الخلاصة - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: وضح ما إذا كانت هناك قوة محصلة تؤثر في سيارة تتحرك بسرعة ٢٠ م/ث، وتنعطف إلى اليسار. فسر إجابتك.

الإجابة: نعم، هناك قوة محصلة تؤثر في السيارة، لأن السيارة تغير اتجاه حركتها. والقوة المحصلة هي التي تسبب تغيرًا في السرعة أو الاتجاه.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | الرمز | القيمة/الوصف | |----------|------|-------------| | سرعة السيارة | $v$ | $20 \, m/s$ | | نوع الحركة | - | انعطاف إلى اليسار (حركة منحنية) | | المطلوب | - | تحديد وجود قوة محصلة وتفسير السبب |
2. **المبدأ المستخدم: قانون نيوتن الأول للحركة** > ينص على أن الجسم يبقى في حالته من السكون أو الحركة المنتظمة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة محصلة تغير من تلك الحالة. أي أن **تغير السرعة (مقداراً أو اتجاهاً)** يتطلب وجود **قوة محصلة**.
3. 1. الحركة في خط مستقيم بسرعة ثابتة تعني أن **القوة المحصلة تساوي صفراً**. 2. عند انعطاف السيارة إلى اليسار، يتغير **اتجاه سرعتها**. 3. وفقاً لقانون نيوتن الأول، أي تغيير في حالة الحركة (سواء في المقدار أو الاتجاه) ينتج عن **قوة محصلة** غير صفرية. 4. القوة المحصلة هنا هي التي تسبب تغير اتجاه السرعة (تسمى **قوة الجذب المركزي** أو **القوة المركزية**) وتكون اتجاهها نحو مركز الانعطاف.
4. **الإجابة النهائية:** نعم، تؤثر قوة محصلة في السيارة لأن تغير اتجاه حركتها من اليمين إلى اليسار دليل على وجود قوة غير متوازنة أحدثت هذا التغير في متجه السرعة.

سؤال 2: ناقش لماذا جعل الاحتكاك استكشاف القانون الأول لنيوتن صعبًا؟

الإجابة: لأن الاحتكاك قوة تؤثر في الأجسام المتحركة، وتسبب تباطؤها أو توقفها. وهذا يجعل من الصعب ملاحظة أن الجسم المتحرك يستمر في حركته بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر فيه قوة محصلة.

خطوات الحل:

1. | المفهوم | الوصف | |----------|------| | الاحتكاك | قوة مقاومة تنشأ بين السطوح المتلامسة وتعيق الحركة. | | القانون الأول لنيوتن | يصف سلوك الأجسام في غياب القوى الخارجية (أو عندما تكون محصلتها صفر). | | المطلوب | مناقشة سبب صعوبة استكشاف القانون الأول بسبب الاحتكاك. |
2. **المبدأ المستخدم: قانون نيوتن الأول للحركة** > "يستمر الجسم في حركته بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة محصلة تغير من حالته".
3. 1. في الواقع العملي، معظم الأجسام المتحركة على الأرض تتباطأ ثم تتوقف بسبب **قوة الاحتكاك**. 2. الاحتكاك قوة تؤثر دائمًا في الاتجاه المعاكس لاتجاه الحركة، مما يخلق **قوة محصلة** غير صفرية. 3. هذا يجعل من الصعب ملاحظة حالة الحركة الثابتة في خط مستقيم التي ينص عليها القانون الأول، لأن الاحتكاك يخفي هذه الظاهرة. 4. لفهم القانون الأول، يجب تخيل وضعية مثالية (كالحركة في الفضاء) حيث **الاحتكاك معدوم**، عندها سيستمر الجسم في حركته إلى ما لا نهاية. > **ملاحظة:** لذلك، كانت تجارب جاليليو ونيوتن الفكرية حاسمة لفصل تأثير الاحتكاك عن المبدأ الأساسي للقصور الذاتي.
4. **الإجابة النهائية:** يعيق الاحتكاك استكشاف القانون الأول لأنه قوة دائمة التأثير تجعل الأجسام المتحركة تتباطأ، مما يحجب الملاحظة المباشرة لمبدأ استمرارية الحركة بسرعة ثابتة في غياب القوى.

سؤال 3: ناقش هل يمكن لجسم أن يكون متحركًا إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة فيه تساوي صفرًا؟ فسر إجابتك.

الإجابة: نعم، يمكن أن يكون الجسم متحركًا بسرعة ثابتة في خط مستقيم إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة فيه تساوي صفرًا. فالقانون الأول لنيوتن ينص على أن الجسم المتحرك يستمر في حركته بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر فيه قوة محصلة.

خطوات الحل:

1. | الشرط | الرمز | القيمة | |--------|------|--------| | القوة المحصلة المؤثرة | $\sum F$ | $0 \, N$ | | المطلوب | تحديد إمكانية حركة الجسم تحت هذا الشرط. |
2. **المبدأ المستخدم: قانون نيوتن الأول للحركة (قانون القصور الذاتي)**.
3. 1. ينص القانون على حالتين: - إذا كان الجسم **ساكنًا** والقوة المحصلة صفر، يبقى ساكنًا. - إذا كان الجسم **متحركًا** والقوة المحصلة صفر، يستمر في حركته **بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم**. 2. **القوة المحصلة تساوي صفرًا** تعني أن جميع القوى المؤثرة على الجسم **متزنة**. 3. التوازن في القوى **لا يوقف** حركة جسم متحرك أصلاً، بل **يحافظ** على حالته الحركية. 4. مثال: قرص هوكي يتحرك على سطح جليدي عديم الاحتكاك تقريباً، يستمر في التحرك بسرعة ثابتة لمسافة طويلة لأن القوة المحصلة قريبة من الصفر.
4. **الإجابة النهائية:** نعم، يمكن للجسم أن يكون في حالة حركة حتى عندما تكون محصلة القوى عليه صفراً، شريطة أن تكون حركته منتظمة (سرعة ثابتة) وفي مسار مستقيم، حيث لا يوجد تسارع لتغيير سرعته أو اتجاهه.

سؤال 4: ارسم شكلاً يبين القوى المؤثرة في راكب دراجة يتحرك بسرعة ٢٥ كم/س على طريق أفقي.

الإجابة: الرسم يجب أن يوضح: قوة الدفع (من الدراجة)، قوة الاحتكاك (بين الإطارات والطريق)، قوة مقاومة الهواء، قوة الجاذبية (وزن الراكب والدراجة)، والقوة العمودية (من الطريق).

خطوات الحل:

1. | المعطيات | القيمة/الوصف | |----------|-------------| | سرعة الدراجة | $25 \, km/h$ (أفقياً) | | وضعية الراكب | يتحرك على طريق أفقي | | المطلوب | تحليل القوى المؤثرة (وصفياً). |
2. **المبدأ المستخدم: تحليل القوى (الرسم البياني للقوى)**. > في الحركة الأفقية بسرعة ثابتة، قد تكون القوى أفقياً متزنة، ولكن هناك دائمًا قوى رأسية متزنة (الوزن والعمودي).
3. **وصف القوى المؤثرة في النظام (الراكب والدراجة):** 1. **القوى الرأسية (في اتجاه المحور الصادي):** - **قوة الوزن ($F_g$):** تتجه لأسفل، تؤثر في مركز الثقل. ناتجة عن جاذبية الأرض. > $F_g = m \times g$ - **القوة العمودية ($F_N$):** تتجه لأعلى، يؤثر بها الطريق في إطارات الدراجة. تكون مساوية للوزن ومعاكسة له إذا كان الطريق أفقيًا. 2. **القوى الأفقية (في اتجاه المحور السيني - اتجاه الحركة):** - **قوة الدفع ($F_{دفع}$):** تتجه للأمام، مصدرها قوة تدوير الراكب للبدَّالات وتنتقل عبر السلسلة للإطارات الخلفية. - **قوة الاحتكاك ($F_{اح}$):** تتجه للخلف، تنشأ بين إطارات الدراجة وسطح الطريق. **مقاومة للانزلاق**. - **قوة مقاومة الهواء ($F_{هواء}$):** تتجه للخلف، تعتمد على سرعة الدراجة وتصميمها.
4. **الإجابة النهائية:** القوى المؤثرة هي: الوزن للأسفل، والقوة العمودية للأعلى (متزنتان)، وقوة الدفع للأمام، وقوة الاحتكاك ومقاومة الهواء للخلف (قد تكون متزنة إذا كانت السرعة ثابتة). يجب أن يظهر الرسم هذه القوى كأسهم تخرج من مركز كتلة الدراجة والراكب باتجاهاتها الصحيحة.

سؤال 5: هل كيف يتغير وزنك باستمرار إذا كنت في مركبة فضائية تتحرك من الأرض في اتجاه القمر؟

الإجابة: نعم، يتغير وزنك باستمرار. كلما ابتعدت عن الأرض، يقل وزنك بسبب ضعف قوة الجاذبية الأرضية. وكلما اقتربت من القمر، يزداد وزنك بسبب قوة الجاذبية القمرية.

خطوات الحل:

1. | المفهوم | التعريف/القانون | |----------|-----------------| | الوزن ($W$) | قوة جذب الكوكب أو القمر للجسم. $W = m \times g$ حيث $g$ عجلة الجاذبية. | | عجلة الجاذبية الأرضية ($g_E$) | $\approx 9.8 \, m/s^2$ عند السطح. | | عجلة الجاذبية القمرية ($g_M$) | $\approx 1.6 \, m/s^2$ (حوال سدس الأرض). | | المطلوب | وصف تغير الوزن خلال الرحلة من الأرض إلى القمر. |
2. **المبدأ المستخدم: قانون الجذب العام لنيوتن (مبسطاً للوزن)**. > الوزن يعتمد على **كتلة الجسم ($m$)** و **عجلة الجاذبية ($g$)** في موقعه. وقيمة $g$ تتناقص مع زيادة البعد عن مركز الكوكب.
3. **تتبع التغير خلال الرحلة:** 1. **على سطح الأرض:** الوزن عند أعلى قيمة له ($W_E = m \cdot g_E$). 2. **أثناء الصعود في الغلاف الجوي والفضاء:** - كلما ابتعدت عن الأرض، تضعف قوة جذب الأرض، لذا تقل $g$ المرتبطة بالأرض، **فيقل وزنك** تدريجياً. - عند نقطة معينة بين الأرض والقمر، تتساوى قوى الجذب من كليهما، ويكون الوزن الظاهري قريباً من الصفر (حالة انعدام الوزن النسبي). 3. **أثناء الاقتراب من القمر:** - تبدأ قوة جذب القمر بالهيمنة، وتزداد قيمة $g$ المرتبطة بالقمر كلما اقتربت من سطحه، **فيزداد وزنك** تدريجياً ولكن بالنسبة لجاذبية القمر. 4. **على سطح القمر:** الوزن يساوي ($W_M = m \cdot g_M$) وهو حوالي **سدس** وزنه على الأرض.
4. **الإجابة النهائية:** نعم، يتغير وزن الراكب باستمرار خلال الرحلة لأنه يتحرك بين مجالين جاذبيين مختلفين؛ فيتناقص وزنه بالنسبة للأرض أثناء الابتعاد عنها، ثم يزداد مرة أخرى ولكن بالنسبة للقمر أثناء الاقتراب منه، ولا يكون له وزن فعلي عند نقطة التوازن بين الجاذبيتين.

سؤال 6: وضح كيف تعتمد قوة مقاومة الهواء لجسم متحرك على سرعته؟

الإجابة: تزداد قوة مقاومة الهواء بزيادة سرعة الجسم. كلما زادت سرعة الجسم، زادت جزيئات الهواء التي يصطدم بها الجسم في الثانية الواحدة، مما يزيد من قوة المقاومة.

خطوات الحل:

1. | المتغير | الرمز | العلاقة | |----------|------|---------| | قوة مقاومة الهواء | $F_D$ | المتغير التابع | | سرعة الجسم | $v$ | المتغير المستقل | | المطلوب | توضيح طبيعة الاعتماد بين $F_D$ و $v$. |
2. **القانون الفيزيائي (النموذج المبسط):** > تتناسب قوة مقاومة الهواء $F_D$ مع **مربع سرعة الجسم** ($v^2$) في السرعات العالية، وتتناسب طردياً مع السرعة ($v$) في السرعات المنخفضة لبعض الأجسام. بشكل عام: **كلما زادت السرعة، زادت قوة المقاومة**.
3. **الشرح التفصيلي للاعتماد:** 1. **مصدر القوة:** تنشأ مقاومة الهواء من تصادم جزيئات الهواء بسطح الجسم المتحرك. 2. **العلاقة مع السرعة ($v$):** - عند سرعة منخفضة: عدد الجزيئات المصطدمة بالجسم في الثانية يتناسب مع $v$، لذا $F_D \propto v$. - عند سرعة عالية (مقارنة بسرعة الصوت): تصبح القوة مرتبطة بالطاقة الحركية للهواء المزاح، وتتناسب مع $v^2$، أي $F_D \propto v^2$. 3. **عوامل أخرى تؤثر:** - **مساحة مقطع الجسم** المعرض للهواء ($A$): تزداد المقاومة بزيادة المساحة. - **معامل الاحتكاك (معامل السحب $C_D$):** يعتمد على شكل الجسم (انسيابي أم غير انسيابي). - **كثافة الهواء ($\rho$).** > معادلة عامة: $F_D = \frac{1}{2} C_D \rho A v^2$
4. **الإجابة النهائية:** توجد علاقة طردية قوية بين سرعة الجسم وقوة مقاومة الهواء المؤثرة عليه؛ فبزيادة السرعة تزداد المقاومة زيادة كبيرة (تسريعيّة)، لأن الجسم يصطدم بعدد أكبر من جزيئات الهواء وبطاقة أعلى في الثانية الواحدة.

سؤال 7: استنتج اتجاه القوة المحصلة المؤثرة في سيارة تتناقص سرعتها وتنعطف إلى اليمين.

الإجابة: تكون القوة المحصلة في اتجاه معاكس لاتجاه الحركة (بسبب تناقص السرعة) وفي اتجاه مركز الانعطاف (لليمين).

خطوات الحل:

1. | المعطيات | الوصف | |----------|------| | حركة السيارة | 1. تتناقص سرعتها (تباطؤ). 2. تنعطف إلى اليمين. | | المطلوب | استنتاج اتجاه القوة المحصلة المؤثرة. |
2. **المبدأ المستخدم: قانون نيوتن الثاني ($\sum \vec{F} = m \vec{a}$)** > اتجاه **تسارع الجسم ($\vec{a}$)** هو نفس اتجاه **القوة المحصلة ($\sum \vec{F}$)** المؤثرة عليه.
3. **تحليل مكونات التسارع (وبالتالي القوة المحصلة):** 1. **بسبب تناقص السرعة (التباطؤ):** - يوجد **تسارع (سالب) خطي** ($a_t$) في الاتجاه المعاكس لاتجاه الحركة اللحظية (أمام/خلف). - هذا يُنتج **مركبة قوة محصلة** في اتجاه معاكس لاتجاه السرعة. 2. **بسبب الانعطاف إلى اليمين (حركة منحنية):** - يوجد **تسارع مركزي** ($a_c$) يتجه نحو **مركز الانعطاف** (أي إلى اليمين بالنسبة لاتجاه الحركة الأمامي). - هذا يُنتج **مركبة قوة محصلة** نحو مركز الانحناء (إلى اليمين). 3. **القوة المحصلة الكلية:** هي محصلة هاتين المركبتين المتعامدتين تقريباً. - اتجاهها يكون **خلفياً وإلى اليمين** (في نظام إحداثيات حيث الأمام هو اتجاه السرعة اللحظية قبل الانعطاف).
4. **الإجابة النهائية:** تتجه القوة المحصلة في اتجاه يمثل حصيلة مركبتين: مركبة إلى الخلف (لمقاومة الحركة وإحداث التباطؤ)، ومركبة إلى اليمين (لإحداث الانعطاف نحو اليمين)، فتكون محصلتها بزاوية إلى الخلف واليمين بالنسبة لمسار السيارة الأصلي.

سؤال 8: التفكير الناقد - بين ما إذا كانت القوى المؤثرة متزنة أو غير متزنة لكل من الأفعال الآتية: أ. تدفع صندوقًا حتى يتحرك. ب. تدفع صندوقًا لكنه لم يتحرك. ج. تتوقف عن دفع صندوق فتباطأ حركته. - يدفع ثلاثة طلاب صندوقًا، ما الشروط الواجب توافرها لكي تتغير حركة الصندوق؟

الإجابة: أ. غير متزنة. ب. متزنة. ج. غير متزنة. يجب أن تكون القوة المحصلة المؤثرة في الصندوق أكبر من الصفر (أي أن القوة التي يدفع بها الطلاب أكبر من قوة الاحتكاك).

خطوات الحل:

1. | الحالة | الوصف | المطلوب | |--------|------|---------| | (أ) | تدفع صندوقًا حتى يتحرك. | تحديد إذا كانت القوى متزنة أم لا. | | (ب) | تدفع صندوقًا لكنه لم يتحرك. | تحديد إذا كانت القوى متزنة أم لا. | | (ج) | تتوقف عن دفع صندوق فتباطأ حركته. | تحديد إذا كانت القوى متزنة أم لا. | | سؤال إضافي | ثلاثة طلاب يدفعون صندوقًا. | شروط تغير حركة الصندوق. |
2. **المعيار المستخدم:** > **القوى المتزنة:** عندما تكون **المحصلة الكلية للقوى ($\sum F$) = 0**، فلا يتسارع الجسم (إما ساكن أو يتحرك بسرعة ثابتة). > **القوى غير المتزنة:** عندما تكون **المحصلة الكلية للقوى ($\sum F$) \neq 0**، فيتسارع الجسم (تتغير سرعته).
3. **تحليل كل حالة:** 1. **(أ) تدفع صندوقًا حتى يتحرك:** - هنا تبدأ الحركة من السكون، مما يعني وجود **تسارع**. - وفقاً لقانون نيوتن الثاني ($F_{محصلة} = m \times a$)، التسارع ($a > 0$) يعني $F_{محصلة} > 0$. - **النتيجة:** قوى **غير متزنة**. 2. **(ب) تدفع صندوقًا لكنه لم يتحرك:** - السرعة ثابتة وتساوي صفر (سكون). - التسارع $a = 0$، وبالتالي $F_{محصلة} = 0$. - قوة الدفع تتزن مع **قوة الاحتكاك الساكن** القصوى. - **النتيجة:** قوى **متزنة**. 3. **(ج) تتوقف عن الدفع فيتباطأ الصندوق:** - السرعة تتناقص (تسارع سالب). - $a \neq 0$، لذا $F_{محصلة} \neq 0$. القوة المحصلة هنا هي **قوة الاحتكاك الحركي** (وحدها) في اتجاه معاكس للحركة. - **النتيجة:** قوى **غير متزنة**. 4. **شروط تغير حركة الصندوق عندما يدفعه ثلاثة طلاب:** - **الشرط الأساسي:** أن تكون **محصلة القوى الأفقية** (دفع الطلاب) **أكبر من** محصلة قوى المقاومة (الاحتكاك بين الصندوق والأرض). - رياضياً: $\sum F_{دفع} > F_{احتكاك، أقصى}$ ليبدأ الحركة من السكون، أو $\sum F_{دفع} > F_{احتكاك، حركي}$ لزيادة سرعته إذا كان يتحرك.
4. **الإجابة النهائية:** - أ: **غير متزنة** (لوجود تسارع إيجابي بدأ الحركة). - ب: **متزنة** (لأن الصندوق بقي ساكناً). - ج: **غير متزنة** (لوجود تسارع سلبي أوقف الحركة). - شرط تغير الحركة: أن **تتجاوز قوة دفع الطلاب الثلاثة قوة الاحتكاك المقاومة**، مما يخلق قوة محصلة موجبة في اتجاه الدفع.

سؤال 9: حساب القوة المحصلة ما القوة المحصلة المؤثرة في سيارة كتلتها ١٥٠٠ كجم تتحرك بتسارع ٢,٠ م/ث٢؟

الإجابة: القوة المحصلة = الكتلة × التسارع = ١٥٠٠ كجم × ٢,٠ م/ث٢ = ٣٠٠٠ نيوتن.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | الرمز | القيمة | الوحدة | |----------|------|--------|--------| | كتلة السيارة | $m$ | 1500 | كجم (kg) | | التسارع | $a$ | 2.0 | م/ث² (m/s²) | | المطلوب | القوة المحصلة | $\sum F$ | نيوتن (N) |
2. **القانون المستخدم: قانون نيوتن الثاني للحركة.** > $\sum \vec{F} = m \times \vec{a}$ حيث: - $\sum F$: القوة المحصلة (نيوتن). - $m$: كتلة الجسم (كجم). - $a$: التسارع (م/ث²).
3. **خطوات الحساب:** 1. نعوض المعطيات المباشرة في قانون نيوتن الثاني: $$\sum F = m \times a$$ 2. نعوض بالقيم: $$\sum F = 1500 \, kg \times 2.0 \, m/s^{2}$$ 3. نجري عملية الضرب: $$\sum F = 3000 \, (kg \cdot m/s^{2})$$ 4. نذكر أن وحدة $kg \cdot m/s^{2}$ تُسمى **نيوتن (N)**. $$\sum F = 3000 \, N$$
4. **الإجابة النهائية:** تبلغ القوة المحصلة المؤثرة في السيارة **ثلاثة آلاف نيوتن**، في نفس اتجاه التسارع الذي مقداره $2.0 \, m/s^{2}$.

سؤال 10: حساب الكتلة تتحرك كرة بيسبول بمقدار تسارع ٠,٣٠ م/ث٢، فإذا كانت القوة المحصلة المؤثرة فيها تساوي ٣٠٠ نيوتن، فما كتلتها؟

الإجابة: الكتلة = القوة المحصلة / التسارع = ٣٠٠ نيوتن / ٠,٣٠ م/ث٢ = ١٠٠٠ كجم.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | الرمز | القيمة | الوحدة | |----------|------|--------|--------| | التسارع | $a$ | 0.30 | م/ث² (m/s²) | | القوة المحصلة | $\sum F$ | 300 | نيوتن (N) | | المطلوب | الكتلة | $m$ | كجم (kg) |
2. **القانون المستخدم: قانون نيوتن الثاني للحركة (صيغة معدلة).** > من $\sum \vec{F} = m \times \vec{a}$، نستنتج: > $$m = \frac{\sum F}{a}$$
3. **خطوات الحساب:** 1. نكتب قانون نيوتن الثاني في صيغته التي نحتاجها: $$m = \frac{\sum F}{a}$$ 2. نعوض بالقيم المعطاة في القانون: $$m = \frac{300 \, N}{0.30 \, m/s^{2}}$$ 3. نقوم بعملية القسمة: $$m = \frac{300}{0.30} \, \frac{N}{m/s^{2}}$$ $$m = 1000 \, \frac{kg \cdot m/s^{2}}{m/s^{2}}$$ 4. نبسط الوحدات ($m/s^{2}$ تختصر): $$m = 1000 \, kg$$
4. **الإجابة النهائية:** تبلغ كتلة كرة البيسبول **ألف كيلوغرام**، وذلك لأنها تتسارع بمقدار $0.30 \, m/s^{2}$ تحت تأثير قوة محصلة قدرها $300 \, N$.

هل توجد قوة محصلة تؤثر في سيارة تتحرك بسرعة ثابتة وتنعطف إلى اليسار؟

• أ) لا، لأن السرعة ثابتة ولا يوجد تغيير في المقدار.
• ب) نعم، توجد قوة محصلة لأن اتجاه حركة السيارة يتغير.
• ج) نعم، ولكن فقط إذا زادت السرعة أثناء الانعطاف.
• د) لا، لأن القوة المحصلة تكون صفرًا عندما يتحرك الجسم بسرعة ثابتة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: نعم، توجد قوة محصلة لأن اتجاه حركة السيارة يتغير.

الشرح: 1. القانون الأول لنيوتن ينص على أن الجسم يبقى في حالته من السكون أو الحركة المنتظمة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة محصلة. 2. انعطاف السيارة يعني تغيرًا في اتجاه سرعتها، حتى لو كان مقدار السرعة ثابتًا. 3. أي تغير في اتجاه الحركة يتطلب وجود قوة محصلة غير صفرية تسبب هذا التغير (مثل القوة المركزية).

تلميح: تذكر تعريف القوة المحصلة وعلاقتها بتغير حالة الجسم الحركية (السرعة أو الاتجاه).

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما التغير الذي يطرأ على وزن رائد الفضاء عند انتقاله من الأرض باتجاه القمر؟

• أ) يبقى وزنه ثابتاً طوال الرحلة بسبب ثبات كتلته.
• ب) يزداد وزنه باستمرار كلما ابتعد عن الأرض.
• ج) ينعدم وزنه بشكل دائم بمجرد مغادرة الغلاف الجوي للأرض.
• د) يقل وزنه تدريجياً كلما ابتعد عن الأرض ويزداد تدريجياً كلما اقترب من القمر.

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: يقل وزنه تدريجياً كلما ابتعد عن الأرض ويزداد تدريجياً كلما اقترب من القمر.

الشرح: 1. الوزن هو قوة الجاذبية، ويعتمد على كتلة الجسم وعلى عجلة الجاذبية في موقعه. 2. كلما ابتعد رائد الفضاء عن الأرض، تضعف جاذبية الأرض، فيقل وزنه. 3. عند الاقتراب من القمر، تبدأ جاذبية القمر في التأثير بقوة أكبر، فيزداد وزنه بالنسبة للقمر.

تلميح: تعتمد قوة الجاذبية (الوزن) على المسافة بين الجسمين وعلى كتلتهما.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما العلاقة بين سرعة الجسم وقوة مقاومة الهواء المؤثرة عليه؟

• أ) تقل قوة مقاومة الهواء بزيادة سرعة الجسم.
• ب) لا تتأثر قوة مقاومة الهواء بسرعة الجسم، بل بشكل الجسم فقط.
• ج) تزداد قوة مقاومة الهواء بزيادة سرعة الجسم بشكل طردي.
• د) تزداد قوة مقاومة الهواء ثم تثبت بعد سرعة معينة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تزداد قوة مقاومة الهواء بزيادة سرعة الجسم بشكل طردي.

الشرح: 1. مقاومة الهواء تنشأ من تصادم جزيئات الهواء بالجسم المتحرك. 2. كلما زادت سرعة الجسم، زاد عدد جزيئات الهواء التي يصطدم بها في الثانية الواحدة، وزادت طاقة الاصطدام. 3. هذا يؤدي إلى زيادة قوة المقاومة بشكل عام.

تلميح: فكر في عدد جزيئات الهواء التي يصطدم بها الجسم وسرعة هذه الاصطدامات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

سيارة كتلتها 1500 كجم تتحرك بتسارع 0.2 م/ث². ما مقدار القوة المحصلة المؤثرة فيها؟

• أ) 7500 نيوتن
• ب) 3000 نيوتن
• ج) 300 نيوتن
• د) 150 نيوتن

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 300 نيوتن

الشرح: 1. القانون الثاني لنيوتن هو: القوة المحصلة (ق) = الكتلة (ك) × التسارع (ت). 2. بالتعويض بالقيم المعطاة: ق = 1500 كجم × 0.2 م/ث². 3. الناتج هو: ق = 300 نيوتن.

تلميح: استخدم القانون الثاني لنيوتن: القوة المحصلة = الكتلة × التسارع.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة في كرة 300 نيوتن، وتتحرك بتسارع 1500 م/ث²، فكم تبلغ كتلة هذه الكرة؟

• أ) 5 كجم
• ب) 1000 كجم
• ج) 450000 كجم
• د) 0.2 كجم

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: 0.2 كجم

الشرح: 1. من القانون الثاني لنيوتن (ق = ك × ت)، يمكن استنتاج أن الكتلة (ك) = القوة المحصلة (ق) / التسارع (ت). 2. بالتعويض بالقيم المعطاة: ك = 300 نيوتن / 1500 م/ث². 3. الناتج هو: ك = 0.2 كجم.

تلميح: أعد ترتيب القانون الثاني لنيوتن لحساب الكتلة: الكتلة = القوة المحصلة / التسارع.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط