مثال على أسئلة الأعمال

9 أمثلة على أسئلة الأعمال

1. تُطبَّق قوة مقدارها 20 نيوتن على كتلة حتى تتحرك مسافة مترين. الشغل المبذول بواسطة القوة F على الكتلة هو...
مناقشة
معروف :
القوة (F) = 20 نيوتن
الإزاحة (s) = 2 متر
الزاوية = 0 (اتجاه القوة هو نفسه اتجاه الإزاحة أو يتطابق اتجاه القوة مع اتجاه الإزاحة بحيث تكون الزاوية المتكونة بين القوة والإزاحة صفرًا)
سأل الجهد (واط)
جواب :
ملاحظة:
إذا كان اتجاه القوة هو نفسه اتجاه الإزاحة، فاحسب الشغل باستخدام الصيغة W = F s، دون الحاجة إلى إضافة cos حلمة الثدي.

2. جسم ساكن على سطح أرضية أملس. تُطبَّق عليه قوة مقدارها F = 10 نيوتن، فتُشكِّل زاوية مقدارها 30 درجة.^o إذا تحرك الجسم مسافة متر واحد على سطح الأرض، فما مقدار الشغل المبذول بواسطة القوة F على الجسم؟
مناقشة
معروف :
القوة (F) = 10 نيوتن
القوة في اتجاه الإزاحة (F)_x) = F cos 30^o = (10)(0,5√3) = 5√3 نيوتن
الإزاحة (s) = 1 متر
سأل الجهد (واط)؟
جواب :
W = F_x s = (5√3)(1) = 5√3 جول

3. يسقط جسم كتلته 1 كجم سقوطًا حرًا من ارتفاع 2 متر. إذا كان تسارع الجاذبية الأرضية 10 م/ث²²حدد الشغل المبذول بواسطة قوة الجاذبية على الجسم!
مناقشة
معروف :
كتلة الجسم (م) = 1 كجم
الارتفاع (ح) = 2 مترًا
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²²
سأل الشغل المبذول بواسطة قوة الجاذبية على جسم ما (W)
جواب :
يكون اتجاه قوة الجاذبية أو الوزن (w) عموديًا لأسفل، ويكون اتجاه إزاحة الجسم (s) عموديًا لأسفل أيضًا بحيث تكون قوة الجاذبية في نفس اتجاه إزاحة الجسم.
W = F s = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 جول

4. عُلِّق نابض بحمل كتلته 1 كجم بحيث ازداد طول النابض بمقدار 2 سم. إذا كان تسارع الجاذبية الأرضية 10 م/ث²²حدد (أ) ثابت الزنبرك (ب) الشغل المبذول من قبل الزنبرك على الحمل
مناقشة
معروف :
الكتلة (م) = 1 كجم
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²²
الزيادة في طول الزنبرك (س) = 2 سم = 0,02 متر
سأل ثابت الزنبرك والشغل المبذول بواسطة قوة الزنبرك
جواب :
(أ) ثابت الزنبرك
صيغة قانون هوك :
F = k x.
اعكس هذه الصيغة لحساب ثابت الزنبرك:
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0,02 = 10 / 0,02
k = 500 نيوتن/متر
(ب) الشغل المبذول بواسطة قوة الزنبرك
W = – ½ kx²
W = – ½ (500)(0,02)²
W = – (250)(0,0004)
W = -0,1 جول
إن الشغل المبذول بواسطة قوة الزنبرك على الحمل يكون سالباً لأن اتجاه قوة الزنبرك يكون معاكساً لاتجاه إزاحة الحمل.

5. صندوق لا يزال على سطح الأرض، يُدفع بقوة مقدارها 10 نيوتن، فيتحرك مسافة مترين. إذا كانت قوة الدفع في نفس اتجاه إزاحة الصندوق، وكان الصندوق متأثرًا بقوة احتكاك حركي مقدارها 2 نيوتن، فإن الشغل الكلي المبذول على الصندوق هو...
مناقشة
معروف :
القوة (F) = 10 نيوتن
قوة الاحتكاك الحركي (F_k) = 2 نيوتن
الإزاحة (s) = 2 متر
سأل الجهد الكلي (واط)_مجموع)
جواب :
العمل المنجز بالقوة (F):
W₁ = F s cos 0 = (10)(2)(1) = 20 جول
الشغل المبذول بواسطة قوة الاحتكاك الحركي (F_k):
W₂ = F._k s = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 جول
الجهد الإجمالي هو:
W_مجموع = دبليو₁ - ث₂
W_مجموع = 20 - 4
W_مجموع = 16 جول

6. جسم كتلته 5 كجم يقع على ارتفاع 10 أمتار فوق سطح الأرض. تسارع الجاذبية الأرضية 10 م/ث² ^. مقدار الشغل اللازم لنقل الجسم إلى ارتفاع 15 مترًا فوق سطح الأرض هو...

أ. 75 جول

ب. 250 جول

ج. 500 جول

د. 750 جول

هـ. 1.250 جول

مناقشة

من المعروف أن:

كتلة الجسم (م) = 5 كجم

الارتفاع (ح) = 10 مترًا

تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 10 م/ ^ث²

السؤال: الجهد المبذول لتحريك جسم إلى ارتفاع 15 متراً

الجواب:

إن الجهد المبذول لتحريك جسم ما يساوي على الأقل قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم.

صيغة حساب الشغل المبذول بواسطة قوة الجاذبية:

W = wh = mgh

الوصف: W = الجهد، w = الجاذبية، h = الارتفاع، m = الكتلة، g = تسارع الجاذبية

صيغة حساب الشغل المنجز هي:

W = wh = mgh = (5 كجم)(10 م/ث² ⁾ (10 م) = 500 كجم م² ^/ ث² ⁼ 500 جول

الإجابة الصحيحة هي ج.

7. يتحرك جسم كتلته 2 كجم على سطح أملس بسرعة 2 م/ث ^. بعد لحظات، يتحرك الجسم بسرعة 5 م/ث ^. الشغل المبذول على الجسم خلال هذه الفترة الزمنية هو...

أ. 4 جول

ب. 9 جول

ج. 15 جول

د. 21 جول

هـ. 25 جول

مناقشة

من المعروف أن:

كتلة الجسم (م) = 2 كجم

السرعة الابتدائية (v _o ) = 2 م ^/ث

السرعة النهائية (v _t ) = 5 م/ ^ث

السؤال: الشغل المبذول على الجسم خلال الفترة الزمنية

الجواب:

تنص نظرية الشغل والطاقة الحركية على أن الشغل الكلي المبذول على جسم ما يساوي التغير في طاقته الحركية. رياضياً:

W = ΔEK = EK ₂ – EK ₁ = 1/2 mv _t ² – 1/2 mv _o ² = 1/2 m (v _t ² – v _o ² ) = 1/2 (2)(5 ² -2 ² ) = (1)(25-4) = 21 جول

8. طاولة كتلتها 10 كجم موضوعة في البداية على أرضية ملساء، ثم دُفعت لمدة 3 ثوانٍ وتحركت في خط مستقيم بتسارع 2 م/ث² ^. مقدار الشغل المبذول هو...

أ. 20 جول

ب. 30 جول

ج. 60 جول

د. 180 جول

هـ. 360 جول

مناقشة

من المعروف أن :

الكتلة (م) = 10 كجم

السرعة الابتدائية (v _o ) = 0 (في البداية تكون الطاولة ثابتة)

الفاصل الزمني (t) = 3 ثوانٍ

التسارع (أ) = 2 م/ ^ث²

السؤال : الجهد (واط)؟

إجابة :

أولاً، احسب المسافة المقطوعة باستخدام صيغة GLBB:

s = v _o t + ½ at ² = (0)(3) + ½ (2)(3) ²

s = 0 + (1)(9) = 9

العمل المنجز على الطاولة:

W = F s = (ma)(s) = (10)(2)(9) = 180 جول

الإجابة الصحيحة هي د.

9. يُدفع جسم كتلته 1,5 كجم لأعلى بقوة ثابتة F = 15 نيوتن على سطح مائل كما هو موضح في الشكل. بافتراض أن تسارع الجاذبية الأرضية (g) يساوي 10 م/ ^ث² وأن الاحتكاك بين الجسم والسطح المائل معدوم، فإن الشغل الكلي المبذول على الجسم هو...

أ. 15 جول

ب. 30 ي

ج. 35 جول

د. 45 جول

هـ. 50 جول

مناقشة

من المعروف أن :

كتلة الكتلة (م) = 1,5 كجم

تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 10 م/ ^ث²

وزن الكتلة (w) = mg = (1,5)(10) = 15 نيوتن

قوة الدفع (F) = 15 نيوتن

السؤال : ما هو إجمالي الشغل المبذول على الكتلة (W)؟

إجابة :

هناك قوتان تعملان على الكتلة؛ القوة الموازية لإزاحة الكتلة، وهي قوة الدفع (F) ووزن الكتلة الموازي لسطح المستوى المائل (w _x ).

الشغل الذي تقوم به قوة الدفع هو:

W ₁ = F s = (15 نيوتن)(2 متر) = 30 نيوتن متر = 30 جول

العمل الذي تقوم به الجاذبية الأرضية:

W ₂ = w _x s = (w sin 30 ^o )(2 m) = (15 N)(1/2)(2 m) = 15 N m = 15 جول

إجمالي العمل المنجز في الموقع:

_إجمالي الطاقة = الطاقة ₁ - الطاقة ₂ = 30 جول - 15 جول = 15 جول

الإجابة الصحيحة هي أ.