الفرض الأول في مادة الفيزياء2021 للسنة الثانية ثانوي

نص الفرض الأول:

1 ـ نترك جسما (S) كتلته m = 300 g في النقطة A، لينزلق من السكون على مستوي مائل بالزاوية α عن المستوي الأفقي المار من  B. يكتسب الجسم طاقة حركية في النقطة B قيمتها  E_CB = 1,0 J

نعطي: α = 30º، AA' = h = 50 cm ، g = 10 N/kg  

نرمز لقوة الاحتكاك المطبقة من طرف المستوي المائل على الجسم (S) بالرمز f ، وجهتها عكس جهة الحركة.

أ ـ  مثل القوى المؤثرة على الجسم (S) بين الموضعين A وB ؟

ب ـ أحسب عمل قوة الثقل بين الموضعين A وB ؟

جـ ـ مثل الحصيلة الطاقوية للجملة (جسم) بين الموضعين A وB، (وجود قوى احتكاك يعني أن الجملة تقدم طاقة للمحيط على شكل تحويل ميكانيكي).

د ـ أكتب معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم) بين الموضعين A وB ؟

  ـ استنتج عمل قوة الاحتكاك بين الموضعين A و B ؟

هـ ـ أوجد قيمة قوة الاحتكاك إذا علمت أن AB = 86,6 cm ؟

و ـ أوجد سرعة الجسم (S) عند النقطة B ؟

2 ـ يواصل الجسم الحركة على الطريق الأفقي BC، حيث BC = 1 m، ويخضع الجسم بين B و C لنفس قوة الاحتكاك السابقة.

أ ـ  مثل القوى المؤثرة على الجسم (S) بين الموضعين B وC ؟

ب ـ مثل الحصيلة الطاقوية للجملة (جسم) بين الموضعين B وC ؟

جـ ـ أكتب معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم) بين الموضعين B وC ؟

    ـ استنتج قيمة الطاقة الحركية عند النقطة C ؟

د ـ أوجد سرعة الجسم (S) عند النقطة C ؟

تصحيح الفرض الأول في مادة الفيزياء للسنة الثانية ثانوي2021

1 ـ أ ـ  تمثيل القوى المؤثرة على الجسم (S) بين الموضعين A و B:(2.5)

ب ـ حساب عمل قوة الثقل بين الموضعين A و B:(1)

$$W_{AB}(\vec{P}) = mgh = 0.3 \times 10 \times 0.5 = 1.5 \, \text{J}$$

جـ ـ تمثيل الحصيلة الطاقوية للجملة (جسم) بين الموضعين A و B:(2.5)

د ـ كتابة معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم) بين الموضعين A و B:(1)

$$E_{C_A}+W_{AB}(\vec{P})-\mathrm{\mid }{W}_{AB}(\vec{f})\mathrm{\mid }=E_{C_B}$$

استنتاج عمل قوة الاحتكاك بين الموضعين A و B:(1.5)

 من معادلة انحفاظ الطاقة نجد:

$$|W_{AB}(\vec{f})| = W_{AB}(\vec{P}) - E_{C_B}$$

ومنه:

$$\mathrm{\mid }{W}_{AB}(\vec{f})\mathrm{\mid }=0.5\text{J}$$

هـ ـ إيجاد قيمة قوة الاحتكاك:(2)

لدينا:

$$W_{AB}(\vec{f}) = -f \cdot AB \implies f = \frac{-W_{AB}(\vec{f})}{AB}$$

ومنه:

$$f=\frac{-(-0.5)}{0.866}=0.577\text{N}$$

و ـ إيجاد v_B:(1.5)

لدينا:

$$E_{C_B} = \frac{1}{2} m v_B^2$$

ومنه:

$$v_B = \sqrt{\frac{2E_{C_B}}{m}}$$

تطبيق عددي:

$$v_B=2.58\text{m/s}$$

2 ـ أ ـ  تمثيل القوى المؤثرة على الجسم (S) بين الموضعين B و C:(2)

ب ـ تمثيل الحصيلة الطاقوية للجملة (جسم) بين الموضعين B و C:(2)

جـ ـ كتابة معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم) بين الموضعين B و C: (1.5)

$$E_{C_B}-\mathrm{\mid }{W}_{BC}(\vec{f})\mathrm{\mid }=E_{C_C}$$

استنتاج قيمة الطاقة الحركية عند النقطة C:(1)

E_CC = 1 – 0,58×1 = 0,42 J

د ــ إيجاد سرعة الجسم (S) عند النقطة C:(1.5)

v_C = 1,68 m/s