حل الفصل الثالث الشغل والطاقة والآلات البسيطة كتاب فيزياء 2 للمرحلة الثانوية و حلول كتاب الفيزياء 2 المرحلة الثانوية للعام الدراسي 1442 هـ.
يتضمن الفصل الثالث درسين هما على الترتيب: الطاقة والشغل - الآلات، بالإضافة إلى تقويم الفصل.
الفصل الثالث الشغل والطاقة والآلات البسيطة
نكمل معكم باستعراض حلول الفصل الثالث في حل كتاب فيزياء 2 مقررات ثانوي وهو ثالث فصول الكتاب لهذا الفصل الدراسي.
حل درس الطاقة والشغل
السؤال : الشغل تحمل أنت وزميلك صندوقين متماثلين من الطابق الأول في مبنى إلى غرفة تقع في نهاية ممر في الطابق الثاني. فإذا اخترت أن تحمل الصندوق إلى أعلى الدرج ثم تمر عبر الممر لتصل إلى الغرفة، في حين اختار زميلك أن يحمل صندوقه من الممر في الطابق الأول ثم يصعد به سلما رأسية إلى أن يصل إلى الغرفة، فأينما يبذل شغ" أكبر؟
الجواب : كلاهما ينجز كمية الشغل نفسها
السؤال : الشغل وطاقة الحركة إذا تضاعفت الطاقة الحركية لجسم بفعل شغل مبذول عليه، فهل تتضاعف سرعة الجسم؟ إذا كان الجواب بالنفي فما النسبة التي تتغير بها سرعة الجسم؟
تتناسب الطاقة الحركية مع مربع السرعة لذلك فان مضاعفة الطاقة تؤدي إلي مضاعفة مربع السرعة فتتزايد السرعة بالمعامل 1.4
السؤال : التفكير الناقد وضح كيفية إيجاد التغير في طاقة نظام إذا أثرت فيه ثلاث قوى في آن واحد ؟
الجواب : الان الشغل عبارة عن تغير في الطاقة الحركية فاحسب الشغل المبذول بواسطة كل قوة يمكن أن يكون الشغل موجب أو سالب أو صفر ويعتمد على الزاوية بين القوة وإزاحة الجسم يمثل مجموع الكميات الثلاث للشغل التغير في طاقة النظام.
حل درس الآلات
السؤال: الآلات البسيطة صنف الأدوات أدناه إلى رافعة , أو دولاب ومحور, أو مستوى مائل, أو إسفين, أو بكرة.
- مفك براغي: الدولاب والمحور
- كماشة: الرافعة
- إزميل: الإسفين
- نزاعة الدبابيس: الرافعة
السؤال: التفكير الناقد تتغير الفائدة الميكانيكية لدراجة هوائية متعددة نواقل الحركة بتحريك السلسلة بحيث تدور ناقل حركة خلفيا مناسبا
عند الانطلاق بالدراجة عليك أن تؤثر في الدراجة بأكبر قوة ممكنة ,لتكسبها تسارعا , فهل ينبغي أن تختار ناقل حركة صغيرا أم كبيرا؟
كبير
إذا وصلت إلى مقدار السرعة المناسب وأردت تدوير الدواسة بأقل عدد ممكن من الدورات , فهل تختار ناقل حركة كبيرا أم صغيرا؟
صغير
بعض أنواع الدراجات الهوائية تمنحك فرصة اختيار حجم ناقل الحركة الأمامي . فإذا كنت ب حاجة إلى قوة أكبر لتحدث تسارعا في أثناء صعودك تلا , فهل تتحول إلى ناقل الحركة الأمامي الأصغر أم الأكبر؟
الأصغر
حل تقويم الفصل الثالث الشغل والطاقة والآلات البسيطة
السؤال : الرفع يقع صندوق كتب تحت تأثير قوتين في أثناء رفعك له عن الأرض لتضعه على سطح طاولة؛ إذ تؤثر فيه الجاذبية الأرضية بقوة مقدارها (mg) إلى أسفل وتؤثر فيه أنت بقوة مقدارها (mg) إلى أعلى، ولأن هاتين القوتين متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه فيبدو كأنه لا يوجد شغل مبذول، ولكنك تعلم أنك بذلت شغلا. فسر ما الشغل الذي بذل؟
الجواب : أنت بذلت شغلا موجبا على الصندوق لان القوة والحركة في الاتجاه نفسه وقوة الجاذبية بذلت شغلا سالبا على الصندوق لان قوة الجاذبية في عكس اتجاه | الحركة وكل من الشغل الذي بذلته الجاذبية الأرضية مستقل عن الآخر ولا يلغي احدهما الآخر.
السؤال : يحمل عامل صناديق كرتونية إلى أعلى السلم ثم يحمل صناديق مماثلة لها في الوزن إلى أسفله. غير أن معلم الفيزياء يرى أن هذا العامل لم "يشتغل" مطلقا، لذا فإنه لا يستحق أجرة. فكيف يمكن أن يكون المعلم على صواب؟ وكيف يمكن إيجاد طريقة ليحصل فيها العامل على أجره؟
الجواب : الشغل المحصل يساوي صفر لان حمل صندوق الكرتون إلى الطابق الأعلى يتطلب بذل شغل موجب وحمله ثانية إلي أسفل يتطلب بذل شغل سالب والشغل المبذول في الحالتين متساوي في المقدار ومتعاكس في الإشارة لان المسافتين في الحالتين متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه.
السؤال : إذا حمل العامل في المسألة السابقة الكراتين إلى أسفل درج، ثم سار بها مسافة m 15 في ممر، فهل يبذل شغلا الآن؟ فسر إجابتك.
الجواب : لا ، القوة المؤثرة في الصندوق رأسية إلى أعلى والإزاحة أفقية على امتداد الممر وهما متعامدتان ولا يبذل شغل في هذه الحالة.
السؤال : صعود الدرج يصعد شخصان لهما الكتلة نفسها العدد نفسه من الدرجات. فإذا صعد الشخص الأول الدرجات حلال s
25، وصعد الشخص الثاني الدرجات خلال 35 S
a- فأي الشخصين بذل شغ أكبر؟ فسر إجابتك.
يبذل الشخصين كمية الشغل نفسها لأنهما يصعدان عدد الدرجات نفسه ولهما
الكتلة نفسها.
b.أي الشخصين أنتج قدرة أكثر؟ فسر إجابتك.
الشخص الذي يصعد خلال s 25 ينفق قدرة اكبر لذلك يلزمه زمن اقل لقطع المسافة.
السؤال : حلل ثم استنتج افترض أنك تعمل في مستودع، وتقوم بحمل صناديق إلى طابق التخزين الذي يرتفع m 12 فوق سطح الأرض، ولديك 30 صندوقة كتلتها الكلية kg 150 يجب نقلها بأقصى سرعة ممكنة، ولتحقيق ذلك لديك أكثر من خیار؛ إذ يمكن أن تحمل صندوقين معا في المرة الواحدة، كما يمكن أن تحمل أكثر من صندوقين، لكنك ستصبح بطيئا، وترهق نفسك، مما يضطرك للإكثار من الاستراحات، ويمكن أيضا أن تحمل صندوقا واحدا فقط في كل مرة، وبذلك تستهلك معظم طاقتك في رفع جسمك. إن القدرة (بوحدة الواط) التي يستطيع جسمك إنتاجها مدة طويلة تعتمد على الكتلة التي تحملها، كما في الشكل 25-3, الذي يعد مثالا على منحنى القدرة الذي يطبق على الآلات كما يطبق على الإنسان. بالاعتماد على الشكل حدد عدد الصناديق التي ستحملها كل مرة والتي تقلل الزمن المطلوب، وحدد كذلك الزمن الذي تقضيه في إنجاز هذا العمل؟ ملاحظة: أهمل الزمن اللازم لتعود إلى أسفل السلالم ورفع كل صندوق وإنزاله.
الجواب : القدرة القصوى =W 25 للصناديق الثلاثة الزمن= min12 تقريبا.
حل اختبار مقنن الفصل الثالث الشغل والطاقة والآلات البسيطة
يتدلى قالب خشبي وزنه 20N من نهاية حبل يلتف حول نظام بكرة، فإذا سحبت النهاية الأخرى للحبل مسافة 2m إلى الأسفل فإن نظام البكرة يرفع القالب مسافة 0.40m . ما الفائدة الميكانيكية المثالية للنظام؟
- 2.5
- 4
- 5
10
