. Conservation of Energy

Transcript

1 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 1 الدرس 1 3 ) السؤال األول : حفظ أكتب بين القوسين االسم بقاء ) الطاقة الوحدة األولي : الفصل األول : الحركة الطاقة. Conservation of Energy أو المصطمح العممي الذي تدل عميو كل عبارة من العبا ارت التالية : )... ) مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة لمجسم الماكروسكوبي. 2- مجموع طاقات الوضع والحركة لجسيمات النظام. 3- مجموع الطاقة الداخمية U والطاقة الميكانيكية ME )... ) نظام ال تتبادل فيو الطاقة مع محيطيا وتكون الطاقة الكمية محفوظة. 5- الطاقة ال تفنى وال تستحدث من عدم, ويمكن داخل أي نظام معزول أن تتحول من شكل الى آخر, فالطاقة الكمية لمنظام ثابتة ال تتغير. 5 -الطاقة التي يتبادليا جسيمات النظام وتؤدي إلى تغير حالتو بتغير طاقة الربط بن أج ازئو. السؤال الثاني : )... )... )1 ضع بين القوسين عالمة ) أمام العبارة الصحيحة عمميا وعالمة X ) أمام العبارة غير الصحيحة عمميا في كل مما يمي : ) )2 عند قذف جسم ألعمى في مجال الجاذبية األرضية وبإىمال االحتكاك مع اليواء التثاقمية وطاقة حركتيا. ) ) ) ) )4 )5 )3 طاقة الوضع التثاقمية لألجسام المختمفة تتوقف عمى االرتفاع ال أرسي لمجسم فقط. تزداد طاقة وضعيا في األنظمة المعزولة عندما تكون الطاقة الميكانيكية محفوظة يكون التغير في الطاقة الكامنة الوضع ) يساوي معكوس التغير في الطاقة الحركية. إذا ترك جسم ليسقط سقوطا ح ار فان مجموع طاقة وضعو وطاقة حركتو يساوي مقدار ثابت بإىمال االحتكاك مع اليواء. عند فإنو المحيط اليواء تأثير اىممنا و فقط واألرض مظمي من مؤلفا معزوال نظاما أن اعتبرنا إذا ىبوط المظمي تقل طاقة الوضع وتزداد طاقة الحركة بينما الطاقة الميكانيكية والطاقة الكمية ثابتة ال تتغير. )7 )6 ) في النظام المعزول المؤلف من مظمي واألرض واليواء المحيط ترتفع درجة ح اررة المظمة واليواء المحيط أثناء ىبوط المظمي باستخدام المظمة. ) مؤلف لنظام اليواء مع االحتكاك ق ىو بإىمال ارتفاع ما عن سطح األرض فان. ΔE=ΔKE من األرض والكرة أثناء سقوط الكرة سقوطا ح ار من 1

2 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 2 ) اذا سقط جسم كتمتو 2 kg من ارتفاع قدره ) m 12 وكانت سرعتو قبل االصطدام باألرض مباشرة ىي ) m/s 7, فان مقدار قوة االحتكاك المعاكسة لحركتو تساوي ) N ) اذا عمقت كتمة قدرىا M كثقل لبندول في نياية خيط طولو ) m 4, وعند جذب الخيط جانبا بواسطة قوة مؤثرة عمى الكتمة حتى صنع الخيط ازوية قدرىا مع ال أرسي ثم تركت المجموعة حرة, فان مقدار السرعة التي تتحرك بيا الكتمة عندما تمر تحت نقطة التعميق مباشرة تساوي ) m / s 7.26 ). ) عند سقوط جسم كتمتو ) kg 1 في حالة سكون من ارتفاع ) cm 50 عمى زنبرك ثابت مرونتو. ) 0.53) m فان أقصى مسافة ينضغط بيا الزنبرك تساوي, k ) = 80 N / m ) تزداد طاقة الوضع وتقل طاقة الحركة لمصعد قطعت أحبالو أثناء حركتو ألعمى. ) مقدار الشغل لرفع جسم من مستوى مرجعي الى مرتفع معين باستخدام مستوى مائل يتغير بتغير ازوية ميل المستوى في غياب االحتكاك. )8 )9 )11 )11 )12 السؤال الثالث :- أكمل العبا ارت التالية بما ت اره مناسبا :- 1- جسم يسقط ح ار في مجال األرض بإىمال االحتكاك مع اليواء ) وطاقة حركتو في لحظة ما ) J 40 فاذا أنقصت طاقة وضعو بمقدار ) J 10, فان طاقة حركتو تصبح مساوية... ) ألن)... ) 2- عندما تقذف كرة أرسيا ألعمى في اليواء تزداد... ) وتقل... ) ومجموعيما... ) في كل لحظة من لحظات حركتيا. 3- اذا أثرت قوة قدرىا ) N 50 في طرف نابض معمق أرسيا, فاستطال مسافة ) m وعمى ذلك الشغل المبذول يساوي J... ). 4- انزلق الجسم الساكن من ) ألسفل المستوى المائل األممس, فاذا كانت B كتمتو ) m وعجمة الجاذبية األرضية ) 2 ) g = 10 m / s فان سرعتو 0.2 m عند B ) تساوي m / s... ). 5- جسم موضوع عمى ارتفاع h ) من سطح األرض, ويممك طاقة وضع تثاقمية تساوي ) J 200 فاذا ىبط 1m مسافة تعادل, فان طاقة حركتو عمى ىذا االرتفاع تساوي J... ). 6- التغير في الطاقة الكمية يساوي مجموع... ). 7- الشرط الذي ينبغي توفره لتكون الطاقة الميكانيكية لنظام معزول محفوظة ىو) الطاقة التي يتبادليا جسيمات النظام وتؤدي الى تغير حالتو بتغير طاقة الربط بين أج ازءه تسمى. ) الطاقة الميكانيكية الميكروسكوبية تسمى يرمز لمطاقة الميكانيكية الميكروسكوبية بالرمز... ). 2

3 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 3 في النظام المعزول المؤلف من الجسم واألرض وبإىمال االحتكاك مع اليواء فانو يمكن اعتبار أن قيمة الطاقة الداخمية تساوي... ). الطاقة الميكانيكية لمنظام تعتبر... ) عند إىمال االحتكاك مع اليواء. الطاقة الكامنة الميكروسكوبية تتغير أثناء تغير... ) النظام. تكون الطاقة الكمية لمنظام محفوظة عندما يكون النظام... ) وال يكون ىناك أي... ) لمطاقة بين النظام والمحيط. طائر كتمتو ) kg 0.3 يطير عمى ارتفاع فان طاقتو الميكانيكية تساوي J... ) 50 ) m من سطح األرض بسرعة مقدارىا 12 ) m / s. عمما بأن ) 2 ) g = 10 m / s ) -16 صندوق كتمتو ) kg 50 ينزلق عمى مستوى مائل عمى األفق ب ازوية بسرعة ثابتة v كما في الشكل الموضح فقطع مسافة قدرىا ) m 4, وعمى ذلك الشغل المبذول عمى الصندوق يساوي... ). السؤال ال اربع :- ) في المربع الواقع أمام أنسب إجابة لكل من العبا ارت التالية :- ضع عالمة اذا ازدت طاقة حركة جسم ما الى أربعة أمثاليا, فيذا يعني أن سرعتو : 1- ازدت إلى مثمييا ازدت الى أربعة أمثاليا نقصت إلى نصف ما كانت عميو نقصت الى ربع ما كانت عميو 2- جسم ساكن كتمتو ) m موضوع عمى سطح األرض المستوى المرجعي ), فان : طاقة حركتو فقط معدومة طاقة وضعو فقط معدومة طاقة وضعو وطاقة حركتو غير معدومتان طاقة حركتو وطاقة وضعو معدومتان 3- كمما اقترب الجسم الساقط سقوطا ح ار من سطح األرض, فان : طاقة حركتو تقل طاقة وضعو تقل طاقتو الكمية تتغير طاقة حركتو ال تتغير 4- إذا ترك الجسم الموضح بالشكل ينزلق دون سرعة ابتدائية ألسفل المستوى األممس المائل, عندما يقطع مسافة ) m 4 عمى المستوى المائل, فان وزن الجسم يبذل شغال يساوي بالجول: m = 0.3 kg

4 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 4 5- ترك جسم كتمتو ) kg 2 ليسقط ح ار باتجاه األرض من ارتفاع ) m 4 سرعتو ) m / s 5 يجب أن يقطع مسافة قدرىا : 2.75 m 3.5 m 6- جسم طاقة وضعو ) J 100 عندما يكون عمى ارتفاع فإن طاقة حركتو تصبح h عن سطح األرض, فمكي تصبح 1 m 1.25 m h ) m من سطح األرض, فاذا ترك ليسقط ح ار, h 25 ) J عندما يكون عمى ارتفاع من سطح األرض بالمتر يساوي : h h 7- ينزلق جسم كتمتو ) g 500 بدون سرعة ابتدائية من أعمى قمة مستوى مائل خشن ب ازوية 20 ) cm عن سطح األرض المستوى المرجعي لطاقة الوضع التثاقمية ) ) m / s 1.8 فإن قوة االحتكاك المؤثرة عمى الجسم تساوي بالنيوتن: في األنظمة المعزولة حيث تكون الطاقة الميكانيكية محفوظة يكون : -9 التغير في الطاقة الكامنة يساوي معكوس التغير في الطاقة الحركية التغير في الطاقة الكامنة يساوي معكوس التغير في الطاقة الداخمية التغير في الطاقة الكامنة يساوي التغير في الطاقة الحركية التغير في الطاقة الكامنة يساوي التغير في الطاقة الداخمية عند وجود قوى احتكاك في نظام معزول في التغير يكون من ارتفاع وصل الى نياية المسار بسرعة الطاقة الميكانيكية : يساوي لنظام ما صفر التغير في الطاقة الداخمية معكوس التغير في الطاقة الداخمية التغير في الطاقة الكمية 4

5 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 5 السؤال الخامس :- : B ) ) قارن بين أ ) طاقتي حركة جسمين متماثمين تماما ماعدا اختالف واحد B ) ) وجو المقارنة طاقة حركة الجسم طاقة حركة الجسم سرعة الجسم ) الجسم ) B مثمي سرعة B ) ) وجو المقارنة طاقة حركة الجسم طاقة حركة الجسم يتحرك الجسم ) شماال ويتحرك الجسم ) B جنوبا B ) ) وجو المقارنة طاقة حركة الجسم طاقة حركة الجسم يقذف الجسم ) أرسيا ألعمى يقذف أرسيا ألسفل بنفس و B السرعة االبتدائية وجو المقارنة التعريف وجو المقارنة الطاقة الميكانيكية الماكروسكوبية حفظ الطاقة الميكانيكية في نظام معزول الطاقة الميكانيكية الميكروسكوبية عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في نظام معزول العالقة ب ) : عمل لكل مما يمي تعميال عمميا سميما : 1- ارتفاع درجة ح اررة المظمة واليواء المحيط أثناء ىبوط المظمي باستخدام المظمة.... األرض ) غير محفوظة اذا افمت الصندوق 2- الطاقة الميكانيكية لمنظام المعزول الصندوق المستوى المائل عمى المستوى المائل الخشن من نقطة ).... 5

6 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 6 تزيد الطاقة الحركية الميكروسكوبية لجسيمات النظام برفع درجة ح اررتو.... في األنظمة المعزولة المغمقة تكون الطاقة الكمية محفوظة.... ال يتغير مقدار الشغل لرفع جسم من مستوى مرجعي الى مرتفع معين باستخدام مستوى مائل بتغير ازوية ميل المستوى في غياب االحتكاك السؤال السادس :- االستنتاجات : أ ) مستعينا بالشكل المقابل... أثبت أن : من خالل د ارسة التبادل بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع التثاقمية في غياب االحتكاك في حركة البندول البسيط وفي أي لحظة بين نقطة االفالت وموضع االستق ارر. الطاقة الميكانيكية في ىذه المحظة : ب ) مستعينا بالشكل المقابل... أثبت أن : في االنظمة المعزولة يكون التغير في الطاقة الكامنة الوضع ) يساوي معكوس التغير في الطاقة الحركية

7 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 7 تابع السؤال السادس : استنتج معادلة حساب التغير في الطاقة الميكانيكية في نظام معزول بداللة قوة االحتكاك لممستوى المائل مقدارىا السؤال السابع :- حل المسائل التالية : - )1 ) تم رفع جسم كتمتو ) kg 6 من أسفل سطح مستوى مائل خشن بفعل قوة موازية N 80 ليصل لقمة المستوى بعد قطع مسافة ) m 18, فاذا عممت أن قوة االحتكاك بين الجسم و سطح المستوى المائل تعادل ثمث وزنو, أوجد : أ- الشغل الذي بذلتو تمك القوة. سطح مستوى مائل خشن F 37 اتجاه الحركة ب- طاقة الوضع التثاقمية وىو أعمى المستوى ج- الشغل الناتج عن وزن الجسم د- الشغل الناتج عن قوة االحتكاك. 7

8 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة ه- الشغل الكمي المبذول و- التغير في طاقة حركة الجسم ) 2 جسم كتمتو ) kg 5) تحرك من السكون من أعمى نقطة عمى سطح مستوى مائل أممس, يتصل بسطح أفقي خشن كما بالشكل ) 1, ومثمنا عالقة الطاقة الميكانيكية ) ME لمجسم مع ا ازحتو ) d بيانيا, فحصمنا عمى الخط البياني BC كما بالشكل ) 2, اعتمادا عمى ىذا الشكل أوجد: أ- ج- ارتفاع المستوى المائل ) h مقدار سرعة الجسم عند نياية المستوى المائل د- مقدار قوة االحتكاك بين الجسم والسطح األفقي f خشن ME J B ) C d m h أملس 1 ) 8

9 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 9 3 ) نابض ثابت مرونتو ) N/ m 200 تم ضغطو لينقص طولو بمقدار ) cm 15 ووضع أمامو جسم كتمتو ) kg 2 عمى سطح أفقي أممس, ثم ترك النابض لينطمق دافعا الجسم,... أحسب : أ- مقدار سرعة الجسم بعد أن يقطع مسافة ) cm 20 m 0.2 m 0.05 m موضع االتزان 0.15 m m من وضع انضغاط النابض. 4 ) سقط جسم كتمتو ) kg 3 سقوطا" ح ار" نحو األرض من النقطة ), عمما بأن ) 2 g = 10 m / s... أحسب : أ- مقدار التغير في طاقة الوضع التناقمية لمجسم عندما. يصل الى النقطة ) B h 1 = 8 m B h 2 = 2 m سطح األرض ب- الشغل الذي بذلو الجسم أثناء سقوطو من ) الى B. 9

10 ج- و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 11 سرعتو لحظة وصولو لمنقطة ) B. 5 ) في الشكل الموضح الجزء B) ىو ربع دائرة نصف قطره ) m 1 افمت جسم كتمتو ) g 300 عند النقطة ) وينزلق بدون احتكاك الىأن يصل لمنقطة ) B... احسب : أ- سرعة الجسم عند النقطة ) B وىي أخفض نقطة من ربع الدائرة. m= 300g B C ب- الجزء األفقي BC) خشنا", اذا توقف الجسم عن الحركة عند نقطة ) C التي تبعد ) m 3, أوجد قوة االحتكاك. h 1 B 6 ) في الشكل الموضح خرزة تنزلق عمى سمك كم يجب أن يكون االرتفاع ) 1 h ان كان عمى الخرزة المنطمقة من ) من حالة السكون أن تكتسب سرعة قدرىا ) m / s 200 عند ) B بإىمال االحتكاك ). 11

11 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 11 h 1 = 50 cm B C h 2 = 30 cm 7 ) في الشكل الموضح : اذا كان و وطول السمك من ) الى ) C ) cm 400 أفمتت خرزة كتمتيا ) g 3 من ) عمى السمك الى أن تصل ) C وتتوقف... احسب مقدار قوة االحتكاك التي تعاكس حركة الخرزة h حتى تصل و ) في الشكل الموضح : 8 نظام مكون من كتمتان والنظام في حالة سكون, عند انفالت الكتمة األرض بسرعة قدرىا ), أوجد االرتفاع سطح األرض لمكتمة

12 و ازرة التربية التوجيو الفني العام لمعموم المجنة الفنية المشتركة لمفيزياء - بنك أسئمة الصف الثاني عشر العممي/ الجزء األول - صفحة 12 بكرة ملساء 9 ) كتمة مقدارىا ) kg 20 ) مربوطة بنابض ثابتو k = 380 ) N/m بواسطة حبل يمر عمى بكرة ممساء سقطت الكتمة ابتداء من السكون ألسفل عند انفالت النابض, أوجد قيمة : أ- سرعة الكتمة بعد أن أسقطت مسافة ) m 0.4 ). h 1 20kg نابض L ) وطولو h ) تقف سيارة كتمتيا) m ) عمى تل ارتفاعو ), اثبت أن سرعة السيارة عندما تصل الى 11 قاع التل ىي : حيث قوة االحتكاك التي تعوق الحركة