صفحة 84 - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 نشاط معمل: الاصطدامات الملتحمة

المفاهيم الأساسية

الاصطدام الملتحم: تصادم يلتحم فيه الجسمان معًا بعد التصادم.

قانون حفظ الزخم: الزخم الكلي للنظام المعزول يبقى ثابتًا.

خريطة المفاهيم

```markmap

الزخم وحفظه

2-3 حفظ الزخم

تطبيق: مثال 2 (تصادم سيارتين)

#### قبل التصادم

##### - سيارة C: m = 1875 kg, v = +23 m/s

##### - سيارة D: m = 1025 kg, v = +17 m/s

#### بعد التصادم (الالتصاق)

##### - السرعة النهائية (v) = ؟

#### الحل

##### - الزخم محفوظ (أرضية ملساء ⇒ قوة خارجية كلية ≈ صفر)

##### - P_{Ci} + P_{Di} = P_{Cf} + P_{Df}

##### - m_C v_{Ci} + m_D v_{Di} = (m_C + m_D) v_f

##### - v_f = \frac{m_C v_{Ci} + m_D v_{Di}}{m_C + m_D}

##### - v_f = \frac{(1875)(+23) + (1025)(+17)}{1875 + 1025} = +21 \ m/s

تقويم الجواب

#### - الوحدات: السرعة بـ m/s (صحيحة).

#### - الاتجاه: السرعات موجبة، والنتيجة موجبة (منطقي).

#### - المنطق: السرعة النهائية (21 m/s) بين السرعتين الابتدائيتين (17 و 23 m/s) وأقرب لسرعة السيارة الأكبر كتلة (منطقي).

مسائل تدريبية (التصادم غير المرن)

#### - (12) سيارتا شحن متماثلتان، إحداهما ساكنة.

#### - (13) حارس مرمى يمسك قرص هوكي.

#### - (14) رصاصة تستقر في قطعة خشب.

#### - (15) رصاصة تخترق كيس طحين (تصادم غير مرن جزئي).

#### - (16) رصاصة ترتد عن كرة فولاذية.

#### - (17) كرتان تتدحرجان في اتجاهين متعاكسين.

الارتداد (Recoil)

النظام المعزول

#### - القوى المؤثرة كلها داخلية.

#### - الزخم الكلي محفوظ.

مثال: متزلجان

#### - قبل الدفع: الزخم الكلي = 0 (انطلقا من السكون).

#### - بعد الدفع: الزخم الكلي = 0.

#### - P_{Cf} + P_{Df} = 0

#### - m_C V_{Cf} = - m_D V_{Df}

#### - V_{Cf} = (-\frac{m_D}{m_C}) V_{Df}

#### - السرعتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه فقط إذا كانت الكتلتان متساويتين.

#### - السرعة تعتمد على نسبة الكتلة: الجسم الأخف يتحرك بسرعة أكبر.

تجربة: ارتفاع الارتداد

#### - خطوات التجربة لمقارنة ارتداد كرة كبيرة وصغيرة.

#### - أسئلة التحليل: وصف ومقارنة وتفسير الارتداد.

الدفع في الفضاء

الصواريخ الكيميائية التقليدية

#### - مبدأ العمل: احتراق الوقود والمادة المؤكسدة داخل المحرك.

#### - إنتاج غازات حارة تندفع بسرعة عالية من فوهة العادم.

#### - النظام: مغلق ومعزول (القوى داخلية).

#### - أساس التسارع: قانون حفظ الزخم وقانون نيوتن الثالث.

المحركات الأيونية (مثل مسبار Deep Space 1)

#### - مبدأ العمل: تأين ذرات الزينون وتسريعها.

#### - سرعة الذرات: 30 km/s.

#### - قوة الدفع: صغيرة جدًا (0.092 N).

#### - سرعة التغير في الزخم: يعمل المحرك لفترات طويلة جدًا (أيام، أسابيع، أشهر).

#### - النتيجة: يولد دفعًا كافيًا لتسريع مركبة فضائية (كتلتها 490 kg) للوصول للسرعة المطلوبة.

تطبيق: مثال 3 (رائد فضاء)

#### تحليل المسألة

##### - النظام: رائد الفضاء والمسدس والغاز (C + D).

##### - قبل الإطلاق: النظام ساكن، الزخم الكلي = 0.

##### - بعد الإطلاق: الغاز يندفع في اتجاه، ويرتد رائد الفضاء في الاتجاه المعاكس.

#### المعلوم والمجهول

##### - المجهول: V_{Cf} = ?

##### - المعلوم:

###### - m_C = 84 \ kg

###### - m_D = 0.035 \ kg

###### - V_{Di} = 0.0 \ m/s

###### - V_{Df} = -875 \ m/s

#### الحل

##### - الزخم محفوظ: P_i = P_f

##### - 0 = m_C V_{Cf} + m_D V_{Df}

##### - m_C V_{Cf} = - m_D V_{Df}

##### - V_{Cf} = -\frac{m_D}{m_C} V_{Df}

##### - V_{Cf} = -\frac{(0.035 \ kg)}{(84 \ kg)} (-875 \ m/s) = +0.36 \ m/s

#### تقويم الجواب

##### - الوحدات: السرعة بـ m/s (صحيحة).

##### - الاتجاه: سرعة الرائد موجبة (معاكسة لاتجاه الغاز السالب) (منطقي).

##### - المنطق: كتلة الرائد أكبر بكثير من كتلة الغاز، لذا سرعته أقل بكثير من سرعة الغاز (منطقي).

مسائل تدريبية (ص 80)

(18) صاروخ

#### - النظام: الصاروخ + الوقود المحترق.

#### - الزخم محفوظ (إهمال الجاذبية ومقاومة الهواء).

(19) عربتان ونابض

#### - النظام: العربتان.

#### - الزخم الكلي قبل وبعد احتراق الخيط = 0.

(20) زورق وفتاتان

#### - النظام: الزورق + صفاء + ديمة.

#### - الزخم الكلي قبل وبعد مغادرة صفاء = 0.

التصادم في بعدين

المبدأ الأساسي

#### - قانون حفظ الزخم يطبق على جميع الأنظمة المغلقة والمعزولة، بغض النظر عن اتجاهات الحركة.

مثال: كرتا بلياردو (C و D)

#### - قبل التصادم:

##### - الكرة C: زخم P_{Ci}.

##### - الكرة D: ساكنة، زخمها = 0.

##### - زخم النظام الكلي: P_{Ci}.

#### - بعد التصادم:

##### - الكرة C: زخم P_{Cf}.

##### - الكرة D: زخم P_{Df}.

##### - قانون حفظ الزخم: P_{Ci} = P_{Cf} + P_{Df} (مجموع متجه).

تحليل المركبات

#### - إذا كان المحور الأفقي (x) في اتجاه الزخم الابتدائي:

##### - المركبة الرأسية (y) للزخم الابتدائي = 0.

##### - مجموع المركبات الرأسية النهائية للزخم يجب أن يساوي صفرًا: P_{Cf,y} + P_{Df,y} = 0

##### - المركبتان الرأسيتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه.

##### - مجموع المركبات الأفقية: P_{Ci} = P_{Cf,x} + P_{Df,x}

تطبيق: مثال 4 (تصادم سيارتين في اتجاهين متعامدين)

#### تحليل المسألة

##### - النظام: السيارة C + السيارة D.

##### - قبل التصادم:

###### - السيارة C: تتحرك شمالاً.

###### - السيارة D: تتحرك شرقاً.

##### - بعد التصادم: السيارتان متصلتان وتتحركان معاً.

##### - المحاور: المحور x (الشرق)، المحور y (الشمال).

#### المعلوم

##### - m_C = 1325 \ kg

##### - m_D = 2165 \ kg

##### - v_{Ci,y} = 27.0 \ m/s (شمالاً)

##### - v_{Di,x} = 11.0 \ m/s (شرقاً)

#### المجهول

##### - v_{f,x} = ?

##### - v_{f,y} = ?

##### - θ = ? (اتجاه السرعة النهائية)

#### الحل

##### - الزخم الابتدائي للسيارة C (في المحور y فقط):

###### - p_{Ci} = m_C v_{Ci,y} = (1325)(27.0) = 3.58 × 10^4 \ kg.m/s

##### - الزخم الابتدائي للسيارة D (في المحور x فقط):

###### - p_{Di} = m_D v_{Di,x} = (2165)(11.0) = 2.38 × 10^4 \ kg.m/s

##### - الزخم محفوظ في كل محور:

###### - p_{f,x} = p_{i,x} = p_{Di} = 2.38 × 10^4 \ kg.m/s

###### - p_{f,y} = p_{i,y} = p_{Ci} = 3.58 × 10^4 \ kg.m/s

##### - مقدار الزخم النهائي:

###### - p_f = \sqrt{(p_{f,x})^2 + (p_{f,y})^2} = \sqrt{(2.38×10^4)^2 + (3.58×10^4)^2} = 4.30 × 10^4 \ kg.m/s

##### - نحل لإيجاد θ (اتجاه السرعة النهائية):

###### - θ = tan⁻¹(p_{t,y} / p_{t,x})

###### - θ = tan⁻¹((3.58 × 10⁴) / (2.38 × 10⁴)) = 56.4 °

##### - السرعة النهائية:

###### - v_{f} = p_{t} / (m_{c} + m_{D})

###### - v_{f} = (4.30 × 10⁴) / (1325 + 2165) = 12.3 \ m/s

#### تقويم الجواب

##### - هل الوحدات الصحيحة؟ السرعة بـ m/s (صحيحة).

##### - هل للإشارات معنى؟ الإجابتان موجبتان والزوايا مناسبة.

##### - هل الجواب منطقي؟ بما أن السيارتين التحمتا معًا فإنه يجب أن تكون v_{f} أصغر من v_{i}.

مسائل تدريبية (ص 82)

#### - (21) سيارة شمالًا وأخرى غربًا تتصادمان وتلتحمان.

#### - (22) سيارة شرقًا وأخرى جنوبًا تتصادمان وتلتحمان.

#### - (23) كرتا بلياردو متطابقتان، إحداهما ساكنة.

#### - (24) تحديد ما إذا كانت سيارة متجاوزة لحد السرعة قبل التصادم.

مسألة تحفيز (ص 83)

السيناريو

#### - سيارة (1265 kg) تتحرك شمالًا.

#### - سيارة أخرى (925 kg) تتحرك غربًا.

#### - تصادم غير مرن (الالتصاق).

#### - بعد التصادم: انزلاق مسافة 23.1 m بزاوية 42° شمال الغرب.

#### - معطيات إضافية:

##### - السرعة القصوى المسموح بها: 22 m/s.

##### - معامل الاحتكاك الحركي (μ): 0.65.

##### - التسارع أثناء الانزلاق ثابت.

##### - الزخم محفوظ خلال التصادم.

الأسئلة

#### - (1) كم كانت سرعة سيارة صديقك (الشمالية) قبل التصادم؟

#### - (2) كم كانت سرعة السيارة الأخرى (الغربية) قبل التصادم؟ وهل يمكن دعم ادعاء صديقك؟

3-2 مراجعة (أسئلة)

(25) عربة على مستوى مائل

#### - عربة وزنها 24.5 N تتحرك من السكون على مستوى مائل طوله 1.0 m بزاوية 30.0°.

#### - تصطدم بعربة أخرى وزنها 36.8 N عند أسفل المستوى.

#### - الأسئلة:

##### - (a) احسب سرعة العربة الأولى عند أسفل المستوى المائل.

##### - (b) إذا التحمت العربتان معًا، فما سرعة انطلاقهما بعد التصادم؟

(26) حفظ الزخم في كرة التنس

#### - يستمر مضرب لاعب كرة التنس في التقدم بعد ضرب الكرة.

#### - هل يكون الزخم محفوظًا في التصادم؟ فسر ذلك، مع التنبه إلى أهمية تعريف النظام.

(27) الزخم في القفز بالزانة

#### - يركض اللاعب بزخم أفقي.

#### - من أين يأتي الزخم الرأسي عندما يقفز فوق العارضة؟

(28) الزخم الابتدائي في كرة القدم

#### - لاعبان يركضان من اتجاهين مختلفين ويصطدمان وجهاً لوجه.

#### - صف زخميهما الابتدائيين.

(29) التفكير الناقد (التقاط الكرة)

#### - إذا التقطت كرة وأنت واقف على لوح تزلج، فإنك ستنزلق للخلف.

#### - إذا كنت واقفًا على الأرض، يمكنك تجنب الحركة.

#### - اشرح كلتا الحالتين باستخدام قانون حفظ الزخم، موضحًا أي نظام استخدمت في كل حالة.

نشاط معمل: الاصطدامات الملتحمة

سؤال التجربة

#### - كيف يتأثر زخم نظام ما بالاصطدام الملتحم؟

الأهداف

#### - تصف كيفية انتقال الزخم في أثناء التصادم.

#### - تحسب الزخم لكل من الأجسام المتصادمة.

#### - تفسر البيانات الناتجة عن التصادم.

#### - تستخلص نتائج تدعم قانون حفظ الزخم.

المواد والأدوات

#### - استخدام الإنترنت.

خطوات التجربة

#### - مشاهدة مقاطع فيديو لتصادمات مختلفة (عربة بعربة، عربتين بعربة، إلخ).

#### - تسجيل كتل العربات والمسافات المقطوعة قبل وبعد التصادم.

#### - تكرار الخطوات لسيناريوهات تصادم مختلفة.

التحليل

#### - حساب السرعات الابتدائية والنهائية.

#### - حساب الزخم الابتدائي والنهائي.

#### - رسم العلاقة بين الزخم النهائي والزخم الابتدائي.

```

نقاط مهمة

النشاط يهدف إلى التحقق من قانون حفظ الزخم في الاصطدامات الملتحمة.
يتم قياس الكتلة والسرعة قبل وبعد التصادم لحساب الزخم.
التجربة افتراضية، تعتمد على مشاهدة مقاطع فيديو وتحليل البيانات منها.
يجب رسم علاقة بيانية بين الزخم الابتدائي والزخم النهائي للتحقق من ثباتهما.

📄 النص الكامل للصفحة

تصطدم في هذا النشاط عربة متحركة بعربة ثابتة، فتلتحمان معًا في أثناء التصادم. وعليك أن تقيس كلا من
السرعة المتجهة وكتلة العربتين قبل التصادم وبعده، ثم تحسب الزخم قبل التصادم وبعده.

--- SECTION: سؤال التجربة ---
كيف يتأثر زخم نظام ما بالاصطدام الملتحم؟

--- SECTION: الأهداف ---
تصف كيفية انتقال الزخم في أثناء التصادم.
تحسب الزخم لكل من الأجسام المتصادمة.
تفسر البيانات الناتجة عن التصادم.
تستخلص نتائج تدعم قانون حفظ الزخم.

--- SECTION: احتياطات السلامة ---


--- SECTION: المواد والأدوات ---
استخدام الإنترنت.

--- SECTION: الخطوات ---
اعرض مقطع الفيديو 1 للفصل 3 الموجود في:
لتحديد كتل العربات physicspp.com/internet_lab

--- SECTION: الخطوات ---
سجل كتلة كل عربة.

--- SECTION: الخطوات ---
شاهد مقطع الفيديو :2 العربة 1 تصدم العربة 2.

--- SECTION: الخطوات ---
تمثل كل ثلاثة أطر في مقطع الفيديو 0.18 ، ويمثل ضلع
المربع الرئيس على الرسم البياني مسافة 10 . سجل
المسافة التي قطعتها العربة 1 في 0.1 قبل التصادم، في
جدول البيانات.

--- SECTION: الخطوات ---
تابع مشاهدة التصادم، وسجل المسافة التي تحركتها
العربتان الملتحمتان خلال 0.18 بعد التصادم.

--- SECTION: الخطوات ---
أعد الخطوات 5-3 مستخدمًا مقطع الفيديو 3، حيث
تصطدم العربتان 1 و 3 بالعربة 2

--- SECTION: الخطوات ---
أعد الخطوات 5-3 مستخدمًا مقطع الفيديو 4، حيث
تصطدم العربة 1 بالعربتين 2 و 3

--- SECTION: الخطوات ---
أعد الخطوات 5-3 مستخدمًا مقطع الفيديو 5، حيث
تصطدم العربتان 1 و 3 بالعربتين 2 و 4.

--- SECTION: التحليل ---
احسب السرعات المتجهة الابتدائية والنهائية لكل نظام
من العربات.

--- SECTION: التحليل ---
احسب الزخم الابتدائي والنهائي لكل نظام من العربات.

--- SECTION: التحليل ---
عمل الرسوم البيانية واستخدامها ارسم رسما بيانيا يمثل
العلاقة بين الزخم النهائي والزخم الابتدائي المقابل له
لجميع مقاطع الفيديو.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 4

سؤال مربع-1: كيف يتأثر زخم نظام ما بالاصطدام الملتحم؟

الإجابة: ج: إذا كانت محصلة القوى الخارجية مهملة، فإن الزخم محفوظ. $\vec{p}_i = \vec{p}_f$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر مبدأ حفظ الزخم الذي ينص على أن الزخم الكلي لنظام معزول ومغلق يظل ثابتاً ما لم تؤثر عليه قوى خارجية.
**الخطوة 2 (التطبيق):** في حالة الاصطدام الملتحم، إذا افترضنا أن محصلة القوى الخارجية المؤثرة في النظام (مثل الاحتكاك) مهملة، فإن النظام يُعامل كنظام معزول.
**الخطوة 3 (النتيجة):** بناءً على ذلك، لا يتأثر الزخم الكلي للنظام بالاصطدام ويظل محفوظاً، أي أن: **$\vec{p}_i = \vec{p}_f$**

سؤال س:1: 1. احسب السرعات المتجهة الابتدائية والنهائية لكل نظام من العربات.

الإجابة: س:1 تحسب السرعة المتجهة من الإزاحة والزمن: قبل التصادم: $\vec{v}_i = \frac{\Delta d_i}{\Delta t}$ بعد التصادم: $\vec{v}_f = \frac{\Delta d_f}{\Delta t}$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لحساب السرعة المتجهة، نحتاج إلى معرفة مقدار الإزاحة التي قطعتها العربات ($\Delta d$) والزمن المستغرق لقطع تلك الإزاحة ($\Delta t$).
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم العلاقة الرياضية للسرعة المتجهة المتوسطة: $$\vec{v} = \frac{\Delta d}{\Delta t}$$
**الخطوة 3 (الحل):** نطبق هذا القانون مرتين لكل نظام: 1. قبل التصادم لحساب السرعة الابتدائية: $\vec{v}_i = \frac{\Delta d_i}{\Delta t}$ 2. بعد التصادم لحساب السرعة النهائية: $\vec{v}_f = \frac{\Delta d_f}{\Delta t}$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، يتم تحديد السرعات من خلال قسمة التغير في الإزاحة على التغير في الزمن لكل حالة.

سؤال س:2: 2. احسب الزخم الابتدائي والنهائي لكل نظام من العربات.

الإجابة: س:2 الزخم الابتدائي: $\vec{p}_i = \sum (m\vec{v}_i)$ الزخم النهائي: $\vec{p}_f = \sum (m\vec{v}_f)$ أظهر: $\vec{p}_i \approx \vec{p}_f$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لحساب الزخم، نحتاج إلى كتل العربات ($m$) والسرعات المتجهة التي حسبناها في الخطوة السابقة ($v$).
**الخطوة 2 (القانون):** الزخم هو حاصل ضرب الكتلة في السرعة المتجهة، وللنظام المكون من عدة أجسام نستخدم المجموع: $$\vec{p} = \sum (m\vec{v})$$
**الخطوة 3 (الحل):** نحسب الزخم الابتدائي بجمع زخم كل عربة قبل التصادم: $\vec{p}_i = \sum (m\vec{v}_i)$ ثم نحسب الزخم النهائي بجمع زخم العربات بعد التصادم: $\vec{p}_f = \sum (m\vec{v}_f)$
**الخطوة 4 (النتيجة):** بمقارنة النتائج، سنجد أن الزخم الابتدائي يساوي تقريباً الزخم النهائي (**$\vec{p}_i \approx \vec{p}_f$**)، مما يؤكد قانون حفظ الزخم.

سؤال س:3: 3. عمل الرسوم البيانية واستخدامها ارسم رسما بيانيا يمثل العلاقة بين الزخم النهائي والزخم الابتدائي المقابل له لجميع مقاطع الفيديو.

الإجابة: س:3 يجب أن يمثل الرسم البياني خطًا مستقيمًا ميله 1، مما يحقق حفظ الزخم.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** عند رسم علاقة بيانية بين كميتين متساويتين (مثل الزخم الابتدائي والنهائي في نظام محفوظ)، فإننا نتوقع علاقة خطية طردية.
**الخطوة 2 (التطبيق):** بتمثيل قيم الزخم الابتدائي على المحور الأفقي ($x$) وقيم الزخم النهائي على المحور الرأسي ($y$) لجميع الحالات المسجلة، سنجد أن النقاط تتوزع بشكل منتظم.
**الخطوة 3 (النتيجة):** بما أن $p_f = p_i$، فإن الرسم البياني يجب أن يظهر على شكل **خط مستقيم يمر بنقطة الأصل وميله يساوي 1**، وهذا هو الدليل البياني على حفظ الزخم.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

بعد حساب السرعات والكتل في تجربة التصادم الملتحم، كيف يتم حساب الزخم الكلي الابتدائي للنظام؟

أ) بضرب كتلة العربة الأثقل في سرعة العربة الأسرع.
ب) بجمع حاصل ضرب كتلة كل عربة في سرعتها الابتدائية (p_i = Σ (m * v_i)).
ج) بحساب متوسط كتل العربات ثم ضربه في متوسط سرعاتها.
د) باستخدام السرعة النهائية فقط لحساب الزخم الابتدائي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: بجمع حاصل ضرب كتلة كل عربة في سرعتها الابتدائية (p_i = Σ (m * v_i)).

الشرح: 1. زخم كل عربة على حدة هو حاصل ضرب كتلتها في سرعتها المتجهة: p = m * v. 2. الزخم الكلي للنظام (المكون من عدة عربات) هو المجموع الجبري (المتجهي) لزخم كل عربة. 3. لذلك، لحساب الزخم الابتدائي الكلي (p_i)، نجمع زخم كل عربة قبل التصادم: p_i = m1*v1_i + m2*v2_i + ...

تلميح: الزخم كمية متجهة. فكر في كيفية جمع زخم أكثر من جسم.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

في تجربة تصادم عربات ملتحمة، إذا كانت محصلة القوى الخارجية المؤثرة على النظام مهملة، فماذا يمكن استنتاج حول الزخم الكلي للنظام؟

أ) يزداد الزخم الكلي بسبب طاقة التصادم.
ب) ينخفض الزخم الكلي بسبب فقدان الطاقة في شكل حرارة وصوت.
ج) يظل الزخم الكلي محفوظاً، أي أن الزخم الابتدائي يساوي الزخم النهائي.
د) يتغير اتجاه الزخم ولكن مقداره يظل ثابتاً.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يظل الزخم الكلي محفوظاً، أي أن الزخم الابتدائي يساوي الزخم النهائي.

الشرح: 1. ينص قانون حفظ الزخم على أن الزخم الكلي لنظام مغلق ومعزول (محصلة القوى الخارجية عليه صفر) يظل ثابتاً. 2. في تجربة التصادم الملتحم، إذا أهملت قوى الاحتكاك الخارجية، يعتبر النظام معزولاً. 3. لذلك، قبل التصادم وبعده، يكون الزخم الكلي للنظام محفوظاً: p_i = p_f.

تلميح: تذكر مبدأ أساسي في الفيزياء ينطبق على الأنظمة المعزولة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الخطوة الأولى المطلوبة لحساب الزخم الابتدائي والنهائي لعربات في تجربة تصادم ملتحم؟

أ) قياس كتلة كل عربة مباشرة باستخدام الميزان.
ب) رسم العلاقة البيانية بين الزخم النهائي والابتدائي.
ج) حساب السرعات المتجهة الابتدائية والنهائية لكل عربة باستخدام العلاقة: السرعة = الإزاحة ÷ الزمن.
د) تسجيل المسافة التي قطعتها العربة قبل التصادم فقط.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: حساب السرعات المتجهة الابتدائية والنهائية لكل عربة باستخدام العلاقة: السرعة = الإزاحة ÷ الزمن.

الشرح: 1. لحساب الزخم (p = m * v)، نحتاج إلى الكتلة (m) والسرعة (v). 2. الكتلة معطاة أو مقاسة. 3. السرعة تُحسب من البيانات التجريبية المسجلة (المسافة المقطوعة والزمن) باستخدام العلاقة: v = Δd / Δt. 4. لذلك، الخطوة الأولى هي حساب السرعات من الإزاحة والزمن.

تلميح: الزخم يعتمد على كتلة الجسم وسرعته. ما الذي نحتاج حسابه أولاً من البيانات المسجلة؟

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

إذا تم رسم العلاقة بين الزخم الابتدائي (على المحور السيني) والزخم النهائي (على المحور الصادي) لنظام يحفظ الزخم، فما الشكل المتوقع للرسم البياني؟

أ) منحنى على شكل قطع مكافئ.
ب) خط أفقي مستقيم.
ج) خط مستقيم يمر بنقطة الأصل وميله يساوي 1.
د) مجموعة من النقاط المبعثرة بدون نمط واضح.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: خط مستقيم يمر بنقطة الأصل وميله يساوي 1.

الشرح: 1. قانون حفظ الزخم ينص على أن الزخم الابتدائي الكلي (p_i) يساوي الزخم النهائي الكلي (p_f) في النظام المعزول. 2. هذه علاقة رياضية مباشرة: p_f = p_i. 3. عند تمثيل هذه العلاقة بيانياً (p_f على المحور الصادي، p_i على المحور السيني)، تكون معادلتها y = x. 4. معادلة y = x تمثل خطاً مستقيماً يمر بنقطة الأصل (0,0) وميله 1.

تلميح: إذا كانت كمية تساوي تماماً كمية أخرى، كيف تبدو العلاقة البيانية بينهما؟

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب