أمثلة على الطاقة الكامنة والطاقة الحركية

ثمانية أمثلة على الطاقة الكامنة والطاقة الحركية

1. انظر إلى الصورة أدناه!

يبلغ وزن الجسم (أ) 1.500 غرام، وهو في الوضع الموضح في الصورة. بعد فترة، يسقط الجسم على الأرض. الطاقة الكامنة أكبر ما تملكه الجهة أ هو... (من المعروف أن تسارع الجاذبية الأرضية يساوي 10 م/ث²)²)

أ. 15 جول

ب. 200 جول

ج. 300 جول

د. 30.000 جول

مناقشة

من المعروف أن:

اذكر جميع الوحدات في النظام الدولي

التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ ^ث²

كتلة الجسم (م) = 1500 غرام = 1500/1000 كيلوغرام = 1,5 كيلوغرام

الارتفاع (ح) = 20 مترًا

السؤال: طاقة الوضع للجسم أ

الجواب:

يمتلك الجسم أ أكبر طاقة كامنة عندما يكون في أعلى نقطة له، والتي تبعد 20 مترًا عن سطح الأرض، وأصغر طاقة كامنة عندما يكون الجسم على سطح الأرض.

يتم حساب طاقة الوضع لجسم ما باستخدام صيغة طاقة الوضع التثاقلية:

الطاقة الكامنة = الكتلة × تسارع الجاذبية × الارتفاع = (1,5 كجم) × (10 م/ث² ⁾ × (20 م) = 300 كجم م² ^/ ث² ⁼ 300 جول

الإجابة الصحيحة هي ج.

2. تتحرك رصاصة كتلتها 10 غرامات بسرعة 100 متر/ثانية. الطاقة الحركية للرصاصة هي...

أ. 50 جول

ب. 1.000 جول

ج. 10.000 جول

د. 50.000 جول

مناقشة

من المعروف أن:

كتلة الرصاصة (م) = 10 غرامات = 10/1000 كيلوغرام = 1/100 كيلوغرام = 0,01 كيلوغرام

سرعة الرصاصة (v) = 100 متر/ثانية

السؤال: الطاقة الحركية للرصاصة

الجواب:

يتم حساب الطاقة الحركية للرصاصة باستخدام صيغة الطاقة الحركية:

EK = 1/2 mv ²

الطاقة الحركية = ½ (0,01 كجم)(100 م/ث) ²

EK = 1/2 (0,01 كجم)(10.000 م ² /ث ² )

EK = (0,01 كجم)(5000 م ² /ث ² )

EK = 50 kg m ² /s ²

الطاقة الحركية = 50 جول

الإجابة الصحيحة هي أ.

3. سيارتان، أ و ب، لهما نفس الكتلة. تتحرك كلتا السيارتين بطاقة حركية مختلفة. إذا كانت نسبة الطاقة الحركية للسيارة أ إلى الطاقة الحركية للسيارة ب هي 4:9، فإن نسبة سرعة السيارة أ إلى سرعة السيارة ب هي...

أ. 2 : 3
ب. 3 : 2
ج. 4: 9
د. 9: 4

مناقشة

من المعروف أن:
الطاقة الحركية للسيارة أ (EK)_A) = 4
الطاقة الحركية للسيارة ب (EK)_B) = 9
كتلة السيارة أ (م)_A) = كتلة السيارة ب (م_B) = م
السؤال: ما هي سرعة السيارة أ مقارنة بسرعة السيارة ب؟
الجواب:

لنفترض أن كتلة السيارة أ = كتلة السيارة ب = م = 1
الطاقة الحركية للسيارة أ:
EK = ½ mv² —-> صيغة الطاقة الحركية
4 = ½ (1) v²
(2)(4) = v²
v_A = √(2)(4)
الطاقة الحركية للسيارة ب:
EK = ½ mv² —-> صيغة الطاقة الحركية
9 = ½ (1) v²
(2)(9) = v²
v_B = √(2)(9)
مقارنة سرعة السيارة أ والسيارة ب:
v_A : الخامس_B
√(2)(4) : √(2)(9)
2√2 : 3√2
2: 3
الإجابة الصحيحة هي أ.

4. جسمان A وB لهما نفس الكتلة. يتحرك الجسم A بطاقة حركية مقدارها 4 جول، بينما يتحرك الجسم B بطاقة حركية مقدارها 16 جول. نسبة سرعة الجسم A إلى سرعة الجسم B هي...

أ. 1 : 2
ب. 1 : 4
ج. 2: 1
د. 4: 1

مناقشة
من المعروف أن:
الطاقة الحركية للجسم أ (EK)_A) = 4 جول
الطاقة الحركية للجسم ب (EK)_B) = 16 جول
كتلة الجسم أ (م)_A) = كتلة الجسم ب (م_B) = م
السؤال: قارن سرعة الجسم أ بسرعة الجسم ب
الجواب:
لنفترض أن كتلة الجسم أ = كتلة الجسم ب = م = 1
الطاقة الحركية للجسم أ:
EK = ½ mv² —-> صيغة الطاقة الحركية
4 = ½ (1) v²
(2)(4) = v²
v_A = √(2)(4)
الطاقة الحركية للجسم ب:
EK = ½ mv² —-> صيغة الطاقة الحركية
16 = ½ (1) v²
(2)(16) = v²
v_B = √(2)(16)
مقارنة سرعة السيارة أ والسيارة ب:
v_A : الخامس_B
√(2)(4) : √(2)(16)
2√2 : 4√2
2: 4
1: 2
الإجابة الصحيحة هي أ.

5. يتحرك جسمان لهما نفس الكتلة. نسبة الطاقة الحركية للجسم الأول إلى الجسم الثاني هي 1:4. نسبة سرعة الجسم الأول إلى سرعة الجسم الثاني هي...
أ. 1 : 2
ب. 1 : 4
ج. 2: 1
د. 4: 1
مناقشة
من المعروف أن:
الطاقة الحركية للجسم الأول (EK)₁) = 1
الطاقة الحركية للجسم الثاني (EK)₂) = 4
كتلة الجسم الأول (م₁) = كتلة الجسم الثاني (م₂) = م
السؤال: قارن سرعة الجسم الأول بسرعة الجسم الثاني
الجواب:
لنفترض أن كتلة الجسم الأول = كتلة الجسم الثاني = م = 1
الطاقة الحركية للجسم الأول:
EK = ½ mv² —-> صيغة الطاقة الحركية
1 = ½ (1) v²
(2)(1) = v²
2 = v²
v_A = √2
الطاقة الحركية للجسم الثاني:
EK = ½ mv² —-> صيغة الطاقة الحركية
4 = ½ (1) v²
(2)(4) = v²
v_B = √(2)(4)
مقارنة سرعة السيارة أ والسيارة ب:
v₁ : الخامس₂
√2 : √(2)(4)
√2 : 2√2
1: 2
الإجابة الصحيحة هي أ.

6. ينزلق جسم على سطح مائل بسرعة ثابتة. التحول الطاقي الذي يحدث هو...

أ. طاقة الوضع ← طاقة الحركة

ب. الطاقة الحركية ← طاقة الوضع

ج. طاقة الوضع ← طاقة حرارية

د. الطاقة الحركية ← الطاقة الحرارية

هـ. الطاقة الحرارية ← الطاقة الحركية

مناقشة

إذا انزلق جسم ما على سطح مائل، من الأعلى إلى الأسفل، فإن طاقة الوضع الجاذبية تتحول إلى طاقة حركية.

الإجابة الصحيحة هي أ.

انظر إلى الدائرة الكهربائية في الصورة.

7. يُعطى بندول رياضي إزاحة ابتدائية ثم يتذبذب توافقياً كما هو موضح في الشكل. إذا كانت النقطة المرجعية لقياس طاقة الوضع هي النقطة C، فأي عبارة صحيحة؟

(1) الطاقة الحركية للبندول عند النقطة A' هي نفسها الطاقة الحركية للبندول عند النقطة B'

(2) طاقة الوضع للبندول عند النقطة A' هي نفسها طاقة الوضع للبندول عند النقطة B'

(3) الفرق في الطاقة الحركية للبندول عند النقطتين A' و A هو نفسه الفرق في الطاقة الكامنة للبندول عند النقطتين B' و B.

(4) سرعة البندول عند النقطة A' هي نفسها سرعة البندول عند النقطة B.

مناقشة

العبارات الصحيحة هي 1 و2 و3.

8. انظر إلى الصورة!

الطاقة الحركية لجسم عند النقطة B تساوي 100 جول. إذا كانت كتلة الجسم 2,5 كجم، فإن الطاقة الحركية للجسم عند اصطدامه بالأرض عند النقطة C تساوي...

أ. 350 جول

ب. 250 ي

ج. 150 جول

د. 100 جول

مناقشة

الطاقة الحركية للجسم عند وصوله إلى النقطة ب:

الطاقة الكامنة = mgh = (2,5)(10)(4) = 100 جول

الطاقة الحركية للجسم عند وصوله إلى النقطة ج:

EP = mgh

EP = (2,5)(10)(4 + 6)

EP = (2,5)(10)(10)

الطاقة الفعالة = 250 جول

الإجابة الصحيحة هي ب.

مصدر السؤال:

أسئلة الامتحان الوطني للعلوم للمرحلة الإعدادية/المرحلة الإعدادية الإسلامية

أسئلة الفيزياء من SBMPTN