتسارعها شرقاً (موجب).
• ج) جسم يسقط سقوطاً حراً للأسفل.
• د) سيارة تتحرك شرقاً وتكبح، فتكون سرعتها موجبة وتسارعها سالباً.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: سيارة تتحرك غرباً (اتجاه سالب) وتكبح، فتكون سرعتها سالبة وتسارعها شرقاً (موجب).

الشرح: ١. التباطؤ يحدث عندما يكون اتجاه التسارع معاكساً لاتجاه السرعة. ٢. إذا اخترنا الشرق موجباً، فالغرب سالب. ٣. سيارة تتحرك غرباً (سرعة سالبة) وتكبح، يكون تسارعها شرقاً (موجب). ٤. التسارع الموجب يقلل السرعة السالبة، فيتباطأ الجسم.

تلميح: التسارع الموجب يقلل من قيمة السرعة السالبة، مما يؤدي إلى التباطؤ.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل مثالاً صحيحاً لجسم تتزايد سرعته وله تسارع سالب؟

• أ) سيارة تتحرك شرقاً وتزيد سرعتها.
• ب) جسم يُقذف رأسياً للأعلى عند أقصى ارتفاع.
• ج) جسم يسقط سقوطاً حراً للأسفل، إذا كان الاتجاه الموجب للأعلى، فتكون سرعته سالبة وتسارعه (الجاذبية) سالباً.
• د) سيارة تتحرك غرباً وتكبح.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: جسم يسقط سقوطاً حراً للأسفل، إذا كان الاتجاه الموجب للأعلى، فتكون سرعته سالبة وتسارعه (الجاذبية) سالباً.

الشرح: ١. زيادة السرعة في اتجاه معين تحدث عندما يكون التسارع في نفس اتجاه السرعة. ٢. إذا اخترنا الاتجاه للأعلى موجباً، فالاتجاه للأسفل سالب. ٣. جسم يسقط للأسفل (سرعة سالبة) تحت تأثير الجاذبية (تسارع سالب). ٤. التسارع السالب يزيد السرعة السالبة، فتتزايد سرعته للأسفل.

تلميح: التسارع السالب يزيد من قيمة السرعة السالبة، مما يؤدي إلى زيادة السرعة في الاتجاه السالب.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

هل يمكن أن يكون لسيارة تتحرك على طريق عام سرعة متجهة موجبة وتسارع موجب في الوقت نفسه؟

• أ) لا، لأن التسارع الموجب يؤدي دائماً إلى تباطؤ الجسم.
• ب) نعم، إذا كانت السيارة تتحرك في الاتجاه الموجب وتزيد من سرعتها في نفس الاتجاه.
• ج) نعم، ولكن فقط إذا كانت السيارة تتحرك في منحنى.
• د) لا، لأن السرعة الموجبة والتسارع الموجب يتعارضان دائماً.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: نعم، إذا كانت السيارة تتحرك في الاتجاه الموجب وتزيد من سرعتها في نفس الاتجاه.

الشرح: ١. السرعة الموجبة تعني الحركة في الاتجاه الموجب المختار. ٢. التسارع الموجب يعني أن معدل تغير السرعة موجب. ٣. إذا كانت السيارة تتحرك في الاتجاه الموجب وتضغط على دواسة الوقود، فإن سرعتها تزداد في نفس الاتجاه. ٤. في هذه الحالة، تكون السرعة موجبة والتسارع موجباً.

تلميح: التسارع الموجب يعني زيادة السرعة في الاتجاه الموجب.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

هل يمكن أن تتغير إشارة السرعة المتجهة لسيارة في أثناء حركتها بتسارع ثابت؟

• أ) لا، لأن التسارع الثابت يحافظ على اتجاه السرعة ثابتاً.
• ب) نعم، ولكن فقط إذا كان التسارع صفراً.
• ج) نعم، مثل قذف جسم للأعلى، حيث تكون سرعته موجبة في البداية ثم تصبح سالبة أثناء السقوط، بينما التسارع (الجاذبية) ثابت وسالب.
• د) نعم، ولكن فقط إذا تغير اتجاه التسارع أيضاً.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: نعم، مثل قذف جسم للأعلى، حيث تكون سرعته موجبة في البداية ثم تصبح سالبة أثناء السقوط، بينما التسارع (الجاذبية) ثابت وسالب.

الشرح: ١. تغير إشارة السرعة يعني أن الجسم يغير اتجاه حركته. ٢. يحدث هذا عندما يكون التسارع ثابتاً وفي اتجاه معاكس للسرعة الابتدائية. ٣. مثال: قذف جسم لأعلى. السرعة الابتداعية موجبة (لأعلى). ٤. تسارع الجاذبية ثابت وسالب (لأسفل). ٥. تتباطأ السرعة حتى تصبح صفراً، ثم تصبح سالبة (لأسفل)، بينما التسارع ثابت.

تلميح: فكر في حركة مقذوف رأسياً لأعلى تحت تأثير الجاذبية الثابتة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

هل يمكن أن تتغير السرعة المتجهة لجسم عندما يكون تسارعه ثابتاً؟

• أ) لا، التسارع الثابت يعني أن السرعة ثابتة.
• ب) نعم، ولكن فقط إذا كان التسارع موجباً.
• ج) نعم، مثل السقوط الحر، حيث تسارع الجاذبية ثابت، لكن سرعة الجسم تزداد خطياً مع الزمن.
• د) لا، لأن تغير السرعة يتطلب تسارعاً متغيراً.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: نعم، مثل السقوط الحر، حيث تسارع الجاذبية ثابت، لكن سرعة الجسم تزداد خطياً مع الزمن.

الشرح: ١. التسارع هو معدل تغير السرعة مع الزمن. ٢. التسارع الثابت يعني أن التغير في السرعة لكل وحدة زمن ثابت. ٣. هذا لا يعني أن السرعة نفسها ثابتة، بل تتغير بمعدل منتظم. ٤. مثال: جسم يسقط سقوطاً حراً. تسارع الجاذبية (g) ثابت. ٥. سرعة الجسم تبدأ من الصفر ثم تزداد باستمرار مع الزمن.

تلميح: التسارع الثابت يعني أن السرعة تتغير بمعدل ثابت، وليس أنها ثابتة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي مما يلي يمثل مثالاً صحيحاً لجسم تسارعه يساوي صفراً لكن سرعته المتجهة ليست صفراً؟

• أ) كرة عند أقصى ارتفاع لها بعد قذفها رأسياً للأعلى.
• ب) سيارة متوقفة عند إشارة مرور حمراء.
• ج) سيارة تسير على طريق مستقيم بسرعة 60 km/h ثابتة.
• د) جسم يسقط سقوطاً حراً من السكون.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: سيارة تسير على طريق مستقيم بسرعة 60 km/h ثابتة.

الشرح: ١. التسارع يساوي صفراً يعني أن السرعة المتجهة ثابتة (لا تتغير). ٢. السرعة الثابتة يمكن أن تكون أي قيمة، بما في ذلك القيم غير الصفرية. ٣. مثال: سيارة تسير بسرعة ثابتة على طريق مستقيم دون تسارع أو تباطؤ.

تلميح: التسارع الصفري يعني أن السرعة لا تتغير، وليس بالضرورة أن تكون صفراً.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

عندما تتدحرج كرة كريكيت وتتباطأ حتى تتوقف، ما العلاقة بين إشارة سرعتها المتجهة وإشارة تسارعها؟

• أ) إشارة التسارع تكون نفس إشارة السرعة المتجهة.
• ب) إشارة التسارع تكون عكس إشارة السرعة المتجهة.
• ج) إشارة التسارع تكون دائماً موجبة.
• د) إشارة التسارع تكون دائماً سالبة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: إشارة التسارع تكون عكس إشارة السرعة المتجهة.

الشرح: ١. التباطؤ يعني أن السرعة المتجهة تتغير باتجاه الصفر. ٢. القوة (وبالتالي التسارع) التي تسبب التباطؤ تكون في الاتجاه المعاكس لاتجاه الحركة. ٣. لذلك، إذا كانت السرعة موجبة، يكون التسارع سالباً، والعكس صحيح.

تلميح: التسارع الذي يسبب التباطؤ يعمل دائماً في الاتجاه المعاكس لاتجاه الحركة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

إذا كانت السرعة المتجهة لجسم تساوي صفراً عند لحظة معينة، فهل من الضروري أن يكون تسارعه صفراً أيضاً؟

• أ) نعم، إذا كانت السرعة صفراً فإن التسارع يجب أن يكون صفراً.
• ب) لا، ليس ضرورياً. يمكن أن يكون التسارع غير صفري.
• ج) نعم، لأن التسارع يعتمد على السرعة فقط.
• د) لا، لكن التسارع يجب أن يكون سالباً دائماً.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لا، ليس ضرورياً. يمكن أن يكون التسارع غير صفري.

الشرح: ١. السرعة المتجهة الصفرية تعني أن الجسم توقف لحظياً. ٢. التسارع هو معدل تغير السرعة، ويمكن أن يكون غير صفري حتى لو كانت السرعة صفراً. ٣. مثال: كرة عند أقصى ارتفاع لها (سرعة صفر) لكن تسارع الجاذبية لا يزال يعمل عليها.

تلميح: فكر في لحظة توقف الجسم لحظياً قبل أن يغير اتجاه حركته.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل إكمالاً صحيحاً لخريطة المفاهيم الخاصة بوصف الحركة؟

• أ) التسارع: الرمز v، الوحدة m/s. السرعة المتجهة: الرمز a، الوحدة m/s². الموقع: الرمز t، الوحدة s.
• ب) التسارع: الرمز a، الوحدة m/s². السرعة المتجهة: الرمز v، الوحدة m/s. الموقع: الرمز x، الوحدة m.
• ج) التسارع: الرمز x، الوحدة m. السرعة المتجهة: الرمز a، الوحدة m/s². الموقع: الرمز v، الوحدة m/s.
• د) التسارع: الرمز t، الوحدة s. السرعة المتجهة: الرمز x، الوحدة m. الموقع: الرمز a، الوحدة m/s².

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: التسارع: الرمز a، الوحدة m/s². السرعة المتجهة: الرمز v، الوحدة m/s. الموقع: الرمز x، الوحدة m.

الشرح: ١. خريطة المفاهيم تربط الكميات الفيزيائية الأساسية في الحركة برموزها ووحداتها. ٢. التسارع: معدل تغير السرعة، رمزه a، ووحدته m/s². ٣. السرعة المتجهة: معدل تغير الموقع، رمزه v، ووحدته m/s. ٤. الموقع: موضع الجسم، رمزه x، ووحدته m.

تلميح: تذكر الرموز والوحدات الدولية الأساسية في وصف الحركة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي مما يلي يمثل وصفاً صحيحاً للتغير في السرعة المتجهة مع الزمن بناءً على منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) الذي يبدأ من الصفر ويرتفع بسرعة ثم يقل انحداره؟

• أ) السرعة تتناقص مع الزمن؛ تتناقص بسرعة في البداية ثم يقل معدل النقصان تدريجياً.
• ب) السرعة ثابتة مع الزمن؛ لا تتغير.
• ج) السرعة تزداد مع الزمن؛ تزداد بسرعة في البداية ثم يقل معدل الزيادة تدريجياً.
• د) السرعة تزداد مع الزمن بمعدل ثابت (خط مستقيم).

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: السرعة تزداد مع الزمن؛ تزداد بسرعة في البداية ثم يقل معدل الزيادة تدريجياً.

الشرح: ١. منحنى (السرعة-الزمن) يبدأ من الصفر ويرتفع بسرعة، مما يعني أن السرعة تزداد بمعدل كبير في البداية. ٢. مع مرور الزمن، يصبح المنحنى أقل انحداراً، مما يعني أن معدل الزيادة في السرعة (أي التسارع) يتناقص. ٣. النتيجة: السرعة تزداد مع الزمن، لكن بمعدل متزايد في البداية ثم بمعدل متناقص لاحقاً.

تلميح: فكر في معنى ميل المنحنى (السرعة-الزمن) وكيف يتغير.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

أي مجموعة من المعادلات التالية تمثل معادلات الحركة لجسم يتحرك بتسارع ثابت؟

• أ) F = ma, W = Fd, P = W/t
• ب) v = d/t, a = Δv/Δt, x = vt
• ج) v_f = v_i + at, x_f = x_i + v_i t + ½ at², v_f² = v_i² + 2aΔx
• د) KE = ½ mv², PE = mgh, W = ΔKE

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: v_f = v_i + at, x_f = x_i + v_i t + ½ at², v_f² = v_i² + 2aΔx

الشرح: ١. معادلات الحركة بتسارع ثابت (المعادلات الحركية) هي: ٢. معادلة السرعة النهائية: v_f = v_i + a t ٣. معادلة الموقع النهائي: x_f = x_i + v_i t + ½ a t² ٤. معادلة تربط السرعة بالإزاحة: v_f² = v_i² + 2 a Δx

تلميح: تذكر المعادلات التي تربط السرعة الابتدائية والنهائية، والتسارع، والزمن، والإزاحة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل مثالاً صحيحاً لأجسام تسقط سقوطاً حراً ولا يمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء فيها؟

• أ) كرة فولاذية، حجر، عملة معدنية.
• ب) الريشة، ورقة شجر، مظلة.
• ج) مطرقة، رصاصة، كتاب.
• د) بالون مملوء بالهيليوم، ريشة، قطعة قماش.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: الريشة، ورقة شجر، مظلة.

الشرح: ١. مقاومة الهواء تؤثر بشكل ملحوظ على الأجسام ذات الكثافة المنخفضة أو مساحة السطح الكبيرة. ٢. هذه الأجسام لا تسقط بتسارع الجاذبية الكامل (9.8 m/s²) بسبب مقاومة الهواء. ٣. أمثلة: الريشة (مساحة سطح كبيرة، كتلة صغيرة)، ورقة شجر (شكل مسطح)، مظلة (مصممة لزيادة مقاومة الهواء).

تلميح: فكر في الأجسام التي تكون قوة مقاومة الهواء المؤثرة عليها كبيرة مقارنة بوزنها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

هل للسيارة التي تتباطأ تسارع سالب دائماً؟

• أ) نعم؛ التباطؤ يعني دائماً أن التسارع سالب.
• ب) لا؛ يعتمد على الاتجاه الموجب المختار. إذا كانت السرعة سالبة (اتجاه سالب) والتسارع موجب، فإن السيارة تتباطأ.
• ج) نعم؛ لأن التسارع السالب هو ما يسبب نقصان السرعة.
• د) لا؛ التسارع يكون صفراً عندما تتباطأ السيارة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لا؛ يعتمد على الاتجاه الموجب المختار. إذا كانت السرعة سالبة (اتجاه سالب) والتسارع موجب، فإن السيارة تتباطأ.

الشرح: ١. التباطؤ يعني أن السرعة والتسارع في اتجاهين متعاكسين. ٢. إذا اخترنا الاتجاه الموجب، وكانت السيارة تتحرك في الاتجاه السالب (سرعة سالبة) وتتباطأ، فإن التسارع سيكون في الاتجاه الموجب (تسارع موجب) ليقاوم الحركة. ٣. مثال: سيارة تتراجع للخلف (سرعة سالبة) وتضغط على الفرامل، فتتباطأ بتسارع موجب (للأمام).

تلميح: التباطؤ يعني أن اتجاه التسارع معاكس لاتجاه السرعة، وليس بالضرورة أن يكون التسارع سالباً.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

أي مما يلي يمثل مثالاً صحيحاً لأجسام تسقط سقوطاً حراً ويمكن إهمال تأثير مقاومة الهواء عليها؟

• أ) ريشة، ورقة شجر، مظلة.
• ب) كرة فولاذية، حجر، عملة معدنية.
• ج) بالون مملوء بالهيليوم، ريشة طائر، زغب.
• د) طائرة ورقية، كيس بلاستيكي، رغوة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: كرة فولاذية، حجر، عملة معدنية.

الشرح: ١. السقوط الحر الحقيقي (مع إهمال مقاومة الهواء) يحدث عندما تكون قوة الجاذبية هي القوة الوحيدة المؤثرة. ٢. مقاومة الهواء تكون مهملة على الأجسام الكثيفة والثقيلة ذات الشكل المدمج. ٣. أمثلة: الأجسام المعدنية الصلبة أو الحجارة.

تلميح: تأثير مقاومة الهواء يكون مهملاً على الأجسام ذات الكثافة العالية ومساحة السطح الصغيرة نسبياً.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي من المعادلات التالية تمثل معادلة الموقع النهائي لجسم يتحرك بتسارع ثابت؟

• أ) v_f = v_i + a t
• ب) x_f = x_i + v_i t + ½ a t²
• ج) v_f² = v_i² + 2 a (x_f - x_i)
• د) x_f = v_i t + a t²

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: x_f = x_i + v_i t + ½ a t²

الشرح: ١. معادلات الحركة بتسارع ثابت تربط بين الموقع والسرعة والزمن والتسارع. ٢. معادلة الموقع النهائي تأخذ في الاعتبار الموقع الابتدائي والسرعة الابتدائية والزمن والتسارع. ٣. الصيغة الصحيحة هي: الموقع النهائي = الموقع الابتدائي + (السرعة الابتدائية × الزمن) + (نصف × التسارع × مربع الزمن).

تلميح: هذه المعادلة تربط الموقع النهائي بالموقع الابتدائي والسرعة الابتدائية والزمن والتسارع.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط