حل أسئلة الفصل الثالث: القوة والحركة

1. إذا تحرك قطار فجأة للأمام، فما الاتجاه الذي ستتحرك فيه حقيبة صغيرة موضوعة أسفل أحد المقاعد؟

سوف تتحرك إلى الخلف حيث تظهر الحقيبة ممانعة للحركة حسب قانون نيوتن الاول حيث أن الجسم يحاول أن يحافظ على حالته من حركة أو سكون.

2. يمكن القول بأن القانون الأول للحركة هو حالة خاصة من القانون الثاني، وضح ذلك.

ينص قانون نيوتن الثاني على أنّه إذا أثّرت قوة أو مجموعة من القوى على جسم ما فإنّها تُكسبه تسارعًا، يتناسب طرديًا مع هذه القوة وعكسيًا مع كتلته، حيث يزداد تسارع الجسم بازدياد القوة المؤثرة عليه، وينخفض تسارعه بزيادة كتلته.

ينصّ قانون نيوتن الأول على أنّ الجسم الساكن يبقى ساكنًا، والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة وفي نفس الاتجاه، ما لم تُؤثّر فيه قوة خارجية تُغيّر من حالته، وهو ما يُعرف أيضاً بقانون القصور الذاتي.

بالمقارنة بين نصي القانونين نلاحظ أن انعدام القوة في قانون نيوتن الثاني تؤدي الى قانون نيوتن الاول.

3. ما وزن مجس فضائی كتلته 225kg على سطح القمر، بفرض أن عجلة الجاذبية على سطح القمر تساوى 1.62m / s.

$\begin{array}{r}W=\mathrm{M}.\mathrm{g}\\ =225\times 1.62\\ =283.5\mathrm{N}\end{array}$

4. احسب العجلة التي تتحرك بها مجموعة الأثقال إذا علمت أن الكتلة الأولى تساوي5kg، والكتلة الثانية تساوى ( 7kg ) مع إهمال قوة الاحتكاك.

الكتلة الاولى:

$\begin{array}{r}\sum \overrightarrow{F}=ma\\ \\ T-W=ma\\ \\ T-m\cdot g=ma\\ \\ T-5\times 10=5\times \mathrm{a}\\ \\ T-50=5a\mathit{ }\mathit{ }\mathit{\left(}\mathit{1}\mathit{\right)}\end{array}$

الكتلة الثانية:

$\begin{array}{r}\sum \overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}\\ \\ W-\overrightarrow{T}=ma\end{array}$

$\begin{array}{r}mg-T=7a\\ \\ 7\times 10-T=7a\\ \\ 70-T=7a\mathit{ }\mathit{ }\\ \\ \Rightarrow T=70-7a\mathit{ }\mathit{ }\mathit{ }\mathit{ }\mathit{\left(}\mathit{2}\mathit{\right)}\end{array}$

بحل 1و 2

$\begin{array}{r}70-7a-50=5a\\ \\ \Rightarrow 70-50=5a+7a\\ \\ 20=12a\\ \\ \Rightarrow a=\frac{20}{12}=1.66 \mathrm{m}/\mathrm{s}\end{array}$

5. قذف رائد فضاء جسمًا صغيرًا في اتجاه معين، ماذا يحدث لهذا الرائد؟ وفي ضوء ذلك اقترح طريقة لتتمكن المركبة الفضائية من تغيير اتجاهها خارج الغلاف الجوى.

سوف يرتد رائد الفضاء للخلف، يمكن ان تغير سفينة الفضاء اتجتهها عن طريق قذف الاجسام منها.

6. اختر الإجابة الصحيحة

a. عندما تكون القوة المحصلة المؤثرة على سيارة متحركة صفرًا...............

• تتحرك السيارة بعجلة موجبة.
• تتحرك السيارة بعجلة موجبة.
• تتحرك السيارة بسرعة منتظمة.
• تتوقف السيارة.

b. نعبر عن قانون نيوتن الثالث بالعلاقة الرياضية................

• $\mathrm{\Sigma }F=0$
• $\mathrm{\Sigma }F\ne 0$
• $F=ma$
• ${\mathbf{F}}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\mathbf{-}{\mathbf{F}}_{\mathbf{2}}$

7. أكمل المخطط التالي:

أ. قانون نيوتن الأول

ب. $F=ma$

ج. ${\mathbf{F}}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\mathbf{-}{\mathbf{F}}_{\mathbf{2}}$

د. قانون نيوتن الثالث

8. أكمل الكلمات المتقاطعة التالية:

أفقيًا

( 1 ) قوة جذب الأرض للجسم.

قوة الجاذبية الأرضية

( 2 ) لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومضاد له في الاتجاه.

قانون نيوتن الثالث

( 5 ) مقدار ممانعة الجسم لأي تغيير في حالته الحركية الانتقالية.

قوة الاحتكاك

( 6 ) يبقى الجسم الساكن ساكنًا والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر على أي منهما قوة محصلة تجبرهما على تغيير ذلك.

قانون نيوتن الأول

رأسيًا

( ۱ ) جهاز قياس القوة.

الميزان الزنبركى

( 3 ) ميل الجسم السـاكن إلى الاستمرار في السكون وميل الجسم المتحرك للاستمرار في الحركة بسرعته الأصلية.

القصور الذاتي

( 4 ) مؤثر خارجي يؤثر على الجسم فيسبب تغييرًا في حالته أو اتجاهه.

القوة