الاختبار الأول في مادة الفيزياء للسنة الثانية ثانوي2021

ملاحظة: يوجد الاختبار بصيغة الـ PDF في نهاية هذا الموضوع

التمرين الأول:(6 نقاط)

1 ـ مثل السلسلتين الوظيفية، و الطاقوية لاشتعال مصباح بواسطة الطاقة الشمسية ؟

2 ـ مثل السلسلتين الوظيفية، والطاقوية لتسخين الماء بواسطة مقاومة كهربائية ؟

3 ـ أكمل ما يلي:

الطاقة ........... ...........  تتعلق بـ............. h  وهذا الأخير يحدد في ............ مختار نعتبر عنده الارتفاع يساوي ........... نسميه المستوى المرجعي لقياس ......... .......... ........... ومنه .......... .......... ........... تتعلق بالمرجع المختار أي معرفة بتقريب ثابت 

التمرين الثاني :(14 نقطة)

ندفع جسما صلبا (S) كتلته m = 200 g بسرعة ابتدائية v_A = 3 m/s من نقطة A ، مبدأ الفواصل على المحور (X'X) المنطبق على خط الميل الأعظم لمستوي مائل بزاوية α = 30º عن الأفق كما يوضحه الشكل التالي:

1 ـ نفرض أن الاحتكاكات مهملة.

أ ـ مثل القوى المؤثرة على الجسم؟

ب ـ مثل الحصيلة الطاقوية للجملتين (جسم)، (جسم + أرض) بين الموضعين A و B ؟

جـ ـ أوجد بطريقتين المسافة التي يمكن أن يقطعها الجسم على المستوي المائل، حيث تنعدم سرعته عند النقطة B ؟

2 ـ عند توقف الجسم عند النقطة B يبدأ حركة إنزلاق عكسية نحو النقطة A، لواصل الحركة على مستوي أفقي أملس، ثم يلتحم بنابض مرن فيضغطه بالمقدار x = 9,48 cm ، لاحظ الشكل التالي:

أ ـ استنتج سرعة الجسم عند وصوله الى النقطة A ؟

ب ـ مثل الحصيلة الطاقوية للجملة (جسم + نابض) بين الموضعين A وC، حيث الموضع C يوافق أقصى انضغاط للنابض؟

جـ ـ أوجد ثابت مرونة النابض (K) ؟

3 ـ نفرض أن الاحتكاكات غير مهملة، و تكافئ قوة معاكسة لجهة الحركة، حيث يتوقف الجسم عند النقطة B'

أ ـ مثل القوى المؤثرة على الجسم ؟

ب ـ مثل الحصيلة الطاقوية للجمة (جسم + أرض) بين الموضعين A و B' ؟

جـ ـ إذا كان AB' = 70 cm  . أوجد كل من عمل قوة الاحتكاك وكذلك شدتها ؟

د ـ عند توقف الجسم عند النقطة B'، يبدأ حركة إنزلاق عكسية نحو النقطة A، هل يصل الى النقطة A

نعطي: g = 10 N/kg

تصحيح الاختبار الاول في مادة الفيزياء للسنة الثانية ثانوي2021

تصحيح التمرين الأول :(6 نقاط)

1 ـ تمثيل السلسلتين الوظيفية، و الطاقوية لاشتعال مصباح بواسطة الطاقة الشمسية:

2 ـ إتمام العبارة:

الطاقة الكامنة الثقالية تتعلق بـالارتفاع h وهذا الأخير يحدد في مرجع مختار نعتبر عنده الارتفاع يساوي الصفر نسميه المستوى المرجعي لقياس الطاقة الكامنة الثقالية ، ومنه الطاقة الكامنة الثقالية تتعلق بالمرجع المختار، أي معرفة بتقريب ثابت. 

تصحيح التمرين الثاني :(14 نقطة)

1 ـ أ ـ تمثيل القوى المؤثرة على الجسم:

ب ـ تمثيل الحصيلة الطاقوية للجملتين (جسم)، (جسم + أرض) بين الموضعين A و B:

بالنسبة للجملة (جسم + أرض) نأخذ المستوي الأفقي الذي يشمل النقطة A كمرجع لقياس الطاقة الكامنة الثقالية:

جـ ـ إيجاد المسافة التي يمكن أن يقطعها الجسم على المستوي المائل:

الطريقة (1):

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

لدينا:

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

حيث:

$$E_{C_B} = 0$$

إذن:

$$\frac{1}{2} m v_A^2 = m g h$$

ومنه:

$$2 g h = v_A^2$$

وبما أن:

$$h = AB \cdot \sin\alpha$$

فإن:

$$2 g \cdot AB \cdot \sin\alpha = v_A^2$$

ومنه:

$$AB = \frac{v_A^2}{2 g \cdot \sin\alpha}$$

ت ع:  AB = 0,9 m

الطريقة (2):

لدينا:

$$E_{C_A} + E_{PP_A} = E_{C_B} + E_{PP_B}$$ $$E_{C_B} = 0 \quad \text{و} \quad E_{PP_A} = 0$$ومنه:
$$E_{C_A} = E_{PP_B}$$ $$E_{C_A} = \frac{1}{2} m v_A^2 \quad \text{و} \quad E_{PP_B} = mgh$$ومنه:
$$\frac{1}{2} m v_A^2 = mgh$$ومنه:
$$\frac{1}{2} v_A^2 = gh$$ومنه:
$$v_A^2 = 2gh$$ولدينا:
$$h = AB \sin \alpha$$ومنه:
$$v_A^2 = 2g \cdot AB \sin \alpha$$ومنه:
$$AB=\frac{v_A^2}{2g\sin \alpha }$$

ت ع:  AB = 0,9 m

2 ـ أ ـ استنتاج سرعة الجسم عند وصوله الى النقطة A:

تمثيل الحصيلة الطاقوية للجمة (جسم + أرض) بين الموضعين B و A:

نأخذ المستوي الافقي الذي يشمل النقطة A كمرجع لقياس الطاقة الكامنة الثقالية: 

كتابة معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم + أرض) بين الموضعين B و A:

لدينا:

$$E_{C_B} + E_{PP_B} = E_{C_A} + E_{PP_A}$$

حيث:

$$E_{C_B} = 0 \quad \text{و} \quad E_{PP_A} = 0$$

إذن:

$$E_{C_A} = E_{PP_B}$$

ومنه نجد:

$$\frac{1}{2} m v_A^2 = mgh$$

ومنه:

$$2 g h = v_A^2$$

وبما أن:

$$h = AB \cdot \sin\alpha$$

نجد:

$$2 g \cdot AB \cdot \sin\alpha = v_A^2$$

ومنه:

$$v_A = \sqrt{2 g \cdot AB \cdot \sin\alpha}$$

ت ع: v_A = 3 m/s

ب ـ تمثيل الحصيلة الطاقوية للجملة (جسم + نابض) بين الموضعين A  و C:

جـ ـ ايجاد ثابت مرونة النابض (K):

كتابة معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم + نابض) بين الموضعين A و C:

لدينا:

$$E_{C_A} + E_{Pe_A} = E_{C_C} + E_{Pe_C}$$

حيث:

$$E_{C_C} = 0 \quad \text{و} \quad E_{Pe_A} = 0$$

إذن:

$$E_{C_A} = E_{Pe_C}$$

ومنه نجد:

$$\frac{1}{2} m v_A^2 = \frac{1}{2} K x^2$$

ومنه:

$$m v_A^2 = K x^2$$

ومنه:

$$K = \frac{m v_A^2}{x^2}$$

ت ع: K = 200 N/m

3 ـ أ ـ تمثيل القوى المؤثرة على الجسم:

ب ـ تمثيل الحصيلة الطاقوية للجمة (جسم + أرض) بين الموضعين A و B':

جـ ـ إيجاد كل من عمل قوة الاحتكاك وكذلك شدتها:

كتابة معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم + أرض) بين الموضعين A و B':

لدينا:

$$E_{C_A} + E_{PP_A} - |W_{AB'}(\vec{f})| = E_{C_{B'}} + E_{PP_{B'}}$$

حيث:

$$E_{C_{B'}} = 0 \quad \text{و} \quad E_{PP_A} = 0$$

إذن:

$$|W_{AB'}(\vec{f})| = E_{C_A} - E_{PP_{B'}}$$

ومنه:

$$|W_{AB'}(\vec{f})| = \frac{1}{2} m v_A^2 - m g AB' \sin\alpha$$

ومنه:

$$|W_{AB'}(\vec{f})| = 0.2 \, \text{J}$$

ـ إيجاد قيمة قوة الاحتكاك:

لدينا:

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

ومنه:

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

ومنه:

$$f = \frac{-(-0.2)}{0.7} = \frac{0.2}{0.7} \approx 0.28 \, \text{N}$$

د ـ هل يصل الجسم (S) الى النقطة A:

تمثيل الحصيلة الطاقوية للجمة (جسم + أرض) بين الموضعين B' و A:

كتابة معادلة انحفاظ الطاقة للجملة (جسم + أرض) بين الموضعين B' و A:

لدينا:

$$E_{C_{B'}} + E_{PP_{B'}} - |W_{BA}(\vec{f})| = E_{C_A} + E_{PP_A}$$

حيث:

$$E_{C_{B'}} = 0 \quad \text{و} \quad E_{PP_A} = 0$$

إذن، تصبح المعادلة:

$$E_{PP_{B'}} - |W_{BA}(\vec{f})| = E_{C_A}$$

وبالتالي:

$$E_{C_A} = E_{PP_{B'}} - |W_{BA}(\vec{f})|$$

ومنه: E_CA = mg.B'A.sinα – 0,2  

ومنه: E_CA = 0,2×10×0,7×0,5 – 0,2

ومنه: E_CA = 0,5 J

نلاحظ أن E_CA > 0 J

ومنه الجسم (S) يصل الى النقطة A

الاختبار بصيغة الـ PDF