أسئلة مراجعة مادة الميكانيكا لطالب السنة الثالثة – القسم العلمي لعام 2015 – 2014 س -1يدفع طفل عربة صغيرة كتلتها 2Kgعلى أرض افقية بقوة مقدارها 5 Nتصنع زاوية °30مع األفقي نحو األسفل وبإهمال القوى المقاومة: )1الشكل الذي يبين جميع القوى المؤثرة على العربة هو Y
Y
أ)
ب) R
F
F X
X
W W جـ)
Y
F
R
Y
د)
R
X
X W
F W
: الجواب الصحيح :الشكل ( أ ) )2العجلة التي تكتسبها العربة هي : أ) 𝑎 = 2,165 𝑚/𝑠 2
ب) 𝑎 = 1,65 𝑚/𝑠 2
جـ) 𝑎 = 0,165 𝑚/𝑠 2
د) 𝑎 = 2,65 𝑚/𝑠 2
الحل𝐹 cos 30 = 𝑚. 𝑎 : 𝑎 5 cos 30 = 2 )3قوة االتصال العمودية هي :
ومنه 𝑎 = 2,165𝑚/𝑠 2 : أ) 𝑁 𝑅 = 20
ب) 𝑁 𝑅 = 22,5ج)𝑁 𝑅 = 17,5د)𝑁 𝑅 = 2,5
الحل 𝑅 − 𝑊 − 𝐹 sin 30 = 0 : 𝑅 − 20 − 5 sin 30 = 0ومنه 𝑁 𝑅 = 22,5 سُ -2ربطت طفلة صغيرة في مقعد أرجوحة مدعومة بواسطة حبلين ولكي تبدأ الحركة جذبها والدها إلى الخلف قليالً بقوة أفقية بحيث صنع الحبالن زاوية قدرها °20مع الراسي فإذا كانت كتلة الطفلة واإلرجوحة 𝑔𝐾18فإن : )1الشكل الذي يمثل القوى المؤثرة على الطفلة واالرجوحة هو : 2T
2T
T
°20
F
°20
°20
F
2T F
F
W
W
W
W
(أ)
(ب)
(جـ)
(د)
اإلجابة ( د) )2قوة الشد في كل حبل قبل البدء بالتأرجح هي :أ) 90Nب) 𝑁 95,77جـ) 263,14 Nد) 191,55 N الحل :نحلل القوى على ( ) OYنجد 2T COS 20 – W = 0 : 2TCOS 20 – 180 = 0 𝑁 = 95,77
180 2𝐶𝑂𝑆 20
=T
)3قوة جذب الوالد هي :أ) 𝑁 𝐹 = 67,51ب) 𝑁 𝐹 = 180
جـ) 𝑁 𝐹 = 120د)𝑁 𝐹 = 300
بتحليل القوى على ( ) OXاألفقي نجد 𝐹 − 2𝑇 𝑆𝑖𝑛 20 = 0 𝑁 𝐹 = 2𝑇𝑆𝑖𝑛 20 = 2 × 95,77 × 𝑆𝑖𝑛 20 = 65,51 س -3تُجذب سلة مالبس كتلتها 𝑔𝐾 5بسرعة ثابتة في ممر بواسطة حبل يصنع زاوية قدرها °20مع األفقي نحو األعلى فإذا علمت أن مقدار قوة االحتكاك 𝑁 33فإن : )1الشكل الذي يمثل القوى المؤثرة على السلة هو : R
R
R
R
T
T
f
T f
f T
W
W
W
W
(أ)
(ب)
(جـ)
(د)
اإلجابة ( جـ)
)2قوة الشد في الحبل تساوي :أ) 𝑁𝑇 = 96,5
أ)𝑁 𝑇 = 35,12جـ)𝑁𝑇 = 33,94
د)𝑁𝑇 = 32
بتحليل القوى على ( )OXاألفقي نجد 𝑇 cos 20 − 𝑓 = 0 : 𝑁= 35,12
33 cos 20
=
𝑓 cos 20
=𝑇
)3قوة االتصال العمودية تساوي :أ) 𝑁 𝑅 = 16,99ب)𝑁 𝑅 = 38,39جـ)𝑁 𝑅 = 37,99د)𝑁𝑅 = 39 بتحليل القوى على محور ( ) OYالرأسي نجد 𝑅 + 𝑇 sin 20 − 𝑊 = 0 : 𝑅 + 35,12 sin 20 − 50 = 0 𝑁𝑅 = 37,99 )4معامل االحتكاك يساوي :أ) 𝜇 = 1,94 الحل :
= 0,87
33 37,99
=
𝑓 𝑅
ب) 𝜇 = 0,86جـ)𝜇 = 0,87
د)𝜇 = 0,85
=𝜇
س -4يوضح الشكل المرفق ثالث قوى افقية تؤثر على جسم كتلته 𝑔𝐾 4فإذا علمت ان الجسم تحرك في اتجاه الخط المتقطع فإن :
𝑁8 𝑁2
𝜃°
)1الزاوية ( ) θهي : جـ) 𝜃 = 60°
أ) 𝜃 = 30°ب) 𝜃 = 45° د)𝜃 = 15°
𝑁4
بتحليل القوى على محور رأسي 8 sin 𝜃 = 4 ومنه 𝜃 = 30° )2باعتبار ( )𝜃 = 60°فإن مقدار العجلة التي يتحرك بها الجسم : ب) 𝑎 = 0,5𝑚/𝑠 2 أ) 𝑎 = 1,23𝑚/𝑠 2 د) 𝑎 = 1𝑚/𝑠 2 جـ) 𝑎 = 1,5𝑚/𝑠 2 الحل :بتحليل القوى على محور أفقي 8 cos 60 − : 𝑎 × 𝑚 = 2ومنها نجد 𝑎 = 0,5 𝑚/𝑠 2 س -5تُدفع حاوية كتلتها 𝑔𝐾35على ساحة أفقية بقوة 𝑁130 في اتجاه األسفل بزاوية 30°مع األفقي ضد قوة احتكاك قدرها 𝑁 60فإن : )1العجلة التي تتحرك بها الحاوية : أ) 𝑎 = 0,14𝑚/𝑠 2
ب) 𝑎 = 4,9𝑚/𝑠 2
𝑅 𝑁60 30° 𝑁130 𝑁350
جـ) 𝑎 = 1,5𝑚/𝑠 2د) 𝑎 = 0,5𝑚/𝑠 2 الحل :بتحليل القوى على محور أفقي 130 cos 30 − 60 = 𝑚 × 𝑎 :
ومنه 𝑎 = 1,5𝑚/𝑠 2 :
)2مقدار قوة االتصال العمودية هي :أ) 𝑁 𝑅 = 285ب)𝑁 𝑅 = 480جـ)𝑁 𝑅 = 415د)𝑁𝑅 = 460 الحل :بتحليل القوى على محور رأسي نجد 𝑅 = 𝑊 + 130 sin 30 : 𝑅 = 350 + 130 sin 30ومنه 𝑁𝑅 = 415 س -6تركت قطعة خشبية كتلتها 𝑔𝐾𝑚 لتتحرك من السكون على مستوي مائل بزاوية θ°مع األفقي وبعجلة منتظمة 𝑎 = 5𝑚/𝑠 2وبفرض ال وجود لالحتكاك : )1فإن الزاوية التي يميل بها المستوي عن األفق تساوي :أ) 𝜃 = 30° )2سرعة القطعة الخشبية بعد أن تقطع مسافة قدرها 𝑚 3,6هي :أ) 𝑠𝑣 = 6𝑚/ )3الزمن الالزم لتصبح سرعتها 𝑠 𝑣 = 25𝑚/هو :أ) "𝑠" 𝑡 = 5 س -7يستقر صندوق كتلته 𝑔𝐾 𝑚 = 6على مستوي مائل بزاوية قدرها 𝜃 = 20°مع األفقي بواسطة قوة أفقية 𝐹 )1الشكل الذي يمثل القوى المؤثرة هو : F
R
R
R 20°
W (د)
R F
F
F
20°
20°
20°
W (جـ)
W
W
(ب)
(أ)
الجواب :الشكل ( جـ) )2مقدار القوة األفقية هو :أ) 𝑁 𝐹 = 164,85ب) 𝑁 𝐹 = 20,52جـ)𝑁𝐹 = 2,18
د) 𝑁𝐹 = 21,84
الحل :بتحليل القوى على محور يوازي المستوي نجد 𝐹 cos 20 = 𝑊 sin 20 : 𝐹 cos 20 = 60 sin 20ومنه 𝐹 = 21,84𝑁 :
)3قوة االتصال العمودية المؤثرة على الصندوق هي :أ) 𝑁 𝑅 = 60ب) 𝑁 𝑅 = 48,9جـ)𝑁 𝑅 = 38,16د)𝑁𝑅 = 63,85 بتحليل القوى على محور عمودي على مستوي الحركة 𝑅 = : 𝑊 cos 20 + 𝐹 sin 20
𝑇2 𝑇1 70°
20°
𝑅 = 60 cos 20 + 21,84 sin 20ومنه 𝑁𝑅 = 63,85 س -8اتزنت صورة كتلتها 𝑔𝐾 𝑚 = 12بواسطة سلكين يميل األول بزاوية
𝑊
20°والثاني بزاوية 70°مع األفق فإن قوة الشد في السلك األول والثاني تربطهما العالقة: أ)𝑇1 = 𝑇2 tan 20
ب) 𝑇2 = 𝑇1 tan 70
جـ) اإلجابتان ( أ و ب ) صحيحتان
د) ال شيء مما ذكر
الحل :بتحليل القوى على محور أفقي 𝑇1 cos 20 = 𝑇2 cos 70 : 𝑇1 sin 70 = 𝑇2 cos 70ومنه 𝑇2 = 𝑇1 tan 70 أو 𝑇1 cos 20 = 𝑇2 sin 20ومنه
𝑇1 = 𝑇2 tan 20
وبذلك تكون اإلجابتان ( أ و ب) صحيحتان س -9وضع برميل للنفايات كتلته 𝑔𝐾 20على مسار يميل بزاوية 13°مع األفقي وكانت نهاية قوة االحتكاك بين البرميل والسطح المستوي 𝑁 50المطلوب : )1مركبة الوزن على محور الحركة هي : أ) 20 cos 13
ب) 200 cos 13
جـ) 20 sin 13
د) 200 sin 13
𝑅
𝑁𝑓 = 50 13°
)2هل ينزلق البرميل على المستوي : أ) ينزلق نحو األعلى
𝑊
ب) ينزلق نحو األسفل د) ينزلق ثم يقف
جـ) ال ينزلق
الجواب :بما أن 𝑁 200 sin 13 = 45أصغر من نهاية قوة االحتكاك ال ينزلق البرميل )3بفرض أن البرميل ال ينزلق فإذا أثرت قوة موازية لسطح المستوي على البرميل جعلته على وشك االنزالق إلى أعلى المستوي فإن مقدار هذه القوة يساوي : أ) 𝑁 𝐹 = 5
ب) 𝑁 𝐹 = 45جـ) 𝑁𝐹 = 50
د) 𝑁𝐹 = 95
الحل :بتحليل القوى على محور يوازي المستوي 𝐹 − 𝑊 sin 13 − 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝑜 : 𝑜 = 𝐹 − 200 sin 13 − 50
ومنه 𝑁𝐹 = 95
س -10يحاول شخص جر خزانة على أرضية أفقية فإذا كانت كتلة الخزانة 𝑔𝐾 80ومعامل االحتكاك 0,5وتم جرها بقوة افقية 𝑁 500المطلوب: )1قوة االتصال العمودية تساوي :أ) 𝑁 𝑅 = 80ب) 𝑁 𝑅 = 500جـ) 𝑁 𝑅 = 800د) 𝑁𝑅 = 300 الحل :بتحليل القوى على محور رأسي 𝑅 = 𝑊 = 800𝑁 : )2حد قوة االحتكاك هو : الحل 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 × 𝑅 :
أ) 𝑁 𝑓 = 300
ب) 𝑁 𝑓 = 400جـ) 𝑁𝑓 = 500
ومنه 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 0,5 × 800
)3العجلة التي تتحرك بها الخزانة هي :
د) 𝑁𝑓 = 600
فإن 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 400 𝑁 :
ب) 𝑎 = 1,25𝑚/𝑠 2
أ) 𝑎 = 1𝑚/𝑠 2
د) 𝑎 = 2𝑚/𝑠 2
جـ) 𝑎 = 1,5𝑚/𝑠 2
الحل :بتحليل القوى على محور أفقي وتطبيق قانون نيوتن الثاني : 𝑎 × 𝑚 = 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝐹 −ومنه 𝑎 × 500 − 400 = 80 فإن 𝑎 = 1,25𝑚/𝑠 2 : س -11ركل ولد حجر كتلته 𝑔 100على أرضية ملعب وكان معامل االحتكاك بين الحجر وأرضية الملعب يساوي 0,25فإذا توقف الحجر على بعد 𝑚: 28,8 )1العجلة التي يتحرك بها الحجر تساوي: أ) 𝑎 = 1𝑚/𝑠 2
ب) 𝑎 = −1𝑚/𝑠 2
د) 𝑎 = −2,5 𝑚/𝑠 2
جـ) 𝑎 = 2,5𝑚/𝑠 2
الحل :بتحليل القوى على محور افقي وتطبيق قانون نيوتن الثاني نجد : 𝑎 × 𝑚 = 𝑥𝑎𝑚𝑓 −نعوض 𝑎 × 𝑚 = 𝑅 × 𝜇− ولكن من تحليل القوى على محور رأسي ( ) OYنجد أن 𝑅 = 𝑊 = 𝑚 × 𝑔 : ومنه نجد :
𝑎 × 𝑚 = 𝑔 × 𝑚 × 𝜇−
وبالتالي −𝜇 × 𝑔 = 𝑎 :
فإن 𝑎 = −0,25 × 10 = −2,5𝑚/𝑠 2 : )2السرعة التي ركل بها الولد الحجر : أ) 𝑠𝑢 = 10𝑚/
ب) 𝑠𝑢 = 12𝑚/
د) 𝑠𝑢 = 20 𝑚/
جـ) 𝑠𝑢 = 15𝑚/
الحل :من عالقات الحركة بعجلة منتظمة 𝑣 2 = 𝑢2 + 2 × 𝑎 × 𝑆 : 02 = 𝑢2 + 2 × −2,5 × 28,8ومنه 𝑢2 = 144إذا ً 𝑠𝑢 = 12𝑚/ )3الزمن الالزم ليتوقف الحجر هو : أ) 𝑠 𝑡 = 4,8
جـ) 𝑠𝑡 = 12
ب) 𝑡 = 3,8
د) 𝑠𝑡 = 1,2
الحل :من عالقات الحركة بعجلة منتظمة نجد : 𝑡 × 𝑎 𝑣 = 𝑢 +نجد 𝑡 × ) 0 = 12 + (−2,5ومنه 𝑠 𝑡 = 4,8 س -12جسم ينزلق على مستوي مائل بزاوية ( ) θتحت تأثير وزنه فقط فإذا كان معامل االحتكاك بين المستوي والجسم هو ( ) μفإن شرط انزالق الجسم على المستوي هو : أ) 𝑓 > 𝑊 د) 𝜇 > 𝜃 tan
ب) 𝑓 < 𝑊
جـ) 𝜇 < 𝜃𝑛𝑎𝑡 𝑅
الحل :لكي ينزلق الجسم يجب أن يكون 𝑊 sin 𝜃 > 𝑓𝑚𝑎𝑥 : ولكن 𝑅 × 𝜇 = 𝑥𝑎𝑚𝑓 فإن 𝑊 sin 𝜃 > 𝜇 × 𝑅 :
𝑓 𝜃°
من تحليل القوى على محور رأسي يعامد المستوي نجد : 𝑊
𝜃 𝑅 = 𝑊 cosوبالتالي 𝑊 sin 𝜃 > 𝜇 × 𝑊 cos 𝜃 : نتوصل للنتيجة التالية tan 𝜃 > 𝜇 :وهو شرط االنزالق . m = 5 Kg 100N
س -13يوضح الشكل المقابل قوى أفقية تؤثر على جسم :
)P (N
الكتلة مستقرة على المستوي ومعامل االحتكاك بين الكتلة والسطح 0,4فإن مدى القيم المحتملة للقوة 𝑃 هي: أ)𝑁 𝑃 > 120
ب) 𝑁𝑃 < 80
جـ) )𝑁(80(𝑁) ≤ 𝑃 ≤ 120
د) )𝑁(80(𝑁) ≥ 𝑃 ≥ 120
الحل :نحسب نهاية قوة االحتكاك 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 × 𝑅 : ولكن من تحليل القوى على محور رأسي نجد 𝑁 𝑅 = 𝑊 = 𝑚. 𝑔 = 50 وبالتالي نجد 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 0,4 × 50 = 20 𝑁 : نناقش حالتين :أوالً – إذا كانت 𝑁 𝑃 > 100الجسم يتحرك باتجاهها وتكون قوة االحتكاك بعكس الحركة وعندها يجب أن تكون 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝑃 > 100 𝑁 +أي 𝑃 > 100 𝑁 + 20 وبالتالي يتحرك الجسم نحو اليسار إذا كانت 𝑃 > 120 𝑁 : ثانيا ً -إذا كانت 𝑁 𝑃 < 100الجسم يتحرك نحو اليمين وقوة االحتكاك نحو اليسار وعندها يجب أن يكون 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝑃 < 100 𝑁 −أي 𝑃 < 100 𝑁 − 20 وبالتالي يتحرك الجسم نحو اليسار إذا كانت 𝑃 < 80𝑁 : لكي يبقى الجسم دون تحرك يجب أن يكون 80𝑁 ≤ 𝑃 ≤ 120 𝑁 : س -14يوضح الشكل المجاور القوى المؤثرة على جسم كتلته (𝑔𝐾 ) 3مستقر على مستوي أفقي
𝑁8 60°
فإن قوة االحتكاك على الكتلة : أ)𝑁 𝑓 = 8 جـ) 𝑁𝑓 = 4
ب) 𝑁𝑓 = 6,93 د) 𝑁𝑓 = 34
الحل :بتحليل القوى على محور الحركة نجد 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝐹 cos 60 :ومنه 𝑁 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 8 cos 60 = 4 س -15دفع راكب طائرة بقدمه حقيبة كتلتها ( ) 15Kgعلى أرض أفقية وتحتاج الحقيبة إلى قوة ( ) 60Nللحركة فإن مقدار القوة الالزمة لتحريك الحقيبة بعجلة 𝑎 = 0,2𝑚/𝑠 2هي: أ)𝑁𝐹 = 60
ب) 𝑁𝐹 = 57
جـ) 𝑁𝐹 = 63
د) 𝑁𝐹 = 210
الحل :بتحليل القوى على محور الحركة وبتطبيق قانون نيوتن الثاني نجد : 𝑎 × 𝑚 = 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝐹 −ومنه 𝐹 − 60 = 15 × 0,2 :
وبالتالي 𝐹 = 63𝑁 :
س -16تتسارع كتلة مقدارها 6Kgبمقدار ( ) 1,25𝑚/𝑠 2على سطح أفقية بفعل قوة قدرها (𝑁) 22,5 ب) 𝑁𝑓 = 7,5
)1قوة االحتكاك القصوى هي :أ)𝑁𝑓 = 22,5
جـ) 𝑁𝑓 = 30
د) 𝑁𝑓 = 15
الحل :بتحليل القوى على محور الحركة وبتطبيق قانون نيوتن الثاني نجد : 𝑎 × 𝑚 = 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝐹 −ومنه : نجد :
22,5 − 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 6 × 1,25
𝑁 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 15
)2قوة االتصال العمودية هي :أ)𝑁𝑅 = 60
ب) 𝑁𝑅 = 22,5
جـ) 𝑁𝑅 = 28,5
د) 𝑁𝑅 = 37,5
الحل :بتحليل القوى على محور رأسي نجد 𝑅 = 𝑊 = 60 𝑁 : )3معامل االحتكاك هو :أ)𝜇 = 0,4 الحل 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 × 𝑅 :
ب) 𝜇 = 2,5
جـ) 𝜇 = 0,25
ومنه 15 = 𝜇 × 60 :
فإن 𝜇 = 0,25 :
س -17يوضح الشكل المقابل كتلة مقدارها ( )4Kgتستقر على سطح
د) 𝜇 = 0,8
𝑃
يميل بزاوية () 35°مع األفقي بفعل قوة مقدارها ( ) ) P(Nتؤثر إلى أعلى السطح فإذا كان معامل االحتكاك بين الكتلة والسطح
35°
يساوي ( ) 0,45فإن القيم الممكنة للقوة ( ) Pهي : أ)𝑁 𝑃 > 37,7
ب) 𝑁𝑃 < 8,2
جـ) )𝑁(8,2(𝑁) ≤ 𝑃 ≤ 37,7
د) )𝑁(8,3(𝑁) ≥ 𝑃 ≥ 37,7
الحل :نحسب نهاية قوة االحتكاك 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 × 𝑅 : ولكن من تحليل القوى على محور رأسي نجد 𝑁 𝑅 = 𝑊 cos 35 = 40 cos 35 = 32,77 وبالتالي نجد 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 0,45 × 32,77 = 14,7 𝑁 : مركبة الوزن على محور الحركة هي 𝑊 sin 35 = 23𝑁 : نناقش حالتين :أوالً – إذا كانت 𝑁 𝑃 > 23الجسم يتحرك باتجاهها وتكون قوة االحتكاك بعكس الحركة وعندها يجب أن تكون 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝑃 > 23 𝑁 +أي 𝑃 > 23 𝑁 + 14,7 وبالتالي يتحرك الجسم نحو اليسار إذا كانت 𝑃 > 37,7 𝑁 : ثانيا ً -إذا كانت 𝑁 𝑃 < 23الجسم يتحرك نحو األسفل وقوة االحتكاك نحو األعلى وعندها يجب أن يكون 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝑃 < 23 𝑁 −أي 𝑃 < 23 𝑁 − 14,7 وبالتالي يتحرك الجسم نحو االسفل إذا كانت 𝑃 < 8,3𝑁 : لكي يبقى الجسم دون تحرك يجب أن يكون 8,3𝑁 ≤ 𝑃 ≤ 37,7 𝑁 :
س -18يتحرك دراج بدراجته بسرعة ( 𝑠) 7 𝑚/عندما استعمل الكابح على العجلتين فتوقف بعد أن قطع مسافة ( 𝑚5 ) -Iالعجلة التي يتحرك بها الدراج مع دراجته هي :
أ) 𝑎 = 0,7𝑚/𝑠 2
جـ) 𝑎 = 4,9𝑚/𝑠 2
ب) 𝑎 = −0,7𝑚/𝑠 2
د) 𝑎 = −4,9 𝑚/𝑠 2
الحل :من عالقات الحركة بعجلة منتظمة 𝑣 2 = 𝑢2 + 2 × 𝑎 × 𝑆 : 02 = 72 + 2 × 𝑎 × 5ومنه 𝑎 = −4,9𝑚/𝑠 2 : -IIمعامل االحتكاك بينهما وبين األرض هو : أ)𝜇 = 0,49
ب) 𝜇 = 0,94
جـ) 𝜇 = 0,25
د) 𝜇 = 0,8
الحل :من تحليل القوى على محور الحركة وبتطبيق قانون نيوتن الثاني نجد−𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝑚 × 𝑎 : ولكن من تحليل القوى على محور رأسي نجد 𝑅 = 𝑊 = 𝑚 × 𝑔 :وبالتالي يكون 𝑅 × 𝜇 = 𝑥𝑎𝑚𝑓 نعوض −𝜇 × 𝑅 = 𝑚 × 𝑎 :وبالتالي 𝑎 × 𝑚 = 𝑔 × 𝑚 × 𝜇 −فإن 𝑎 = 𝑔 × 𝜇− −𝜇 × 10 = −4,9
نجد 𝜇 = 0,49
س -19سلة نفايات كتلتها (𝑔𝐾) 500ومعامل االحتكاك بينها وبين األرض يساوي () 0,6لتبدأ السلة حركتها وهي محملة يجب بذل قوة أكبر من( 𝑁 ) 7350المطلوب: – Iقيمة قوة االتصال العمودية بين السلة واألرض عند تطبيق قوة ( 𝑁 ) 7350هي: أ)𝑁𝑅 = 7350
ب) 𝑁𝑅 = 6850
د) 𝑁𝑅 = 12250
جـ) 𝑁𝑅 = 4410
الحل 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 × 𝑅 :نعوض 𝑅 × 730 = 0,6ومنه 𝑁𝑅 = 12250 -IIالحمولة القصوى من لنفايات في هذه الحالة هي : أ)𝑔𝐾725
ب) 𝑔𝐾1725
جـ) 𝑔𝐾7250
د) 𝑔𝐾17250
الحل :بتحليل القوى على محور رأسي نجد 𝑅 = 𝑊 = 𝑚 × 𝑔:نعوض 12250 = 𝑚 × 10 : ومنه
𝑔𝐾 𝑚 = 1225وبالتالي الحولة القصوى هي 1225 − 500 = 725𝐾𝑔 :
س -20كتلة مقدارها (𝑔𝐾 ) 2على مستوي يميل على األفق بزاوية قدرها ( ) 50°أثرت قوة أفقية مقدارها (𝑁 ) 30 على الكتلة كما هو موضح في الشكل . 𝑁30
-I
في حال عدم وجود احتكاك : أ)الكتلة تنزلق نحو اسفل المستوي
50°
ب) الكتلة ال تنزلق . جـ) الكتلة تنزلق نحو أعلى المستوي الحل :بتحليل القوى على محور الحركة نجد 𝑁30 cos 50 = 19,3𝑁 > 20 sin 50 = 15,3 وبالتالي الجسم ينزلق نحو األعلى -II
في حال وجود احتكاك بين الكتلة والمستوي يجعل الكتلة مستقرة: أ) قوة االحتكاك توازي المستوي نحو األسفل وقيمتها ( 𝑁) 4
ب) قوة االحتكاك توازي المستوي نحو األعلى وقيمتها ( 𝑁) 4 جـ) قوة االحتكاك أفقية تعاكس قوة الشد وقيمتها ( 𝑁) 30 الحل :بما أن الجسم ينزلق نحو األعلى قوة االحتكاك نحو اسفل المستوي . بتحليل القوى على محور الحركة نجد 30 cos 50 − 20 sin 50 − 𝑓 = 0:ومنه 𝑁𝑓 = 4 س -21صندوق كتلته(𝑔𝐾 ) 35بدأ االنزالق من السكون على منحدر يميل بزاوية ( ) 20°ويخضع لقوة احتكاك قيمتها ( 𝑁: ) 100 -I
-II
معامل االحتكاك بين الصندوق والمستوي هو : جـ) 𝜇 = 0,6د) 𝜇 = 0,8 أ) 𝜇 = 0,49ب) 𝜇 = 0,3 الحل :بتحليل القوى على محور رأسي يعامد مستوي الحركة نجد 𝑅 = 𝑊 cos 20 = 350 cos 20: ولكن 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 × 𝑅 :نعوض 100 = 𝜇 × 350 cos 20 :ومنه 𝜇 = 0,3 : العجلة التي يتحرك بها الصندوق هي :
أ) 𝑎 = 0,63𝑚/𝑠 2
ب) 𝑎 = 3,42𝑚/𝑠 2
جـ) 𝑎 = 0,56𝑚/𝑠 2
د) 𝑎 = 2,85 𝑚/𝑠 2
الحل :بتحليل القوى على محور الحركة وتطبيق قانون نيوتن الثاني : 𝑎 × 𝑚 = 𝑥𝑎𝑚𝑓 𝑊 sin 20 −
نعوض
𝑎 × 350 sin 20 − 100 = 35ومنه 𝑎 = 0,3𝑚/𝑠 2 ثانيا ً – اجب بكلمة صح أم خطأ مع تبرير اإلجابة : -1سقط حجر من السكون فإن سرعته بعد ( 𝑠 ) 3هي 30 𝑚/𝑠 : الحل ( :صح ) 𝑡 × 𝑎 𝑣 = 𝑢 +نعوض 𝑣 = 0 + 10 × 3 :ومنه 𝑣 = 30𝑚/𝑠 : -2سقطت كرة من السكون من ارتفاع (𝑚 ) 5فوق سطح األرض فإن سرعة الكرة لحظة اصطدامها باألرض هي 𝑠30 𝑚/ الحل ( :خطأ )𝑆 × 𝑎 × 𝑣 2 = 𝑢2 + 2
نعوض 𝑣 2 = 02 + 2 × 10 × 5 :ومنه 𝑣 = 10𝑚/𝑠 :
-3أسقطت طفلة حجر من فوق جسر على نهر فارتطم الحجر بماء النهر بعد ( 𝑠 ) 1,4فإن ارتفاع الجسر فوق النهر هو (𝑚 ) 15 1
الحل ( :خطأ ) 𝑡 × 𝑢 𝑆 = × 𝑎 × 𝑡 2 + 2
1
نعوض 𝑆 = × 10 × 1,42 + 0 × 1,4 : 2
ومنه 𝑆 = 9,8𝑚 : -4قذفت كرة إلى أسفل بسرعة (𝑠) 3,5 𝑚/واصطدمت باألرض بسرعة (𝑠) 17,5 𝑚/فإن االرتقاع الذي قذفت منه الكرة هو (𝑚 ) 14,7 الحل ( :صح ) 𝑆 × 𝑎 × 𝑣 2 = 𝑢2 + 2 ومنه 𝑆 = 14,7𝑚 :
نعوض 17,52 = 3,52 + 2 × 10 × 𝑆 :
-5قذف حجر إلى اسفل من ارتفاع (𝑚 )14,7فاصطدم باألرض بعد (𝑠 ) 1,4فإن سرعة الحجر لحظة إصطدامه باألرض هي (𝑠) 30 𝑚/ 1
الحل ( :خطأ ) 𝑡 × 𝑢 𝑆 = × 𝑎 × 𝑡 2 + 2
1
نعوض 14,7 = × 10 × 1,42 + 𝑢 × 1,4 :ومنه 𝑢 = : 2
𝑠 3,5𝑚/ثم نعوض في القانون 𝑣 = 𝑢 + 𝑎 × 𝑡 :نجد 𝑣 = 3,5 + 10 × 1,4ومنه 𝑠𝑣 = 17,5 𝑚/ -6تقذف آلة كرات تنس الكرة إلى أعلى رأسيا ً بسرعة ابتدائية قدرها (𝑠) 25 𝑚/فإن ارتفاع الكرة بعد زمن قدره ( 𝑠 ) 2هو (𝑚 ) 14 1
1
2
2
الحل ( :خطأ ) 𝑡 × 𝑢 𝑆 = × 𝑎 × 𝑡 2 +نعوض 𝑆 = × −10 × 22 + 25 × 2 : ومنه 𝑆 = 30𝑚 : -7يقذف العب السرك كرة إلى أعلى رأسيا ً بسرعة (𝑠 ) 6 𝑚/أقصى ارتفاع تصل إليه الكرة هو (𝑚 ) 1,8 الحل ( :صح ) عند بلوغ أقصى ارتفاع 𝑣 = 0نعوض في القانون 𝑆 × 𝑎 × 𝑣 2 = 𝑢2 + 2 𝑆 × 02 = 62 + 2 × −10
ومنه 𝑆 = 1,8𝑚 :
-8تقذف كرة رأسيا ً إلى أعلى لتصل إلى أقصى ارتفاع قدره (𝑚 ) 22فإن السرعة اإلبتدائية للكرة هي (𝑠)15 𝑚/ الحل ( :خطأ )
𝑆 × 𝑎 × 𝑣 2 = 𝑢2 + 2
نعوض 02 = 𝑢2 + 2 × −10 × 22 :
ومنه 𝑢 ≈ 21𝑚/𝑠 : -9قذف حجر لألعلى ليصل إلى أقصى ارتفاع قدره (𝑚 ) 35فإن الزمن الالزم لذلك هو (𝑠 ) 4 الحل ( :خطأ ) 𝑆 × 𝑎 × 𝑣 2 = 𝑢2 + 2نعوض 02 = 𝑢2 + 2 × −10 × 35 ومنه 𝑠𝑢 ≈ 26,5𝑚/ 𝑡 × 𝑎 𝑣 = 𝑢 +نعوض 0 = 26,5 + (−10) × 𝑡 :ومنه 𝑡 = 2,65 𝑠 : -10قذف حجر إلى أعلى بسرعة ابتدائية (𝑠) 20 𝑚/فإن سرعة الحجر بعد (𝑠 ) 3هي (𝑠 )10 𝑚/لألعلى الحل ( :صح ) 𝑡 × 𝑎 𝑣 = 𝑢 +نعوض 𝑣 = 20 + (−10) × 3 :ومنه 𝑣 = −10𝑚/𝑠 : -11قذفت كرة إلى األعلى وعادت إلى نفس النقطة بعد زمن قدره (𝑠 ) 3,2فالسرعة اإلبتدائية هي(𝑠)20 𝑚/ 1
1
2
2
الحل ( :خطأ ) 𝑡 × 𝑢 𝑆 = × 𝑎 × 𝑡 2 +نعوض 0 = × (−10) × 3,22 + 𝑢 × 3,2 :ومنه : 𝑠𝑢 = 16 𝑚/ -12قذف حجر إلى أعلى بسرعة ابتدائية قدرها(𝑠 ) 30 𝑚/فإن سرعته عندما يعود لنفس النقطة هي (𝑠)30 𝑚/ لألسفل الحل ( :صح )
𝑆 × 𝑎 × 𝑣 2 = 𝑢2 + 2
نعوض 𝑣 2 = 302 + 2 × (−10) × 0 :
ومنه 𝑣 = ∓30𝑚/𝑠 : -13قذفت كرة إلى أعلى بسرعة ابتدائية (𝑠) 12 𝑚/من نقطة على ارتفاع ( 𝑚 ) 4فوق سطح األرض فإن سرعة الكرة عندما تصل األرض هي (𝑠 ) 8 𝑚/لألسفل
الحل ( :خطأ ) 𝑆 × 𝑎 × 𝑣 2 = 𝑢2 + 2 𝑠 −15𝑚/ألن الجسم في حالة هبوط
نعوض 𝑣 2 = 122 + 2 × (−10) × (−4) :ومنه 𝑣 = :
-14قذف حجر من اعلى بناء بسرعة ابتدائية( 𝑠)15 𝑚/نحو األعلى فوصل األرض بعد زمن ( 𝑠 ) 4فإن ارتفاع البناء هو (𝑚 ) 20 1
1
2
2
الحل ( :صح ) 𝑡 × 𝑢 𝑆 = × 𝑎 × 𝑡 2 +نعوض 𝑆 = × (−10) × 42 + 15 × 4 : ومنه 𝑆 = −20 𝑚 :والتفسير لإلشارة السالبة أن مستوي القذف فوق مستوي األرض -15قذف حجر من أعلى بناء يرتفع عن سطح األرض (𝑚 ) 30نحو األعلى فوصل األرض بعد زمن (𝑠 ) 5فإن السرعة اإلبتدائية هي (𝑠) 30 𝑚/ 1
1
2
2
الحل ( :صح ) 𝑡 × 𝑢 𝑆 = × 𝑎 × 𝑡 2 +نعوض −30 = × (−10) × 52 + 𝑢 × 5 : ومنه 𝑢 = 19𝑚/𝑠 :
انتهت األسئلة