حل مراجعة الدرس

9. طاقة الوضع المرونية. لديك مسدس لعبة، تدفع بداخله الطلقات المطاطية، فتضغط نابضاً، وعندما يتحرر النابض يطلق الرصاصات المطاطية، بفعل طاقة وضعه المرونية، إلى خارج المسدس، فإذا استخدمت هذا النظام لإطلاق الطلقات المطاطية إلى أعلى فارسم مخططاً بيانياً بالأعمدة يصف أشكال الطاقة في الحالات الآتية:

a. عند دفع الطلقات المطاطية داخل ماسورة المسدس، مما يؤدي إلى انضغاط النابض.

b. عند تمدد النابض وخروج الطلقات من ماسورة المسدس بعد سحب الزناد.

c. عند وصول الخرزات إلى أقصى ارتفاع لها.

.

10. طاقة الوضع. أطلقت قذيفة كتلتها 25 kg من مدفع على سطح الأرض، فإذا كان مستوى الإسناد هو سطح الأرض فما مقدار طاقة الوضع للنظام عندما تصبح القذيفة على ارتفاع 425 m؟ وما التغير في طاقة الوضع عندما تصل القذيفة إلى ارتفاع 225 m؟

pE₁ = mgh = 25 X 9.8 X 425 = 1.04 X 10⁵ J =10.4 X 10⁴ J

pE2 = mgh = 25 X 9.8 X 225 = 5.5 X 10⁴ J

$∆$pE = pE₁ - pE2 = 10.4 X 10⁴ J - 5.5 X 10⁴ J = 4.89 X 10⁴ J

11. نظرية الشغل – الطاقة. كيف تطبق نظرية الشغل – الطاقة عند رفع كرة البولينج من سلة الكرات إلى كتفك؟

الطاقة الحركية لكرة البولنج تساوي صفر عندما تكون مستقرة على حمالة الكرة وتساوي صفر أيضاً عند مستوى الكتف بعد أن ترفعها لذلك الشغل الكلي المبذول منك ومن الجاذبية على الكرة يجب أن يساوي الصفر.

12. طاقة الوضع. متسلق صخور كتلته 90 kg تسلق في البداية 45 m فوق سطح طبقة صخرية ليصل إلى قمة التل، ثم هبط إلى نقطة تبعد 85 m أسفل قمة التل، فإذا كان سطح الطبقة الصخرية هو مستوى الإسناد، فجد طاقة الوضع الجاذبية للنظام (المتسلق والأرض) عند أعلى ارتفاع وصله المتسلق، وكذلك عند أدنى نقطة. وارسم مخططاً بيانياً بالأعمدة لكل من الوضعين.

عند أعلى ارتفاع:

PE₁ = 3.97 X 10⁴ J

في الأسفل:

pE₂ = -3.53 X 10⁴ J

13. التفكير الناقد. استخدم زياد خرطوماً هوائياً ليؤثر بقوة أُفقية ثابتة في قرص مطاطي موجود فوق مضماراً هوائي عديم الاحتكاك، فجعل الخرطوم مصوّباً نحو القرص طوال تحركه لمسافة محددة؛ ليضمن التأثير بقوة ثابتة في أثناء حركة القرص.

a. وضح ما حدث بدلالة الشغل والطاقة، واستعن بيانياً بالأعمدة، برسم مخططٍ بيانيٍّ بالأعمدة.

أثر زيادة بقوة ثابتة F خلال مسافة d وبذل شغلا W = Fd على القرص المطاطي وهذا الشغل يغير الطاقة الحركية للقرص المطاطي بمقدار0.5mv² .

b. افترض أن زياداً استخدم قرصاً مطاطياً آخر كتلته نصف كتلة القرص الأول، وبقيت الظروف كلها كما هي، فكيف تتغير طاقة الحركة والشغل في هذا الوضع عن الوضع الأول؟

عندها يأخذ القرص المطاطي المقدار نفسه من الشغل والتغير نفسه في الطاقة الحركية لكنه يتحرك أسرع بمعامل مقداره 1.414.

c. وضح ما حدث في a وb بدلالة الدفع والزخم.

القرص المطاطي له زخم أقل من القرص الأول فيتعرض القرص المطاطي الثاني لدفع أقل.