أسئلة توضيحية حول حركة السقوط الحر

16 مثالاً على أسئلة الحركة في السقوط الحر.

1. تنفصل ثمرة جوز الهند عن الساق وتصل إلى الأرض بعد ثلاث ثوانٍ. ما سرعة ثمرة جوز الهند لحظة اصطدامها بالأرض؟ (عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث²)²
مناقشة
معروف :
t = 3 ثانية
g = 10 م/ث²
سأل :
السرعة النهائية (v_t)؟
جواب :
بدون صيغة.
عند سقوط الثمرة سقوطًا حرًا، فإنها تتعرض لتسارع جاذبية مقداره 10 م/ث²² أو 10 م/ث في الثانية الواحدة. وهذا يعني أن سرعة الثمرة تزداد بمقدار 10 م/ث كل ثانية.
بعد ثانيتين، أصبحت سرعة الثمرة = 10 م/ث
بعد ثانيتين، أصبحت سرعة الثمرة = 20 م/ث
بعد 3 ثوانٍ، تصبح سرعة الثمرة = 30 م/ث.
باستخدام الصيغة.
تركيبة GLBB :
v_t = الخامس_o + gt
h = v_o t + ½ gt²
v_t² = الخامس_o² + 2 غ
في حالة السقوط الحر، لا يمتلك الجسم سرعة ابتدائية (v)._o = 0). لذلك تتغير الصيغة أعلاه إلى:
صيغة جي جي بي :
v_t = أكبر من
h = ½ gt²
v_t² = 2 غ
الوصف: v_t = السرعة النهائية، g = التسارع الناتج عن الجاذبية، t = الفترة الزمنية، h = الارتفاع.
بفرض قيمتي g و t، يُطلب من v_t لذلك استخدم الصيغة الأولى.
v_t = أكبر من
v_t = (10)(3)
v_t = 30 م / ث
السرعة النهائية للثمرة = 30 م/ث

2. يسقط جسم سقوطًا حرًا من ارتفاع 5 مترًا فوق سطح الأرض. حدد (أ) سرعة جوز الهند لحظة اصطدامه بالأرض، (ب) الفترة الزمنية التي يستغرقها سقوط الثمرة حتى تصل إلى الأرض.
g = 10 م/ث²
مناقشة
معروف :
h = 5 متر
g = 10 م/ث²
سأل :
(أ) السرعة النهائية (v)_t)؟
(ب) الفترة الزمنية (t) ؟
جواب :
صيغة جي جي بي :
v_t = أكبر من
h = ½ gt²
v_t² = 2 غ
(أ) السرعة النهائية (v)_t)
بفرض h و g، يُطلب v_t لذلك استخدم الصيغة الثالثة.
v_t² = 2 gh = 2(10)(5) = 100
v_t = 10 م / ث
(ب) الفترة الزمنية (t)
بمعرفة h و g، لإيجاد t، استخدم الصيغة الثانية.
h = ½ gt²
5 = ½ (10) t²
5 = 5 ت²
t² = 5 / 5 = 1
t = 1 ثانية
الفاصل الزمني = ثانية واحدة

3. أُسقطت كرة من ارتفاع معين. حدد ما يلي: (أ) تسارع الجسم، (ب) المسافة التي قطعها في 3 ثوانٍ، (ج) الفترة الزمنية اللازمة للجسم للوصول إلى سرعة 20 م/ث
g = 10 م/ث²
مناقشة
معروف :
g = 10 م/ث²
سأل :
(أ) التسارع (أ) ؟
(ب) المسافة المقطوعة (س) إذا كان الزمن = 3 ثوانٍ؟
(ج) الفترة الزمنية (t) إذا كانت v_t = 20 م/ث ؟
جواب :
صيغة جي جي بي
v_t = أكبر من
h = ½ gt²
v_t² = 2 غ
(أ) التسارع (أ) ؟
تسارع الجسم = تسارع الجاذبية = 10 م/ث²²وهذا يعني أن سرعة الجسم تزداد بمقدار 10 م/ث لكل ثانية واحدة.
(ب) المسافة المقطوعة (س) إذا كان الزمن = 3 ثوانٍ؟
بفرض أن g = 10 و t = 3، لإيجاد h، استخدم الصيغة الثانية.
h = ½ gt² = ½ (10)(3) = (5)(3²) = (5)(9) = 45 متر
(ج) الفترة الزمنية (t) إذا كانت v_t = 20 م/ث ؟
بفرض أن g = 10 و v_t = 20، لذلك طُلب استخدام الصيغة الأولى.
v_t = أكبر من
20 = (10) t
t = 20 / 10 = 2 ثوانٍ

4. أُسقط حجر من أعلى برج ارتفاعه 80 مترًا. إذا كان تسارع الجاذبية الأرضية 10 م/ث²²سرعة الحجر لحظة اصطدامه بالأرض هي...
أ. 10 م/ث
ب. 20 م/ث
ج. 30 م/ث
د. 40 م/ث
هـ. 50 م/ث
مناقشة
من المعروف أن:
h = 80 متر
g = 10 م/ث²
سأل:
السرعة النهائية (v_t) صخر ؟
الجواب:

الإجابة الصحيحة هي د.

5. يُسقط جسم من مبنى متعدد الطوابق دون أي سرعة ابتدائية. بعد ثانيتين، يصل الجسم إلى الأرض (عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث²).²الارتفاع الذي يسقط منه الجسم هو...
أ. 10 أمتار
ب. 20 متراً
ج. 30 متراً
د. 40 متراً
50 متراً شرقاً
مناقشة
من المعروف أن:
t = 2 ثانية
g = 10 م/ث²
سأل:
الارتفاع (ح) ؟
الجواب:

الإجابة الصحيحة هي ب.

6. سقطت كرة من ارتفاع X كما هو موضح في الشكل التالي. إذا كان ارتفاع الكرة عند الارتداد الأول 50 سم، وعند الارتداد الثاني 20 سم، فإن مقدار x هو...
أ. 60 سم
ب. 70 سم
ج. 100 سم
D. 125 سم
هـ. 150 سم
مناقشة

الإجابة الصحيحة هي د.

7. انظر إلى الصورة التالية! في البداية، تُطلق الكرة من الموضع (1)، وبعد ملامستها للأرض، ترتد. إذا كانت قيمة g تساوي 10 م/ث²^-2إذن، الارتفاع h هو...
أ. 74 سم
ب. 70 سم
ج. 66 سم
D. 64 سم
هـ. 60 سم
مناقشة

الإجابة الصحيحة هي د.

٨. أُسقط حجر من أعلى برج ارتفاعه ٤٥ مترًا. إذا كان تسارع الجاذبية الأرضية ١٠ م/ث² ^، فإن سرعة الحجر لحظة اصطدامه بالأرض هي...

أ. 25 مللي ثانية^-1
ب. 30 مللي ثانية^-1
ج. 35 مللي ثانية^-1
د. 40 مللي ثانية^-1
45 مللي ثانية^-1

مناقشة
معروف :
الارتفاع (ح) = 45 مترًا
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²²
سأل سرعة الحجر لحظة اصطدامه بالأرض (v)_t)
جواب :
روموس حركة السقوط الحر :
v_t² = 2 غ
سرعة الحجر لحظة اصطدامه بالأرض :
v_t² = 2 (10)(45) = 900
v_t = √900 = 30 م/ث²
الإجابة الصحيحة هي ب.

9. يسقط جسم من أعلى برج دون سرعة ابتدائية. بعد ثانيتين، يصل الجسم إلى الأرض. إذا كانت قيمة تسارع الجاذبية الأرضية g تساوي 10 م/ ^ث² ، فإن ارتفاع البرج هو...

أ. 40 م
ب. 25 م
ج. 20 م
د. 10 م
هـ. 5 م

مناقشة
معروف :
الفاصل الزمني (t) = 2 ثوانٍ
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²²
سأل ارتفاع البرج (س)

جواب :
معادلة حركة السقوط الحر :
h = ½ gt²
ارتفاع البرج :
h = ½ (10)(2)² = (5)(4) = 20 مترًا
الإجابة الصحيحة هي ج.

10. يسقط جسم كتلته 2 كجم سقوطًا حرًا من ارتفاع 20 مترًا فوق سطح الأرض. ما هو الزمن الذي يستغرقه الجسم للوصول إلى الأرض؟ (عجلة الجاذبية الأرضية g = 10 م/ث²)^-2)
أ. 20 ثانية
ب. 18 ثانية
ج. 10 ثوانٍ
د. 5 ثوانٍ
هـ. ثانيتان
مناقشة
لا يتم أخذ كتلة الجسم في الاعتبار عند حل مسائل السقوط الحر.
معروف :
الارتفاع (ح) = 20 مترًا
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²²
سأل الفترة الزمنية اللازمة لوصول الجسم إلى الأرض (t)
جواب :
معادلة حركة السقوط الحر :
h = ½ gt²
الفترة الزمنية اللازمة لوصول الجسم إلى الأرض :
20 = ½ (10)(t²)
20 = (5)(t²)
20/5 = t²
4 = t²
t = √4
t = 2 ثانية
الإجابة الصحيحة هي هـ.

11. أُسقط حجر من أعلى برج ارتفاعه 45 مترًا. إذا كان تسارع الجاذبية الأرضية 10 م/ث²^-2سرعة الحجر لحظة اصطدامه بالأرض هي...
أ. 25 مللي ثانية^-1
ب. 30 مللي ثانية^-1
ج. 35 مللي ثانية^-1
د. 40 مللي ثانية^-1
45 مللي ثانية^-1
مناقشة

12. يسقط جسم من أعلى برج دون أي سرعة ابتدائية، وبعد ثانيتين يصل الجسم إلى الأرض. إذا كانت قيمة g تساوي 10 م/ث²^-2إذن، يبلغ ارتفاع البرج...
أ. 40 م
ب. 25 م
ج. 20 م
د. 10 م
هـ. 5 م
مناقشة

13. يسقط جسم كتلته 2 كجم سقوطًا حرًا من ارتفاع 20 مترًا فوق سطح الأرض. ما هو الزمن الذي يستغرقه الجسم للوصول إلى الأرض؟ (عجلة الجاذبية الأرضية g = 10 م/ث²)^-2)
أ. 20 ثانية
ب. 18 ثانية
ج. 10 ثوانٍ
د. 5 ثوانٍ
هـ. ثانيتان
مناقشة
لا يتم أخذ كتلة الجسم في الاعتبار عند حل مسائل السقوط الحر.

14. تسقط جوز الهند والمانجو معًا من ارتفاع h₁ دان ه₂عندما h₁ : ح₂ = 2 : 1، لذا فإن نسبة زمن سقوط ثمرة جوز الهند إلى ثمرة المانجو هي...
أ. 1 : 2
ب. 1 : 2√2
ج. √2 : 1
د. 2: 1
هـ. 2√2 : 1
مناقشة
من المعروف أن:
تسقط جوز الهند من ارتفاع h₁ = 2
سقطت المانجو من ارتفاع h₂ = 1
التسارع الناتج عن الجاذبية = g
سؤال: مقارنة زمن سقوط ثمرة جوز الهند وثمرة المانجو (t₁ : ر₂)
الجواب:
بمعرفة الارتفاع (h) والزمن (t)، فإن صيغة حركة السقوط الحر المستخدمة هي h = 1/2 gt²

الإجابة الصحيحة هي د.

15. تم إسقاط جسم من ارتفاع h فوق سطح الأرض. بعد وصوله إلى الأرض، كانت سرعته 10 م/ث.^-1ثم الوقت اللازم للوصول إلى ارتفاع نصف ساعة من الأرض (g = 10 م/ث²)^-2) يكون…
أ. 1/2 √2 ثانية
ب. 1 ثانية
ج. √2 ثانية
د. 5 ثوانٍ
هـ. 5√2 ثانية
مناقشة
من المعروف أن:
السرعة النهائية (v_t) = 10 م/ث
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²²
السؤال: ما هو الوقت اللازم للوصول إلى ارتفاع نصف ساعة من سطح الأرض؟
الجواب:
احسب الارتفاع h:
من المعروف أن v_t وسأل g، لذا استخدم صيغة حركة السقوط الحر v_t² = 2 غرام ساعة.

الارتفاع ½ ساعة = ½ (5 أمتار) = 2,5 متر. الزمن اللازم للوصول إلى ارتفاع 2,5 متر من الأرض هو:

16. انظر إلى الصورة التالية!
إن حركة جوز الهند الساقط (الصورة الأولى) وحركة الكرة التي يقذفها طالب عموديًا لأعلى إلى أعلى نقطة (الصورة الثانية) لها نفس نوع الحركة...
مناقشة
الشكل 1 = حركة السقوط الحر = حركة خطية متسارعة بانتظام (GLBB)
الشكل 2 = حركة رأسية صاعدة = حركة خطية متسارعة بانتظام (GLBB) متباطئة
الإجابة الصحيحة هي أ.

أسئلة حول حركة السقوط الحر
1. تنفصل ثمرة جوز الهند عن الساق وتصل إلى الأرض بعد ثانيتين. ما سرعة ثمرة جوز الهند لحظة اصطدامها بالأرض؟ (عجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث²)²
إجابة :
20 م / ث
2. يسقط جسم سقوطًا حرًا من ارتفاع 20 مترًا فوق سطح الأرض. حدد (أ) سرعة جوز الهند لحظة اصطدامه بالأرض، (ب) الفترة الزمنية التي يستغرقها سقوط الثمرة حتى تصل إلى الأرض.
g = 10 م/ث²
إجابة :
(أ) = 20 م/ث، (ب) = 2 ثانية
3. أُسقطت كرة من ارتفاع معين. حدد ما يلي: (أ) تسارع الجسم، (ب) المسافة التي قطعها في 5 ثوانٍ، (ج) الفترة الزمنية اللازمة للجسم للوصول إلى سرعة 10 م/ث
g = 10 م/ث²
إجابة :
(أ) = 10 م/ث²(ب) = 125 مترًا، (ج) ثانية واحدة

[الإنجليزية: حركة السقوط الحر - المشاكل والحلول ]