تنطلق دراجة نارية أمام منزل يعتقد أصحابه أنها تتجاوز حدود السرعة المسموح بها وهي 40km/h صف تجربة بسيطة يمكنك إجراؤها لتقرر ما إذا كانت هذه الدراجة تتجاوز السرعة المحددة فعلاً عندما تمر أمام المنزل.

نقيس الزمن اللازم للوصول إلى نقطة معينة وبحساب المسافة لبعد هذه النقطة عن المنزل وقياس الزمن اللازم يمكن قياس سرعة الدراجة النارية وتحدد فيما إذا كانت تتجاوز السرعة المسموح بها أم لا.

حلول مراجعة عامة والتفكير الناقد والكتابة في الفيزياء

مراجعة عامة

50. يبيّن الشكل 28-2 نموذج الجسيم النقطي لحركة ولد يعبر طريقاً بشكل عريض، ارسم منحنى (الموقع - الزمن) المكافئ للنموذج، واكتب المعادلة التي تصف حركة الولد، علماً بأن الفرة الزمنية هي 0.1s

51. يبيّن الشكل 29-2 منحنى (الموقع - الزمن) لحركة كل من زيد وخليل وهما يجدفان في قاربين عبر نهر.

a. عند أي زمن (s) كان زيد وخليل في المكان نفسه؟

1 h

b. ما الزمن الذي يستغرقه زيد في التجديف قبل أن يتجاوز خليلاً؟

2700s

c. في أي موقع من النهر يوجد تيار سريع؟

من 6km الى 9km من نقطة الأصل.

52. غادرت السيارتان A وB المدرسة عندما كانت قراءة ساعة الإيقاف صفراً، وكانت السيارة A تتحرك بسرعة منتظمة 75km/h، والسيارة B تتحرك بسرعة منتظمة 85km/h

a. ارسم منحنى (الموقع - الزمن) لحركة كل من السيارتين ووضح بُعد كل منهما عن المدرسة عندما تشير ساعة الإيقاف إلى 2h. حدد ذلك على رسمك البياني.

السيارة A:

d_A = v_At (75 km/h) (2.0 h) = 150 km

السيارة B:

d_B = v_Bt = (85 km/h) (2.0 h) = 170 km

b. إذا مرت كلتا السيارتين بمحطة وقود تبعد 120km عن المدرسة، فمتى مرَّت كل منهما بالمحطة؟ حدد ذلك على الرسم.

$\begin{array}{r}{t}_{\mathrm{A}}=\frac{d}{v_{\mathrm{A}}}=\frac{120\mathrm{km}}{75\mathrm{km}/\mathrm{h}}=1\mathrm{\%}\mathrm{h}\\ t_{\mathrm{B}}=\frac{d}{v_{\mathrm{B}}}=\frac{120\mathrm{km}}{85\mathrm{km}/\mathrm{h}}=1\mathrm{\%}\mathrm{h}\end{array}$

• تمر بها السيارة A بعد مرور 96s.
• تمر بها السيارة B بعد مرور 84s.

53. ارسم منحنى (الموقع - الزمن) لسيارتين A وB تسيران نحو شاطئ يبعد 50km عن المدرسة، تحركت السيارة A عند الساعة 12:00pm بسرعة 40km//h من متجر يبعد 40km عن الشاطئ، بينما تحركت السيارة B من المدرسة عند الساعة 12:30pm بسرعة 100km/h متى تصل كل من السيارتين A وB إلى الشاطئ؟

تصل كل من السيارتين الساعة الواحدة.

54. يبين الشكل 30-2 منحنى (الموقع - الزمن) لحركة علي ذهاباً وإياباً في ممر، افترض أن نقطة الأصل عند أحد طرفي الممر.

a. اكتب فقرة تصف حركة علي في الممر، بحيث تتطابق مع الحركة الممثلة في الرسم البياني الآتي:

تحرك علي بسرعة منتظمة لمدة 8s من نقطة البداية فقطع مسافة 6m، ثم توقف فجأة حتى الثانية 24. ثم تحرك بسرعة منتظمة لمدة 8s تقريباً فقطع مسافة 6m أخرى، ثم توقف لمدة 6s تقريباً، ثم تحرك بسرعة منتظمة في الاتجاه المعاكس لمدة 8s فقطع مسافة 9m، ثم توقف لمدة 5s، ثم عاد للحركة بسرعة منتظمة في الاتجاه الأول لمدة ثانية واحدة تقريباً فقطع مسافة 3m، ثم توقف لمدة ثانيتين ثم تحرك بسرعة منتظمة فقطع مسافة 6m في الاتجاه المعاكس، فعاد إلى نقطة البداية.

b. متى كان موقع علي على بُعد 0.6m؟

7.5s بعد مرور

c. ما الزمن بين لحظة دخول علي في الممر، ووصوله إلى موقع يبعد 12m عن نقطة الأصل؟ وما السرعة المتجهة المتوسطة لعلي خلال الفترة (37s-46s).

$1.0 \frac{m}{s}, v=\frac{12-10}{37-40}=\frac{-2}{3} m/s،33.0 \mathrm{s}،32.5 \mathrm{s}$

التفكير الناقد:

55. تصميم تجربة. تنطلق دراجة نارية أمام منزل يعتقد أصحابه أنها تتجاوز حدود السرعة المسموح بها وهي 40km/h صف تجربة بسيطة يمكنك إجراؤها لتقرر ما إذا كانت هذه الدراجة تتجاوز السرعة المحددة فعلاً عندما تمر أمام المنزل.

نقيس الزمن اللازم للوصول إلى نقطة معينة وبحساب المسافة لبعد هذه النقطة عن المنزل وقياس الزمن اللازم يمكن قياس سرعة الدراجة النارية وتحدد فيما إذا كانت تتجاوز السرعة المسموح بها أم لا.

56. تفسير الرسوم البيانية. هل يمكن أن يكون المنحنى البياني ل(الموقع - الزمن) لجسم خطاً أفقياً؟ وهل يمكن أن يكون خطاً رأسياً؟ إذا كانت إجابتك "نعم" فصف بالكلمات هذه الحركة.

يمكن أن يكون خطاً أفقياً عندما يكون الجسم لا يتحرك أي أنه لا يوجد تغير في المسافة مع مرور الزمن. لكن لا يمكن أن يكون خطاً رأسياً أبداً.

57. وقف طلاب شعبة الفيزياء في صف واحد، وكانت المسافة بين كل طالبين 25m، واستخدموا ساعات إيقاف لقياس الزمن الذي تمر عنده سيارة تتحرك على طريق رئيس أمام كل منهم وتم تدوين البيانات في الجدول 3-2. ارسم منحنى (الموقع - الزمن) مستخدماً البيانات الواردة في الجدول، ثم أوجد ميل الخط البياني في المنحنى، واستنتج سرعة السيارة.

ميل الخط المستقيم غير ثابت لذلك فان سرعة السيارة أيضاً غير ثابتة.

الكتابة في الفيزياء
58. حدد علماء الفيزياء سرعة الضوء 300x10⁸m/s. كيف توصلوا إلى هذا؟ اقرأ حول سلسلة التجارب التي أجريت لتعيين سرعة الضوء، ثم صف كيف تطورت التقنيات التجريبية لتجعل نتائج التجارب أكثر دقة.

تم التوصل إلى هذا العدد بعد سلسلة تجارب تراكمية وباستخدام تقنيات مختلفة للوصول إلى أقرب النتائج دقة.

مراجعة تراكمية:

59. حوّل كل من قياسات الزمن الآتية إلى ما يعادلها بالثواني.

58ns .a

5.8x10^-8s

0.046Gs .b

46000s

9270ms.c

9.270s

12.3ks .d

12.3 x10³s