صفحة 67 - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال سؤال التجربة: ما الاتجاه الذي تتحرك فيه كل من الكرتين البلاستيكيتين الجوفاء والمصمتة بعد تصادمهما مباشرة ؟

الإجابة: تتحرك الكرة المصمتة في الاتجاه نفسه، بينما ترتد الكرة الجوفاء في الاتجاه المعاكس.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** عند حدوث تصادم بين جسمين، فإن اتجاه حركتهما بعد التصادم يعتمد على الزخم (كمية الحركة) لكل منهما، وهو نتاج ضرب الكتلة في السرعة.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بما أن الكرة المصمتة تمتلك كتلة أكبر وزخماً أعلى، فإنها تمتلك قصوراً ذاتياً يجعلها تقاوم التغير المفاجئ في اتجاه حركتها، بينما تتأثر الكرة الجوفاء (الأخف) بشكل أكبر بقوة التصادم.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، نلاحظ أن الكرة المصمتة تستمر في التحرك في الاتجاه نفسه، في حين تؤدي قوة الفعل ورد الفعل إلى ارتداد الكرة الجوفاء في الاتجاه المعاكس.

سؤال التحليل: ما العوامل التي تؤثر في سرعة الكرتين بعد تصادمهما ؟ وما العوامل التي تحدّد اتجاه حركة كل منهما بعد تصادمهما ؟

الإجابة: تؤثر كتلة الكرتين وسرعتهما قبل التصادم في سرعتهما بعد التصادم. وتحدد اتجاه حركة كل منهما بعد التصادم اتجاه حركة كل منهما قبل التصادم، وكتلة كل منهما.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لفهم ما يحدد حالة الأجسام بعد التصادم، يجب أن ننظر إلى العوامل الفيزيائية الأساسية التي تصف الحركة، وهي الكتلة ($m$) والسرعة ($v$).
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** قانون حفظ الزخم يخبرنا أن مجموع الزخم قبل التصادم يساوي مجموع الزخم بعد التصادم. هذا يعني أن السرعة النهائية تعتمد بشكل مباشر على الكتل والسرعات الابتدائية.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، العوامل التي تؤثر في السرعة هي الكتلة والسرعة قبل التصادم، بينما يتحدد اتجاه الحركة بناءً على اتجاه الحركة الأصلي ونسبة الكتل بين الجسمين.

سؤال التفكير الناقد: ما العامل أو العوامل التي تسبب ارتداد الكرة المصمتة إلى الخلف بعد اصطدامها بالكرة البلاستيكية الجوفاء ؟

الإجابة: بسبب الارتداد ج. لأن الكرة الجوفاء أقل كتلة من الكرة المصمتة، فإن الكرة المصمتة ترتد للخلف.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الفكرة هنا تكمن في دراسة العلاقة بين كتل الأجسام المتصادمة وكيفية توزيع القوى بينهما لحظة الارتطام.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** عندما تصطدم كرة ذات كتلة كبيرة بكرة أخرى ذات كتلة صغيرة جداً (جوفاء)، فإن المقاومة التي تبديها الكرة الصغيرة تؤدي إلى رد فعل في الكرة الكبيرة.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** وبما أن الكرة الجوفاء أقل كتلة بكثير من الكرة المصمتة، فإن هذا التفاوت في الكتلة هو العامل الأساسي الذي يسبب ارتداد الكرة المصمتة للخلف.

ما العاملان الرئيسيان اللذان يؤثران في سرعة جسمين بعد تصادمهما؟

• أ) شكل الجسمين ونوع المادة المصنوع منها.
• ب) كتلة كل جسم وسرعته قبل التصادم.
• ج) لون الجسمين ودرجة حرارتهما.
• د) حجم الجسمين والمسافة بينهما قبل التصادم.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: كتلة كل جسم وسرعته قبل التصادم.

الشرح: 1. وفقاً لقانون حفظ الزخم، فإن الزخم الكلي قبل التصادم يساوي الزخم الكلي بعده. 2. الزخم (كمية الحركة) هو حاصل ضرب الكتلة في السرعة (p = mv). 3. لذلك، فإن السرعة النهائية لكل جسم تعتمد بشكل مباشر على كتلتهما وسرعتيهما الابتدائيتين.

تلميح: فكر في الكميات الفيزيائية التي تصف حركة الجسم قبل أن يلتقي بجسم آخر.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما العاملان اللذان يحددان اتجاه حركة جسمين بعد تصادمهما؟

• أ) درجة حرارة الجسمين ولونهما.
• ب) شكل الجسمين وسطح التلامس بينهما.
• ج) اتجاه حركة كل منهما قبل التصادم، وكتلة كل منهما.
• د) سرعة الجسمين فقط، بغض النظر عن الكتلة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: اتجاه حركة كل منهما قبل التصادم، وكتلة كل منهما.

الشرح: 1. اتجاه الحركة قبل التصادم يحدد الاتجاه الابتدائي للزخم. 2. كتلة كل جسم تحدد مدى مقاومته للتغير في حركته (القصور الذاتي). 3. الجسم ذو الكتلة الأكبر يميل إلى الاحتفاظ باتجاه حركته الأصلية أو التأثير بشكل أكبر على اتجاه الجسم الآخر.

تلميح: فكر في كيفية تأثير الكتلة الكبيرة على مقاومة التغير في الحركة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما العامل الأساسي الذي يسبب ارتداد كرة مصمتة (ثقيلة) للخلف بعد اصطدامها بكرة جوفاء (خفيفة)؟

• أ) لون الكرة الجوفاء.
• ب) الفرق الكبير في الكتلة بين الجسمين.
• ج) سرعة الكرة المصمتة فقط.
• د) نوع المادة البلاستيكية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: الفرق الكبير في الكتلة بين الجسمين.

الشرح: 1. عند التصادم، تؤثر القوى المتساوية في المقدار والمتعاكسة في الاتجاه بين الجسمين (الفعل ورد الفعل). 2. الجسم الأقل كتلة (الجوفاء) يتسارع بشكل أكبر تحت تأثير القوة نفسها. 3. رد الفعل الناتج عن تسارع الجسم الخفيف يؤثر على الجسم الثقيل، مما قد يسبب ارتداده للخلف، خاصة إذا كانت الكرة الخفيفة ساكنة أو تتحرك بسرعة معاكسة.

تلميح: تذكر قانون نيوتن الثالث (الفعل ورد الفعل) وكيفية تفاعل القوى بين جسمين مختلفي الكتلة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ما مفهوم الزخم (كمية الحركة) في الفيزياء؟

• أ) هو حاصل ضرب القوة المؤثرة في الجسم في الزمن.
• ب) هو حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته المتجهة.
• ج) هو حاصل قسمة القوة المؤثرة على الجسم على تسارعه.
• د) هو حاصل ضرب القوة في الإزاحة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: هو حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته المتجهة.

الشرح: 1. الزخم (يرمز له بالرمز p) هو كمية متجهة. 2. يعتمد على عاملين: كتلة الجسم (كمية المادة) وسرعته المتجهة (الاتجاه والمقدار). 3. صيغته الرياضية هي: الزخم (p) = الكتلة (m) × السرعة المتجهة (v).

تلميح: هو كمية فيزيائية تعبر عن صعوبة إيقاف جسم متحرك.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل