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

سؤال فكر: كيف تُساعد الدراجة الهوائية الجبلية المتعددة السرعات السائق على القيادة فوق التضاريس المختلفة بجهد قليل؟

الإجابة: س: كيف تساعد الدراجة الهوائية الجبلية؟ ج: بتغيير نسبة التروس لتغيير الميزة الميكانيكية؛ فاختيار ترس منخفض عند الصعود يزيد العزم على العجلة ويقلل القوة اللازمة على الدواسات، بينما التروس الأعلى تناسب الطرق المستوية/ المنحدرة لزيادة السرعة مع جهد أقل.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، الفكرة هنا هي ربط مبدأ ميكانيكي بسيط بتطبيق عملي. الدراجة الهوائية الجبلية تحتوي على نظام تروس متعدد السرعات. هذا النظام يعمل على تغيير نسبة التروس بين الدواسات والعجلة الخلفية. عندما يواجه السائق تضاريس صعبة مثل المرتفعات، فإنه يحتاج إلى قوة أكبر للتغلب على مقاومة الجاذبية أثناء الصعود. هنا، اختيار ترس منخفض (مثل السرعة الأولى أو الثانية) يغير النسبة بحيث تدور العجلة الخلفية عدداً أقل من الدورات مقابل كل دورة للدواسات. هذا يزيد من العزم أو القوة الدورانية المُنقَلة إلى العجلة، مما يعني أن السائق يمكنه دفع الدواسات بقوة أقل (جهد أقل) لتحقيق نفس القدر من القوة الدافعة للأمام لتسلق المرتفع. بالمقابل، على الطرق المستوية أو المنحدرة حيث المقاومة أقل، يمكن للسائق اختيار ترس أعلى (مثل السرعة الخامسة أو السادسة). هنا، النسبة تتغير لتدور العجلة الخلفية عدداً أكبر من الدورات مقابل كل دورة للدواسات. هذا يقلل العزم قليلاً ولكنه يزيد من المسافة التي تقطعها العجلة في كل دورة دواسات، مما يسمح بزيادة السرعة مع الحفاظ على نفس معدل دفع الدواسات أو حتى بجهد أقل. إذن الإجابة هي: **تساعد بتغيير نسبة التروس لتغيير الميزة الميكانيكية؛ فاختيار ترس منخفض عند الصعود يزيد العزم على العجلة ويقلل القوة اللازمة على الدواسات، بينما التروس الأعلى تناسب الطرق المستوية/المنحدرة لزيادة السرعة مع جهد أقل.**

ما الهدف الرئيسي من دراسة الفصل الخاص بالشغل والطاقة والآلات البسيطة؟

• أ) حفظ قوانين الحركة والديناميكا الحرارية فقط.
• ب) التمييز بين مفهومي الشغل والقدرة، والربط بين القوة والشغل، وفهم كيفية تقليل الآلات للقوة اللازمة لإنجاز شغل.
• ج) تعلم كيفية تصميم وبناء الآلات المعقدة من الصفر.
• د) فهم الظواهر الكهربائية والمغناطيسية وتطبيقاتها.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: التمييز بين مفهومي الشغل والقدرة، والربط بين القوة والشغل، وفهم كيفية تقليل الآلات للقوة اللازمة لإنجاز شغل.

الشرح: 1. الهدف الأول: التمييز بين مفهومي الشغل والقدرة. 2. الهدف الثاني: فهم كيف يصف هذان المفهومان تأثير المحيط الخارجي في تغيير طاقة النظام. 3. الهدف الثالث: الربط بين القوة والشغل. 4. الهدف الرابع: تفسير كيفية تقليل الآلات للقوة اللازمة لإنجاز شغل.

تلميح: فكر في المفاهيم الأساسية التي سيتم تعلمها والعلاقة بينها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما الدور الرئيسي للآلات البسيطة والمركبة كما ورد في أهمية الفصل؟

• أ) زيادة التكلفة والتعقيد في الصناعة.
• ب) استبدال الجهد البشري بالكامل في جميع المجالات.
• ج) تجعل العديد من المهام اليومية سهلة التنفيذ.
• د) تستخدم فقط في الأبحاث العلمية المتقدمة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تجعل العديد من المهام اليومية سهلة التنفيذ.

الشرح: 1. الآلات البسيطة هي الوحدات الأساسية. 2. الآلات المركبة تتكون من مجموعة آلات بسيطة. 3. الغاية المشتركة لهذه الآلات هي تسهيل تنفيذ المهام اليومية.

تلميح: فكر في الفائدة العملية والتطبيقية للآلات في حياتنا.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

كيف تساعد الدراجة الهوائية الجبلية متعددة السرعات السائق وفقاً للسياق التعليمي؟

• أ) بزيادة وزن الدراجة لتوفير ثبات أكبر فقط.
• ب) باستخدام محرك كهربائي مساعد يعمل تلقائياً.
• ج) بتغيير نسبة التروس لتغيير الميزة الميكانيكية؛ مما يقلل القوة اللازمة على التضاريس الصعبة ويزيد السرعة على المستوية.
• د) بتوفير مقعد أكثر راحة لتقليل إجهاد السائق.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: بتغيير نسبة التروس لتغيير الميزة الميكانيكية؛ مما يقلل القوة اللازمة على التضاريس الصعبة ويزيد السرعة على المستوية.

الشرح: 1. تحتوي الدراجة على نظام تروس متعدد السرعات. 2. يغير هذا النظام نسبة التروس (الميزة الميكانيكية). 3. على التضاريس الصعبة (صعود): اختيار ترس منخفض يزيد العزم ويقلل القوة اللازمة على الدواسات. 4. على التضاريس المستوية/المنحدرة: اختيار ترس أعلى يزيد السرعة مع جهد أقل.

تلميح: تذكر أن نظام التروس يغير العلاقة بين الجهد المبذول والنتيجة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط