كتاب تمارين و حلولها فيزياء السنة الرابعة متوسط

كتاب تمارين و حلولها فيزياء السنة الرابعة متوسط

* يعلق دلو بواسطة حبل مثبت في النقطة (A) من عارضة حامل. 

1 - ما هي الأجسام التي يمكن اعتبارها جملا ميكانيكية ؟ 

2 - بين بواسطة مخطط أجسام متأثرة نوع التأثير المتبادل بين الجمل الميكانيكية المعتبرة (عن بعد أو تلامسی). |

* قرب أحمد طرف مغناطيس من مسمار حديدي، فلاحظ أن المسمار يقفز و يلتصق بالمغناطيس. علل أحمد ذلك بالقول إن المغناطيس يجذب إليه المسمار.

1 - هل توافق أحمد فيما قاله أم لديك رأي آخر ؟

2 - إذا كنت تخالف أحمد، فعلى ماذا تستند في رأيك و كيف تبرهن على ذلك عمليا ؟

* طلبت الأم من أبنها الذي كان يلعب منتعلا أحذية مزودة بعجلات أن يساعدها في دفع مکتب کبیر لزحزحته و تغییر مکانه.

حاول الإبن دفع المكتب لكن الأم ضحكت و قالت له : ينبغي أن | أساعدك أولا. ماذا حدث للإبن عند المحاولة ؟ و كيف تفسر ذلك ؟

* يجر حصان عربية على طريق أفقية.

1 - فيما يتجلى الفعل الميكانيكي في العرية ؟ 

2 - هل العربية تؤثر على الحصان بفعل میکانیکي ؟ و هل يظهر تأثيره في الحصان ؟

* يمسك بهلواني بأحدى يديه عارضة أفقية و يمسك باليد الأخرى حقيبة بينما يعلق  باحدى رجليه کیساً

1 - بين بواسطة مخطط أجسام متأثرة الأفعال المتبادلة بين الجمل الميكانيكية المعتبرة. 

2 - ما هي الجمل التي تؤثر فيما بينها عن بعد ؟ 

* يجر قارب سريع متزحلقا على الماء بواسطة حبل. 

- أذكر الجمل الميكانيكية في هذا المثال، و بين بواسطة مخطط أجسام متأثرة الأفعال المتبادلة بينها .

- مخطط سرعة السيارة :

- نعتبر اللحظة t = 0 s موافقة للثانية الخامسة قبل انطفاء المحرك. علما أنه في هذه اللحظة كانت للسيارة سرعة قدرها

v=36 m/s . بعد انطفاء المحرك مباشرة تبدأ سرعة السيارة في التناقص حتى تنعدم بعد 10s، و هذا يعني أن مرحلة السرعة المتناقصة تدوم 10s. قبل مرحلة السرعة المتناقصة تسير السيارة بسرعة ثابتة مدة 5s باعتبار بدء الزمن اللحظة التي تسبق انطفاء المحرك به 5s).

(3) احو 

- يلاحظ عمليا أن اطفاء المحرك (عن قصد أو عن غير قصد) دون الضغط على المكابح، تجعل السيارة تواصل السير مسافة قد تطول أو تقصر نظرا لعدة عوامل هي : 

- قيمة السرعة التي كانت للسيارة لحظة انطفاء المحرك فكلما كانت السرعة كبيرة قطعت السيارة مسافة كبيرة قبل التوقف نهائيا و العكس صحيح. 

- حالة أو وضعية الطريق : فإذا كانت ملساء و أفقية و مبللة فإن السيارة تقطع مسافة كبيرة قبل التوقف، أما إذا كانت خشنة و جافة فالتوقف يتم بعد مسافة أصغر. 

- إذا كانت الطريق مائلة صعودا ، فإن مسافة التوقف تتعلق بجميل الطريق، إذ تقل بزيادة ميل الطريق. 

- اتجاه الرياح : الرياح تهب في نفس اتجاه حركة السيارة فهي تساعدها على الحركة مسافة أطول، أما إذا كانت تهب في عكس اتجاه الحركة فإنها تعيق حركتها و تساعد على إيقافها مع بقية العوامل بعد مسافة أقصر. 

- تفسير عدم توقف السيارة مباشرة بعد انطفاء المحرك : توقف السيارة التي كان لها سرعة معينة يعني أن حرکتها تمر بمرحلة التباطؤ أي مرحلة السرعة المتناقصة، و هذه الوضعية تنتج من تأثير قوة معاكسة لاتجاه الحركة في السيارة. هذه القوة مصدرها احتكاك عجلات السيارة بأرضية الطريق و كذا مقاومة الهواء و الرياح.

* درسنا في هذه الوحدة القوة و الحالة الحركية، ورأينا أنه إذا أثرت قوة في جملة ميكانيكية في نفس اتجاه الحركة فإنها تؤدي إلى تزايد سرعتها. أما إذا كانت الجملة الميكانيكية في حالة حركة بسرعة ما و خضعت لقوة اتجاهها في عكس اتجاه حركة الجملة فإن ذلك يؤدي إلى تناقص سرعتها. و بما أن الضغط على المكابح يؤدي إلى تناقص سرعة السيارة، فإنه يمكن تمثيل فعل المكابح بقوة تؤثر في عکس اتجاه حركة السيارة، هذه القوة تدوم فترة الضغط على المكابح، فإذا أراد السائق تخفيض السرعة ضغط على المكابح فترة وجيزة ، أما إذا أراد إيقاف السيارة فإنه يواصل الضغط على المكابح حتى التوقف النهائي للسيارة أي أنعدام السرعة.

* إن وضع الأمتعة على سقف السيارة أو داخل الصندوق الخلفي أو حتى داخل السيارة على المقاعد الخلفية مثلا لا يؤدي إلى تغيير كتلة السيارة و حمولتها و بالتالي تقلها. 

- لكن عندما توضع الأمتعة في الصندوق الخلفي أو داخل السيارة، فإنها تتلقى مقاومة لحركتها من الهواء (احتكاك مائع)، شدة هذه المقاومة تزداد بزيادة سرعة السيارة، و تتعلق بحجم السيارة ككل و خاصة السطح الذي تقابل به الهواء أثناء سيرها ، يعني هذا أن المقاومة التي تتلقاها السيارة من الهواء تكون أكبر عندما توضع الأمتعة على سقف السيارة لأن ذلك يجعل مساحة السطح الذي تقابل به الهواء يكون أكبر من السطح الذي تقابل به الهواء بدون أمتعة على سقفها. 

- إن التقليل من مقاومة الهواء على السيارة يعني أن المحرك سيستهلك كميات من البنزين أقل لقطع نفس المسافة و بنفس السرعة. 

ملاحظة : لجعل مقاومة الهواء أصغر ما يمكن على السيارات ، و خاصة التي تسير بسرعات كبيرة كسيارات السباق الصيغة 1 (1 Formule) تصنع بحيث تكون مقدمتها مدببة (سطح مقابل للهواء أصغر ما يمكن) و كذلك قليلة الارتفاع.

* تجعل المستويات المائلة في حدائق التسلية صقيلة و ملساء قدر الإمكان لجعل الانزلاق عليها سهلا بحيث يتم النزول عليها بسرعة متزايدة تبلغ قيمة كبيرة في أسفل المستوي. و السبب في سهولة الانزلاق هو عدم وجود احتكاك بين الجسم المنزلق و سطح المستوي المائل الأملس أو يوجد احتكاك صغير جدا لا يؤثر على سرعة المنزلق ولا يشكل عائقا للحركة. - إن سهولة الانزلاق لقلة الاحتكاك هي نفسها سبب صعوبة الصعود على اي المستوى المائل، لأن الطفل کی يسير و يصعد على المستوي يضع قدمه على سطح المستوي لا يتلقي قوة مقاومة لنزوله و انزلاقه إلى أسفل. - إن الاحتكاك يسهل السير على المستوى المائل الخشن، و هو هنا يلعب دور الاحتكاك المحرك إذا كانت الحركة نحو الأعلى و يلعب دور الاحتكاك المقاوم إذا كانت الحركة نحو الأسفل لاحظ الشكل 2. في حالة المستوي المائل الخشن، القوة Foc تمثل الاحتكاك المحرك و هو الذي يساعد الجسم على الصعود و عدم الانزلاق نحو الأسفل.