الحركة والتحريك أهم األسئلة النظرية:

Transcript

1 أهم األسئلة النظرية: انطالقا من العالقة: الحركة والتحريك (x ) = k m x استنتج أن حركة الجسم هي حركة جيبية انسحابية توافقية بسيطة )استنتج التابع الزمني لمطال القوس المرن( استنتج عبارة الطاقة الميكانيكية في الحركة التوافقية البسيطة. قارن بين الحركة الدائرية المنتظمة والحركة التوافقية البسيطة )تمثيل فرينل(. برهن أن جركة نواس الفتل هي حركة جيبية دو ارنية توافقية. إيجاد التابع الزمني )المطال( يستلزم إيجاد الثوابت التالية: X: max من نص المسألة. w 0 : من إحدى العالقتين: w 0 = k m w 0 = π T 0 φ من شروط البدء: = 0 t نعوض عن x بقيمتها في تابع المال ثم نعوض هذه الثوابت في تابع المطال: x = x max cos(w 0 + φ) عندما يتحرك الجسم باالتجاه السالب تكون سرعته سالبة لذا نختار ال ازوية التي تجعل السرعة سالبة. التجاه السالب في النواس المرن هو نحو األعلى. ثابت صالبة النابض ال يتعلق بالكتلة المعلقة. لحساب االستطالة السكونية للنابض نستخدم العالقة: kx 0 = m. g وفي حال كان,k m غير معطى في نص المسألة نستخرجه من عالقة الدور وعندها نحذف )m( في العالقة. ال يتعلق الدور في النواس المرن إال ب.k,m تركيب تابعين جيبيين يتطلب إيجاد كل من: أما x: max من تمثيل فرينل. φ: ال ازوية بين xx والشعاع المحصل. w 0 فهي نفسها للتابعين. لتعيين لحظات المرور في وضع التوازن x = 0 األول: 0=k وعند المرور الثاني 1=k وهكذا... مع مالحظة أنه عندما يكون = 0 α φ = π + πk cos نقوم بإيجاد الزمن من تابع المطال وعند المرور.5.7.8

2 = 0 v في وضع التوازن. ألن 0=v. F = kx 9. يتوقف النواس عن الحركة عندما: = 0 a & عندما يكون x=0 يكون = 0 p E k = 0 E عندما x = x max يكون = 0 k E p = E E قوانين النواسات محصلة القوى المؤثرة في النواس هي قوة إرجاع x = x max cos(w 0 + φ ) T 0 = π w 0 = π m k E = E p + E k θ = θ max cos(ω 0 t + φ) الشكل العام لتابع المطال: عالقة دور النواس المرن: العالقة في الحركة التوافقية البسيطة: = 1 kx + 1 mv = 1 kx max عزم مزدوجة الفتل Γ m = kθ التابع الزمني لله اززة الدو ارنية )نواس الفتل(: T 0 = π I Δ k عالقة الدور في نواس الفتل: k = k (r)4 ثابت فتل السلك: E p = 1 kθ الطاقة الكامنة لنواس الفتل: الطاقة الحركية لنواس الفتل: E p = 1 I Δ(θ ) 1 E = 1 kθ الطاقة الميكانيكية لنواس الفتل: max T 0 = π I Δ m.g.d 1. عالقة الدور الخاص في النواس الثقلي الغير المتخامد: T 0 = π g 13. عالقة الدور الخاص في النواس الثقلي البسيط: T 0 يتم حساب الدور في حالة السعات الكبيرة بالعالقة: T 0 [1 + θ max 16 ] 4

3 األسئلة النظرية: االهت از ازت غير التوافقية النواس الثقلي غير المتخامد لحساب عزم عطالة ساق حول محور مار من طرفها نطبق نظرية هويغنز: " عزم عطالة الساق حول محور ال يمر من مركز عطالتها يساوي عزم عطالة الساق حول محور مار من مركزها )يعطى في نص المسألة ) + كتلة الساق لحساب d )البعد بين مركز عطالة النواس ومحور الدو ارن(: نطبق شرط التوازن التالي: Γ = 0 d = m ir i أو m i. 3 نواسان متوافقان أي دورهما متساو..5 استنتج العالقة المحددة لسرعة كرة النواس في نقطة من مساره. مربع البعد بين مركز عطالة الساق وبين محور الد و ارن" نطبق نظرية الطاقة الحركية بين الموضعين: أقصى ارتفاع وعند المرور بالشاقول. في المسائل العامة لحساب h نتبع ما يلي: من المثلث : abc cos θ = h h = cos θ h = cos θ = (1 cos θ) نواس ثقلي يدق الثانية يكون دوره )S(. a L-h b h θ c

4 مقاومة الهواء استنتج السرعة الحدية لحركة سقوط جسم في الهواء. عند بلوغ السرعة الحدية يكون ثقل الجسم مساويا لمقاومة الهواء. F e = w Fr حيث يعطى نبض المسألة بداللة السرعة فنعوض في العالقة السابقة ونستنتج العالقة المحددة للسرعة الحدية انطالقا من العالقة األساسية في التحريك. أهم القوانين: أ. تعطى قوة مقامة الهواء بالعالقة v t = mg kρs F r = 1 kρsv ب. قانون السرعة الحدية: ; m = ρ s. v = ρ s πr 3 ت. نسبة سقوط كرتين من ارتفاع واحد: األسئلة النظرية: v t1 = r1 v t r ميكانيك السوائل استنتج أن شدة دافعة أرخميدس تساوي ثقل السائل الم ازح. استنتج أن سرعة انسياب السائل تزداد بنقصان سطح مقطعه )معادلة االستم اررية(. استنتج معادلة برنولي للجريان المستقر )المعادلة التي توضح العالقة التي تربط بين الطاقة الحركية لجسيم السائل وطاقته الكامنة الثقالية والضغط في نقطة من السائل(. عمل القوة يساوي القوة االنتقال تجيب ال ازوية بين شعاع القوة وشعاع االنتقال: w F = F. L. cos θ نضرب ب للتحويل من. إلى m 3 cm 3 أهم القوانين: للتحويل من L )ليتر( إلى m 3 نضرب ب الضغط الكلي المؤثر في نقطة من سائل: ρ tota = ρhg + ρ 0. معادلة االستم اررية: v v 1 = s φ + 1 ρv + ρgz = const s 1. 3 معادلة برنولي هي: سرعة الجريان: v = gz

5 األسئلة النظرية: الكهرباء والمغناطيسية استنتج عبارة عمل القوة الكهرطيسية )مكسويل(. استنتج عبارة القوة المغناطيسية )لورنز( وحدد عناصرها. استنتج عبارة عزم المزدوجة الكهرطيسية. تدل اإلشارة ) ( على أن شعاع الحقل المغناطيسي عمودي على سطح الكتاب ويتجه نحو الداخل بينما تدل اإلشارة )1( على أن شعاع الحقل المغناطيسي عمودي على سطح الكتاب ويتجه نحو العين. ليكن لدينا ناقلين يمر بهما التيا ارن,I1 I فإذا كان التيا ارن المحصل: بجهة واحدة كان الحقل المغناطيسي.B=B1+B أما إذا كان التيا ارن بجهتين متعاكستين فإن:.B = B 1 B شدة الحقل المغناطيسي: أ. في ناقل مستقيم: B = I a 7 ni ب. في ناقل دائري: π 10 B = ت. في ناقل حلزوني: حيث تقاس B B = 4π. 10 r 7 ni بواحدة التسال تعطى شدة قوة البالس بالعالقة: إذا لم تذكر φ هي طول الوشيعة و n عدد اللفات. F = IL. B. sin θ في نص المسألة فالمقصود بها sin θ = 1 φ = π 5. عزم القوة = ذ ارع القوة القوة.7 حيث يكون العزم موجبا إذا كانت القوة تحاول أن تدير الجسم بعكس جهة عقارب الساعة ويكون العزم سالبا إذا حاولت القوة أن تدير الجسم بجهة عقارب الساعة. )هام( ذ ارع القوة هو البعد العمودي بين حامل القوة ومحور الدو ارن. تعطى االستطاعة الميكانيكية بالعالقة: P = Γ F. ω حيث φ هي السرعة ال ازوية..8 أهم القوانين: تعطى االستطاعة الكهرطيسية بالعالقة P = ω t التدفق المغناطيسي: φ = B. s. cos α حيث φ تقدر بواحدة التسال. يتم حساب شدة القوة الكهرطيسية )البالس( من العالقة:.F = I. L. B sin θ يتم حساب عمل القوة الكهرطيسية )مكسويل( من العالقة: w =.I Δφ حيث: w تقدر بالجول )J( و I باألمبير )A( و φ بالويبر.)Weber(

6 يعطى عزم المزدوجة الكهرطيسية بالعالقة: Γ Δ = N. I. B. sin θ F = q. v. B. sin (v, 5. ت حسب القوة المغناطيسية من العالقة: ) B األسئلة النظرية: التحريض الكهرطيسي اشرح تجربة تبين فيها قانون فرداي واكتب نص هذا القانون. استنتج عبارة الطاقة الكهرطيسية المختزنة في وشيعة. استنتج عبارة القوة المحركة الكهربائية المتحرضة. عندما ي طلب داللة المقياس عند قطع التيا ار لكهربائي فالمقصود هو حساب شدة التيار المتحرض: i = E R = Aφ r. Δt حيث )-( تشير إلى قانون لينز..φ لكن عند قطع التيار = 0 φφ = φ φ تعطى علقة االستطاعة الكهربائية بالعالقة: P = E. i ذاتية الوشيعة: 7 N L = 4π. 10 = 4π ( ) السلك قطر.π.r حيث N تقدر بواحدة الهنري )H(. لحساب شدة التيار المتحرض نطبق قانون فرداي: i = BvL R تابع القوة المحركة الكهربائية المتحرضة: E max = N. S. B. w E = E max sin wt االهت از ازت الكهربائية القسرية.5 الوصل على التسلسل: استنتج عبارة التوتر المنتج في دارة تيار متناوب تحوي مقاومة صرفة وبرهن أن الطاقة تصرف على شكل ح اررة بفعل جول أي:. P = RI eff استنتج عبارة التوتر المنتج في دارة تيار متناوب تحوي ذاتية )وشيعة( صرفة وبرهن أن االستطاعة المتوسطة في الوشيعة معدومة. استنتج عبارة التوتر المنتج في دارة تيار متناوب تحوي مكثفة وبرهن أن االستطاعة المتوسطة في المكثفة معدومة.

7 4. استنتج عبارة التوتر المنتج في دارة تيار متناوب تحوي على مقاومة ووشيعة ومكثفة موصولة على التسلسل. 5. استنتج عالقة دور التيار في حالة التجاوب الكهربائي )الطنين(. 1. في الوصل على التسلسل شدة التيار تكون ثابتة بينما في الوصل على التفرع يكون الكمون هو الثابت.. الوصل على التسلسل: أ. في حالة المقاومة األومية يكون التوتر المطبق بين طرفي الدارة على توافق بالطور مع شدة التيار. Umax i π ب. في حالة الوشيعة: التوتر اللحظي يتقدم بالطور على الشدة اللحظية بمقدار Umax. π ت. في حالة المكثفة: التوتر اللحظي متأخر بالطور عن التيار بمقدار Umax i i في حالة الوصل على التفرع: أ. وشيعة: التوتر اللحظي متأخر بالطور عن الشدة بمقدار ب. مكثفة: التوتر اللحظي متقدم بالطور على الشدة بمقدار ت. مقاومة: التوتر اللحظي على توافق بالطور مع الشدة. π π إن الوشيعة ذات المقاومة المهملة يكون عامل استطاعتها معدوم. عندما يعطى عامل االستطاعة في نص المسألة هذا يعني أن الوشيعة تحوي على مقاومة أومية. عندما تحوي الوشيعة على مقاومة أومية يجب إمالة شعاع فرينل بالنسبة للوشيعة حيث يصنع ازوية حادة. المصباح يعتبر دوما مقومة صرفة. b α a c cos α = (bc) +(ab) (ac) )هامة( (ab).(bc) عالقة تجيب ازوية.5.7.8

8 .9 1 عامل استطاعة الدارة هو عبارة عن cos مع محور التوتر. ال ازوية التي يصنعها شعاع شدة التيار الخاص بالدارة إذا أضفنا إلى المكثفة في دارة مكثفة أخرى وط لب منا تحديد الطريقة التي تمت بها ضم المكثفتين يجب أن نقارن بين السعة المكافئة لهما وسعة المكثفة األولى فإذا كانت C eq > C 1 فالوصل على التفرع واذا كان: C eq < C 1 فالوصل على التسلسل. = 1 wl )في حالة التجاوب( وفي هذه الحالة يكون: وعندها لحساب C eq نطبق العالقة: wc eq I eff = I max I eff = U eff حيث Z=R Z العالقة بين القيم المنتجة والقيم العظمى: U eff = U max االستطاعة المتوسطة المستهلكة في دارة: P avg = I eff. U eff. cosα 1 3 االستطاعة الظاهرية: P A = I eff. U eff. 14 عامل االستطاعة: cos θ = P avg P A المحولة الكهربائية استنتج المعادلة التفاضلية للدارة.)R.L.C( استنتج عبارة الدور الخاص لالهت از ازت الحرة غير المتخامدة. استنتج عبارة شدة التيار الكهربائي في الدارة المهتزة. استنتج عبارة الطاقة في الدارة الكهربائية المهتزة. عندما تكون الوشيعة طبقة واحدة يكون: عدد لفات الوشيعة = طول سلك الوشيعة محيط اللفة الواحدة N = πr C = q max. سعة المكثفة: U max شدة التيار I max = ω 0. q max نسبة التحويل )μ(: μ = U max (s) U max (s) = N s η = 1 1 RI eff U p N p. 3 مردود المحولة) η (:

9 األمواج المستقرة العرضية 1. استنتج عبارة سعة الموجة المستقرة على نهاية مقيدة وحدد مواقع عقد وبطون االهت ازز. 1. في األمواج المستقرة العرضية المنعكسة على نهاية مقيدة طول الوتر: L = k Z = k v f f = kv L عندما 1=k على نهاية طليقة: )المدروج األساسي(. أما باقي التوت ارت تسمى توت ارت المدروجات من أجل..,3,=k f = (k 1) v 4L حيث 1) k ( )مدروجات الصوت( قوانين المزامير: )هامة( حيث: f = k L = F T μ = k L F T. L m F T قوة شدة التوتر )kg. m 1 ( الكتلة الخطية للوتر μ األمواج المستقرة الطولية مزمار متشابه الطرفين: يكون طول المزمار فيه عددا صحيحا من نصف طول الموجة: L = n λ f = n v L. مزمار مختلف الطرفين: طول المزمار يساوي عددا فرديا من ربع طول الموجة: L = (n 1) v 4f f = (n 1).v 4.L v 1 v = T 1 :K تقدر بالكلفن TT حيث

10 T K = T + 73 v 1 v = D D 1 = M M 1 حيث: D = M حيث 9 كثافة الهواء و M كثافة الغاز يكون المزمار متشابه الطرفين إذا كان ذو فم ونهاية مفتوحة أو لسان ونهاية مغلقة. األسئلة النظرية: يكون المزمار مختلف الطرفين إذا كان ذو فم ونهاية مغلقة أو ذو لسان ونهاية مفتوحة. فيزياء الجسم الصلب النماذج الذرية والطيوف استنتج عالقة الطاقة الميكانيكية إللكترون ذرة الهيدروجين. استنتج نصف قطر بور لذرة الهيدروجين. مالحظة: يعطى قانون الجذب الكلي بالعالقة: F G = G m e.m p a انت ازع االكترونات وتسريعها قوانين: استنتج طاقة انت ازع )عمل انت ازع( الكترون مر من سطح معدن. عدد طرق انت ازع االلكترونات. استنتج معادلة حامل مسار الكترون له سرعة ابتدائية عمودية على خطوط حقل كهبائي منتظم. أو: استنتج أن معادلة حامل مسار االكترون في منطقة حقل كهربائي منتظم هي معادلة قطع مكافئ. تعطى القوة الكهربائية الناجمة عن جذب البروتون بالعالقة: وقوة العطالة النابذة: F E = k e r 4 F C = m e. a c = m e. b r حيث: r نصف قطر مسار االكترون v: سرعة االكترون.

11 اإلنف ارغ الكهربائي واألشعة المهبطية 1. ما هما شرطا توليد األشعة المهبطية.. ما طبيعة األشعة المهبطية. مالحظة: 1. لحساب عدد االلكترونات الصادرة المهبطية في كل ثانية: I. t M = e. لحساب الطاقة الحركية ألحد اإللكترونات: E =.e V حيث V فرق الكمون. E = 1 m. v v = E m 3. حساب سرعة الكترون: 1. مما يتألف ارسم االهت ازز االكتروني.. ما هي وظيفة شبكة وهلنت. 3. ما المادة المتألقة في شاشة ارسم االهت ازز. 4. لماذا تطلى الشاشة بطبقة من الغ ارفيت. الفعل الكهرح ارري الفعل الكهرضوئي 1. عدد خواص الفوتون. 1. للتحويل من e.v إلى جول نضرب ب كي تعمل حجيرة كهرضوئية يجب أن تكون طاقة الفوتون الوارد أكبر أو تساوي طاقة االنت ازع. نظرية الكم 1. على ماذا تنص فرضية بالنك وفرضية آينشتاين في ميكانيك الكم.

12 أنصاف النواقل 1. عدد انصاف النواقل بحسب مقاومتها النوعية. على ماذا يتوقف فرق الكمون )توتر الحاجز( في الوصلة p-n غير المستقطبة. 3. عرف الت ارنزستور وعدد نوعاه. 4. استنتج عالقة عامل التضخيم )هام(. 5. ألنصاف النواقل الهجينة نمطان ما هما يعطى عامل التضخيم في الت ارنزستور R.C R E الفيزياء الطبية 1. استنتج أقصر طول موجة لفوتونات األشعة السينية. ما هي طبيعة. األشعة السينة. 3. عدد خواص األشعة السينية. الليزر ما هو الفرق بين اإلصدار المحثوث واإلصدار التلقائي. عدد أنواع الليز ارت. الفيزياء النووية 1. اشرح عمل المطياف الكتلي في فصل نظائر عنصر ما. ما مبرر إطالق تسمية النيوكلون على كل من البروتون والنيوترون داخل النواة. سرعة اإليون: v = qv q.b نصف قطر مسار الحزمة االكترونية: r = m.v q.b