الدفع والزخم
مسائل تدريبية
1. تتحرك سيارة صغيرة كتلتها725kg ، بسرعة115km/h في اتجاه الشرق عبر عن حركة السيارة برسم تخطيطي
a احسب مقدار زخمها وحدد اتجاهه ، ارسم سهما على الرسم التخطيطي يعبر عن الزخم
b إذا كان لسيارة ثانية الزخم نفسه وكانت كتلتها 2175kg ، فما سرعتها المتجهة ؟
2. ضغط السائق في المثال السابق على المكابح بشدة لإيقاف السيارة خلال s 2.0 وكان متوسط القوة المؤثرة في السيارة لإبطائها يساويN 103´5.0
a ما مقدار التغير في الزخم ؟ أي ما مقدار واتجاه الدفع على السيارة ؟
b أكمل الرسمين لما "قبل" الضغط على المكابح وما "بعد" الضغط على المكابح ، ثم حدد الزخم والسرعة المتجهة للسيارة الآن
3. يتحرك جسم كتلته kg 7.0 بسرعة m/s 2.0 ، ويؤثر فيه دفعان ( واحدا تلو الآخر ) في اتجاه حركته ، يوضح الشكل 2 كلا من الدفعين . أحسب سرعة الجسم واتجاه حرکته بعد كل دفع من الدفعين
4. يعمل السائق على تسارع عربة ثلوج كتلتهاkg 240.0 فينتج عن ذلك قوة تزيد من سرعة العربية وهيm/s 6.00 إلىm/s 28.0 خلال فترة زمنية تبلغ s 60.0
a أرسم الحدث ، موضحا الوضع الابتدائي والنهائي للعربة
b ما التغير في زخم العربة ؟ ما الدفع على العربة ؟
c ما مقدار متوسط القوة التي أثرت في العربة ؟
5. مسألة تحفيزية افترض أن شخصا كتلتهkg 60.0 موجود في المركبة التي اصطدمت بالحائط الأسمنتي في مثال مسألة 1. والسرعة المتجهة للشخص مساوية للسرعة المتجهة للسيارة قبل التصادم وبعده ، وتغيرت هذه السرعة المتجهة خلال s 0.20 ارسم مخططا بمثل المسألة
a . ما متوسط القوة المؤثرة في الشخص ؟
b يعتقد بعض الأشخاص أن بإمكانهم أن يوقفوا اندفاع أجسامهم إلى الأمام في مركبة ما عندما تتوقف فجأة ، وذلك بوضع أيديهم على لوحة العدادات . احسب كتلة جسم وزنه يساوي القوة التي حسبتها للتو . هل تستطيع رفع مثل هذه الكتلة ؟ هل أنت قوي بدرجة كافية لتوقف جسمك باستخدام ذراعيك ؟
6. منشار دائري في ورشة قطرهm 0.25 بدور بمعدل x103 rpm5.0 ، كما هو مبين الشكل 7. بعد قطع التيار الكهربائي عن المنشار ، يستغرق النصل ثواني عديدة في ليتوقف تماما ، عزم القصور الذاتي للنصل يساوي 2m* kg3-10´8.0. ينتج عن الاحتكاك في المحور متوسط عزم يساوي N*m 1-10´2.3 لإبطاء النصل . كم عدد الثواني التي يستغرقها النصل حتى يتوقف ؟
7. يمكن للاعب بيسبول أن يرمي كرة منحنية سرعتها (132km/h ( 82 mph تدور بمعدل rpm102x6.0. ما السرعة الزاوية للكرة التي رميت ؟ تستغرق حركة الرمي التي يؤديها اللاعب s 0.15 ، وعزم القصور الذاتي للكرة يساوي 8.0x10-5kg.m2 ما متوسط عزم اللاعب المؤثر في الكرة ؟
.8 يرمي لاعب البولينج الكرة في الممر ، لكنها لا تتدحرج بل تنزلق . يؤدي احتكاك سطح الممر إلى تدحرج الكرة وتكون سرعتها الزاوية النهائية s/x101 rad7.00 . عزم القصور الذاتي للكرة يساوي 0.0350kg.m2 ، وتتحرك الكرة على الممر بسرعة2.40s . ما الدفع الزاوي ومتوسط عزم الممر المؤثر في كرة البولينج ؟
9. دراجة مقلوبة على منضدة التصليح حتى يصلح عامل تصليح الدراجات محور عجلتها الأمامية. يدير العامل العجلة الأمامية بيده فتدور بسرعة 5.0rev/s ما متوسط السرعة الزاوية للمجلة ؟ إذا كان عزم القصور الذاتي للعجلة يساوي0.060kg.m2 ، فما الدفع الزاوي الذي أثر به عامل التصليح في العجلة ؟
10. الفكرة الرئيسة أبهما له زخم أكبر ، شاحنة متوقفة ، أم قطرة مطر ساقطة؟ اشرح
10. لقطرة المطر المتساقطة زخم أكبر ، زخم الشاحنة يساوي صفرا لأن سرعتها المتجهة تساوي صفرا
11. الزخم هل يختلف زخم سيارة تتحرك جنوبا عن زخم السيارة نفسها عندما تتحرك شمالا . إذا كان مقدار السرعة في الحالتين متساويا ؟ ارسم متجهات الزخم لتدعم إجابتك
11 نعم ، فالزخم كمية متجهة ويكون زخم السيارتين في اتجاهين متعاكسين
12. الدفع والزخم عندما تقفز من ارتفاع معين إلى الأرض فإنك تثني رجليك لحظة ملامسة قدميك الأرض . أشرح لماذا تفعل ذلك بناء على مفاهيم الفيزياء الواردة في هذه الوحدة
12. لقد قللت القوة بزيادة الفترة الزمنية التي استغرقتها لإيقاف حركة جسمك
13. الدفع والزخم قذفت كرة بيسبول كتلتها 0.174kg أفقيا بسرعة 260m/s ، وبعد أن ضربت الكرة بالمضرب ، تحركت في الاتجاه المعاكس بسرعة 38.0m/s
a ارسم أسهما توضح زخم الكرة فبل ضربها بالمضرب وبعده
b ما مقدار التغير في زخم الكرة ؟
c ما الدفع الناتج عن المضرب ؟
d إذا تلامس المضرب مع الكرة لمدة 0.80ms ، فما مقدار متوسط القوة التي أثر بها المضرب في الكرة ؟
14 الزخم مقدار سرعة كرة السلة لحظة اصطدامها بالأرضية هو نفسه بعد التصادم مباشرة . هل يعني ذلك أن التغير في زخم الكرة يساوي صفرا عند اصطدامها بالأرض ؟ إذا كان الجواب بالنفي ، ففي أي اتجاه يكون التغير في الزخم ؟ ارسم متجهات الزخم لكرة السلة قبل أن تصطدم بالأرضية وبعده .
14 لا يكون التغيير في الزخم إلى أعلى ، فقبل أن تصطدم الكرة بالأرض يكون متجه الزخم إلى أسفل ، وبعد التصادم يكون متجه الزخم إلى أعلى