Physics
📄 اطبع pdf
00971504825082
اسئلة مراجعة الفصل الثالث فيزياء الحادي عشر عام (خكومي ) حسب الهيكل ( 2025-2026)
🏛️1 -يُيذكر ويوضح قانون هوك \[𝐹 = −𝑘𝑥\] لحساب القوة التي يبذلها النابض عند انضغاطه أو استطالته. وضح بدلالة القانون: الثابت \[𝑘\] والاستطالة أو الانضغاط ، وقارن بين حالة الشد والضغط بالنسبة للنابض."
\[1 \star\]
نابض ثابت مرونته \[k = 200\;N/m\]، شده بقوة نحو الاسفل فأصبحت استطالته \[x = 0.1\;m\].
احسب مقدار قوة الإرجاع التي يبذلها النابض.
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[F = 10\;N\]
B
\[F = 15\;N\]
C
\[F = 20\;N\]
D
\[F = 2000\;N\]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح المفصل:
• من قانون هوك: \[F =- k \cdot x\]
الاستطالة اتجاهها نحو الاسفل فهي ذات اشارة سالبة
• \[F = -200 \times -0.1 = 20\;N\]
نابض طوله الأصلي \[L_0 = 30\;cm\]، علقت به كتلة \[m = 2\;kg\] فأصبح طوله \[L = 35\;cm\].
احسب ثابت المرونة \[k\] للنابض. \[g = 10\;m/s^2\]
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[k = 200\;N/m\]
B
\[k = 300\;N/m\]
C
\[k = 400\;N/m\]
D
\[k = 500\;N/m\]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح المفصل:
• الاستطالة: \[\Delta L = L - L_0 = 35 - 30 = 5\;cm =- 0.05\;m\]
الاشارة السالبة وضعت لان الازاحة نحو الاسفل
• الوزن: \[F = m \cdot g = 2 \times 10 = -20\;N\]
الاشارة السالبة لان قوة الوزن نحو الاسفل
قوة الارجاع تعادل الوزن واتجاهها نحو الأعلى
• من قانون هوك: \[k = -\frac{F}{\Delta L} =- \frac{20}{-0.05} = 400\;N/m\]
نابض ثابت مرونته \[k = 1000\;N/m\]، ضغط بقوة \[F = 200\;N\].
احسب مقدار الانضغاط الذي يحدث في النابض.
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[x = 0.05\;m\]
B
\[x = 0.1\;m\]
C
\[x = 0.2\;m\]
D
\[x = 0.4\;m\]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح المفصل:
قوة الارجاع تساوي قوة الانضغاط ولكن باتجاه معاكس الانضغاط نحو الأعلى وقوة الارجاع نحو الاسفل لذلك اشارتها سالبة
\[F=-K.X\]
• الضغط يخضع لنفس قانون هوك: \[x = -\frac{F}{k}\]
• \[x = -\frac{-200}{1000} = 0.2\;m\]
🏛️2 -
يحسب ثابت النابض
بيانياً باستخدام منحنى القوة المؤثرة - الاستطالة
\[4 \star\]
📈 طاقة الوضع المرنة
في تجربة تم تعليق كتل مختلفة في زنبرك مثبت من أحد الأطراف
تم رسم العلاقة بين قوة الشد والاستطالة فنتج لدينا الخط البياني
فإن أقصى طاقة وضع يختزنها الزنبرك تعادل
الإعتماد على نفس الخط البياني
فإن ثابت المرونة \[(k)\] للزنبرك يساوي
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ k = 20 \; N/m \]
B
\[ k = 25 \; N/m \]
C
\[ k = 50 \; N/m \]
D
\[ k = 100 \; N/m \]
✅ الإجابة الصحيحة: C (k = 50 N/m)
📖 الشرح:
باستخدام نقطتين من الخط البياني:
النقطة الأولى: \[ x_1 = 0.10 \; m \;\;\;\;\;\;\; F_1 = 5 \; N \]
النقطة الثانية: \[ x_2 = 0.20 \; m \;\;\;\;\;\;\; F_2 = 10 \; N \]
\[
k = \frac{\Delta F}{\Delta x} = \frac{F_2 - F_1}{x_2 - x_1}
\]
\[
k = \frac{10 - 5}{0.20 - 0.10} = \frac{5}{0.10} = 50 \; N/m
\]
\[5 \star\]
تم إجراء تجارب على ثلاثة زنبركات مختلفة \[A، B، C\]
حيث تم قياس القوة المؤثرة والاستطالة الناتجة لكل زنبرك
ورسمت العلاقة بين \[( F \;\;\;-\;\;\; x )\] كما هو موضح في الشكل البياني أدناه
أي الترتيبات التالية يعبر بشكل صحيح عن مقارنة ثوابت المرونة \[ k \] للزنبركات الثلاثة؟
🔴 زنبرك A
🔵 زنبرك B
🟢 زنبرك C
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ k_A > k_B > k_C \]
B
\[ k_C > k_B > k_A \]
C
\[ k_B > k_A > k_C \]
D
\[ k_A > k_C > k_B \]
✅ الإجابة الصحيحة: D
📖 الشرح:
ثابت المرونة يمثل ميل الخط البياني في علاقة
كلما زاد الميل، زادت قيمة \[ k \] (الزنبرك أكثر صلابة).
حساب قيم \[ k \] لكل زنبرك:
🔴 الزنبرك A:
\[
k_A = \frac{F}{x} = \frac{12}{0.10} = 120\;N/m
\]
(أكبر ميل → أكثر صلابة)
🔵 الزنبرك B:
\[
k_B = \frac{12}{0.15} = 80\;N/m
\]
🟢 الزنبرك C:
\[
k_C = \frac{12}{0.25} = 48\;N/m
\]
(أصغر ميل → أقل صلابة)
الترتيب:
\[
k_A > k_B > k_C
\]
🏛️3 -
"طبّق المعادلة
\[
P_{es} = \frac{1}{2} \times F_{max} \times x_{max}
\]
لحساب طاقة الوضع المرنة المختزنة في النابض، أو لحساب كمية فيزيائية أخرى غير معلومة. كيف يمكن حساب الطاقة المختزنة في النابض بيانياً من المساحة تحت منحنى القوة المؤثرة - الاستطالة؟"
\[6 \star\]
📈 طاقة الوضع المرنة
في تجربة تم تعليق كتل مختلفة في زنبرك مثبت من أحد الأطراف
تم رسم العلاقة بين قوة الشد والاستطالة فنتج لدينا الخط البياني
فإن أقصى طاقة وضع يختزنها الزنبرك تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ P_{es} = 0.75 \; J \]
B
\[ P_{es} = 0.52 \; J \]
C
\[ P_{es} = 1 \; J \]
D
\[ P_{es} = 0.16 \; J \]
✅ الإجابة الصحيحة: C (1 Joule)
📖 الشرح:
من الرسم البياني طاقة الوضع هي المساخة المحورة تحت المنحنى
طاقة الوضع = مساحة المثلث
أقصى قوة شد \[ F_{max} = 10 \; N \]
أقصى استطالة \[ x_{max} = 0.20 \; m \]
طاقة الوضع المرنة = مساحة المثلث = نصف القاعدة ضرب الأرتفاع
\[
P_{es} = \frac{1}{2} \times F_{max} \times x_{max}
\]
\[
P_{es} = \frac{1}{2} \times 10 \times 0.20 = 1 \; J
\]
زنبرك طوله
وثابت المرونة له
\[ 0.8 \; m \;\;\;\;\;\;\; k = 60 \; N/m \]
مثبت من أحد الأطراف، علق في طرفه الحر كتلة فاستطال الزنبرك
وأصبح طوله
\[0.95 \; m \]دون تجاوز حد المرونة
فإن طاقة الوضع التي يختزنها الزنبرك تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ PE = 6.3 \; J \]
B
\[ PE = 5.8 \; J \]
C
\[ PE = 3.4 \; J \]
D
\[ PE = 4.5 \; J \]
✅ الإجابة الصحيحة: D (\( PE = 4.5 \; J \))
📖 الشرح التفصيلي:
الخطوة 1: حساب مقدار الاستطالة (\( x \))
\[
x = L - L_0 = 0.95 - 0.8 = 0.15 \; m
\]
الخطوة 2: قانون طاقة الوضع المرنة
طاقة الوضع المرنة المخزنة في الزنبرك تعطى بالعلاقة:
\[
PE = \frac{1}{2} k x^2
\]
الخطوة 3: التعويض في القانون
\[
PE = \frac{1}{2} \times 60 \times (0.15)^2
\]
\[
PE = \frac{1}{2} \times 60 \times 0.0225
\]
\[
PE = 30 \times 0.0225
\]
\[
PE = 0.675 \; J
\]
⚠️ تنبيه: يبدو أن هناك خطأ في الخيارات المعطاة، حيث أن الناتج الصحيح هو \( 0.675 \; J \)، ولكن أقرب إجابة من بين الخيارات هي \( 4.5 \; J \) في حال تم استخدام \( x = 0.15 \) بطريقة مختلفة.
✅ في حال استخدام العلاقة \( PE = \frac{1}{2} k x^2 \) بشكل صحيح:
\[
PE = 0.5 \times 60 \times 0.0225 = 0.675 \; J
\]
💡 ملاحظة مهمة: قانون طاقة الوضع المرنة هو \( PE = \frac{1}{2} k x^2 \)، ويجب الانتباه إلى أن \( x \) هي مقدار الاستطالة (التغير في الطول) وليس الطول الكلي.
🏛️4 -
"صف الحركة (الاهتزازية) البسيطة لكل من:
نظام الكتلة-النابض
البندول البسيط
من حيث: السرعة، التسارع، القوة، الطاقة الحركية، وطاقة الوضع (المرنة أو الجاذبية)، وذلك عند أقصى إزاحة وعند موضع الاتزان
\[8 \star\]
🔄 تحول الطاقة
في الحركة التوافقية البسيطة للزنبرك، عندما يتحرك الجسم من موضع الاتزان نحو أقصى إزاحة، أي العبارات التالية صحيحة؟
اختر الإجابة الصحيحة
A
تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركة
B
الطاقة الكلية تزداد تدريجياً
C
تتحول طاقة الحركة إلى طاقة وضع، وتقل السرعة حتى تصل إلى الصفر
D
القوة المُعيدة تُساعد الحركة وتزيد السرعة
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح:
عندما يتحرك الجسم من موضع الاتزان \[ x=0 \] نحو أقصى إزاحة \[x=A \]:
• تتحول طاقة الحركة تدريجياً إلى طاقة وضع مرنة \[KE⟶ PE\]
• السرعة تقل تدريجياً حتى تصبح \[ v = 0 ⟶ x = A \]
• القوة المُعيدة \[ F = -kx \]تعاكس اتجاه الحركة قوة إبطاء
• الطاقة الكلية تبقى محفوظة:
E = KE + PE =ثابت
\[9 \star\]
جسم يهتز حول موضع الاتزان مكوناً ما يعرف بالحركة التوافقية البسيطة
أحد الإجابات التالية تمثل العلاقة بين قوة الإرجاع والإزاحة
اختر الإجابة الصحيحة
A
قوة الإرجاع تتناسب طردياً مع الإزاحة ولهما نفس الاتجاه
B
قوة الإرجاع تتناسب طردياً مع الإزاحة وتعاكسها في الاتجاه
C
قوة الإرجاع تتناسب عكسياً مع الإزاحة ولهما نفس الاتجاه
D
قوة الإرجاع تتناسب عكسياً مع الإزاحة وتعاكسها في الاتجاه
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 الشرح:
في الحركة التوافقية البسيطة، قوة الإرجاع (القوة المُعيدة) تعطى بقانون هوك:
\[
\boxed{F = -k \cdot x}
\]
العلاقة:
• تتناسب قوة الإرجاع طردياً مع الإزاحة\[ F \propto x \]
• علامة السالب تعني أن اتجاهها عكس اتجاه الإزاحة
• أي أن القوة تعيد الجسم دائماً نحو موضع الاتزان
\[10 \star\]
جسم يتحرك حركة توافقية بسيطة وأثناء الحركة تتحول الطاقة من شكل إلى آخر
عند موضع الاتزان أحد الإجابات التالية صحيحة
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ KE = 0 \quad,\quad PE > 0 \]
B
\[ KE > 0 \quad,\quad PE = 0 \]
C
\[ KE = PE \neq 0 \]
D
\[ KE = PE = 0 \]
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 الشرح:
عند موضع الاتزان (\( x = 0 \)):
• طاقة الوضع المرنة:
\[
PE = \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} k \times (0)^2 = 0
\]
• طاقة الحركة (الطاقة الحركية):
بما أن الطاقة الكلية محفوظة (\( E = \frac{1}{2} k A^2 \)):
\[
KE = E - PE = \frac{1}{2} k A^2 - 0 = \frac{1}{2} k A^2 > 0
\]
• السرعة عند موضع الاتزان:
\[
v_{max} = A \sqrt{\frac{k}{m}}
\]
الخلاصة: عند موضع الاتزان تكون \( KE \) عظمى و \( PE = 0 \).
🏛️5 -
ا"استخدم قانون حفظ الطاقة لكل من:
نظام الكتلة-النابض (الأفقي البسيط)
البندول البسيط
لربط الطاقة الكلية للنظام في لحظة محددة بالطاقة الكلية في لحظة أخرى"
في الحركة التوافقية البسيطة كيف تتغير الطاقة الميكانيكية الكلية للنظام؟
A
تبقى ثابتة (محفوظة) في غياب قوى الاحتكاك
B
تزداد تدريجياً مع الزمن
C
تتناقص تدريجياً مع الزمن
D
تتذبذب بين الصفر وقيمة عظمى
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 الشرح: في الحركة التوافقية البسيطة المثالية (بدون احتكاك)، تتحول الطاقة بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، ولكن الطاقة الميكانيكية الكلية تبقى ثابتة.
\[ E_{total} = E_k + E_p = \frac{1}{2}kA^2 = \text{ثابت} \]
حيث \[ A \] سعة الاهتزاز.
في الحركة التوافقية البسيطة لنابض، عند أقصى إزاحة \[ x = \pm A \]، أي العبارات التالية صحيحة؟
A
الطاقة الحركية أكبر ما يمكن
B
الطاقة الكامنة أكبر ما يمكن، والطاقة الحركية صفر
C
الطاقة الحركية تساوي الطاقة الكامنة
D
الطاقة الكلية تساوي صفراً
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 الشرح: عند أقصى إزاحة \[ x = \pm A \]:
• السرعة = صفر ← \[ E_k = 0 \]
• الطاقة الكامنة\[ E_p = \frac{1}{2}kA^2 \] ← قيمة عظمى
• الطاقة الكلية \[ E_{total} = E_p + E_k = \frac{1}{2}kA^2 \]
عند نقطة التوازن \[ x = 0 \] في حركة نابض توافقية بسيطة، أي العبارات التالية صحيحة؟
A
الطاقة الحركية أكبر ما يمكن، والطاقة الكامنة صفر
B
الطاقة الكامنة أكبر ما يمكن، والطاقة الحركية صفر
C
الطاقة الحركية تساوي الطاقة الكامنة
D
الطاقة الكلية تساوي صفراً
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 الشرح: عند نقطة التوازن \[ x = 0 \]:
• الطاقة الكامنة \[ E_p = \frac{1}{2}kx^2 = 0 \]
• السرعة أكبر ما يمكن ← \[ E_k = \frac{1}{2}mv_{max}^2 = \frac{1}{2}kA^2\] ← قيمة عظمى
• الطاقة الكلية \[ E_{total} = E_k + E_p = \frac{1}{2}kA^2 \]
🏛️6 -يصف حركة البندول البسيط المهتز .
في حركة البندول البسيط، أي من العبارات التالية تصف بشكل صحيح حالة البندول عند أقصى إزاحة (الموضعين الأيمن والأيسر)؟
A
القوة المحصلة صفر، التسارع أكبر ما يمكن، السرعة أكبر ما يمكن
B
القوة المحصلة صفر، التسارع صفر، السرعة أكبر ما يمكن
C
القوة المحصلة أكبر ما يمكن، التسارع أكبر ما يمكن، السرعة صفر
D
القوة المحصلة أكبر ما يمكن، التسارع صفر، السرعة أكبر ما يمكن
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 التحليل العميق:
عند أقصى إزاحة للبندول:
• تكون المركبة العرضية للوزن \[mg\sin\theta\] أكبر ما يمكن ← القوة المحصلة أكبر ما يمكن
• حسب قانون نيوتن الثاني \[F=ma\] ← التسارع أكبر ما يمكن
• الجسم يتوقف للحظة قبل أن يعود في الاتجاه المعاكس ← السرعة \[v=0\]
الخلاصة: عند أقصى إزاحة: \[F_{max}\]، \[a_{max}\]، \[v=0\]
عند موضع الاتزان للبندول البسيط، أي من العبارات التالية تصف الحالة بشكل صحيح؟
A
القوة المحصلة أكبر ما يمكن، والتسارع أكبر ما يمكن، والسرعة صفر
B
القوة المحصلة صفر، والتسارع صفر، والسرعة أكبر ما يمكن
C
القوة المحصلة صفر، والسرعة صفر، والتسارع أكبر ما يمكن
D
القوة المحصلة أكبر ما يمكن، والسرعة أكبر ما يمكن، والتسارع صفر
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 التحليل العميق:
عند موضع الاتزان \[\theta=0\]:
• المركبة العرضية للوزن = \[mg\sin0=0\] ← القوة المحصلة \[F=0\]
• التسارع \[a=0\] (لأن \[F=0\])
• الجسم يمر بأقصى سرعة له (تحولت كل الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية) ← \[v=v_{max}\]
الخلاصة: عند موضع الاتزان: \[F=0\]، \[a=0\]، \[v=v_{max}\]
أي من الخيارات التالية يصف بدقة اتجاه قوة الإرجاع في البندول البسيط بالنسبة لموضع الاتزان؟
A
في نفس اتجاه الإزاحة دائماً
B
عمودية على اتجاه الإزاحة دائماً
C
معاكسة لاتجاه الإزاحة دائماً (نحو موضع الاتزان)
D
تعتمد على سرعة البندول وكتلته
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 التحليل العميق:
ما هي قوة الإرجاع؟
هي القوة التي تعيد الجسم إلى موضع الاتزان.
في البندول البسيط:
قوة الإرجاع = المركبة العرضية للوزن = \[-mg\sin\theta\]
• الإشارة السالبة تعني أن القوة معاكسة للإزاحة
مثال توضيحي:
• إذا أزحت البندول لليمين \[\theta>0\] ← قوة الإرجاع لليسار (معاكسة)
• إذا أزحت البندول لليسار \[\theta<0\] ← قوة الإرجاع لليمين (معاكسة)
هذه الخاصية هي شرط أساسي للحركة التوافقية البسيطة: \[F=-kx\]
🏛️7 -
"طبّق المعادلة
\[T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]
لحساب الزمن الدوري للبندول البسيط في الحركة التوافقية البسيطة .
\[17 \star\]
بندول طوله \[L=2 \;\; m\] علق في سقف مركبة فضائية وفي مكان في الفضاء
ترك ليتحرك حركة توافقية بسيطة
لمعرفة عجلة الجاذبية تم قياس
الزمن الدوري فكان يعادل
\[T=3.6 \;\; S\] فإن عجلة الجاذبية في تلك المنطقة
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[g=4.5 \;\; m/s^2\]
B
\[g=7.6 \;\; m/s^2\]
C
\[g=5.3 \;\; m/s^2\]
D
\[g=6.1 \;\; m/s^2\]
✅ الإجابة الصحيحة: D
📖 طريقة الحل:
قانون الزمن الدوري للبندول البسيط:
\[T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]
نعوض القيم:
\[3.6=2\pi\sqrt{\frac{2}{g}}\]
\[g=\frac{2}{0.328}=6.1\;m/s^2\]
إذن عجلة الجاذبية في تلك المنطقة هي \[g=6.1\;m/s^2\]
\[18 \star\]
بندول طوله \[L\] تم قياس الزمن الدوري على سطح الأرض
وتم الصعود
بنفس البندول على سطح القمر
الذي عجلة الجاذبية تعادل سدس الجاذبية على سطح الأرض
فإن النسبة بين الزمن الدوري للبندول على سطح الأرض إلى
الزمن الدوري للبندول على سطح القمر تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[0.17\]
B
\[0.4\]
C
\[6\]
D
\[2.4\]
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 طريقة الحل:
قانون الزمن الدوري للبندول البسيط:
\[T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]
على الأرض: \[T_{earth}=2\pi\sqrt{\frac{L}{g_{earth}}}\]
على القمر: \[T_{moon}=2\pi\sqrt{\frac{L}{g_{moon}}}=2\pi\sqrt{\frac{L}{\frac{1}{6}g_{earth}}}=2\pi\sqrt{\frac{6L}{g_{earth}}}\]
النسبة المطلوبة: \[\frac{T_{earth}}{T_{moon}}=\frac{2\pi\sqrt{\frac{L}{g_{earth}}}}{2\pi\sqrt{\frac{6L}{g_{earth}}}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\]
\[\frac{T_{earth}}{T_{moon}}=\frac{1}{\sqrt{6}}=\frac{1}{2.449}\approx0.4\]
إذن النسبة هي \[0.4\]
🏛️8 -يحدد العوامل التي تؤثر في مقدار الزمن الدوري للبندول البسيط
أي من العوامل التالية لا تؤثر في مقدار الزمن الدوري للبندول البسيط؟
A
كتلة الثقل المعلق
B
طول البندول
C
عجلة الجاذبية الأرضية
D
جميع ما سبق
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 طريقة الحل:
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} \]
• \( T \): الزمن الدوري (الثانية)
• \( L \): طول خيط البندول (المتر)
• \( g \): عجلة الجاذبية الأرضية \[ 9.8 \, m/s^2 \]
الزمن الدوري يعتمد على:
✅ طول الخيط \( L \) (علاقة طردية)
✅ عجلة الجاذبية \( g \) (علاقة عكسية)
❌ لا يعتمد على الكتلة .
🎯 الإجابة: لا يعتمد على الكتلة
بندول يتحرك حركة توافقية بسيطة زمنه الدوري \[T\].
إذا زاد طول خيط البندول البسيط إلى أربعة أضعاف طوله الأصلي، فإن زمنه الدوري يصبح:
📐 الشكل التوضيحي للبندول البسيط
اختر الإجابة الصحيحة
A
يزداد إلى الضعف
B
يقل إلى الربع
C
يقل إلى النصف
D
يزداد إلى أربعة أضعاف
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 طريقة الحل:
الحل:
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} \]
\[ T' = 2\pi \sqrt{\frac{L'}{g}} = 2\pi \sqrt{\frac{4L}{g}} \]
\[ T' = 2\pi \sqrt{4} \cdot \sqrt{\frac{L}{g}} \]
\[ T' = 2\pi \times 2 \cdot \sqrt{\frac{L}{g}} \]
\[ T' = 2 \times \left( 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} \right) \]
\[ T' = 2T \]
الاستنتاج:
\[
\boxed{T' = 2T}
\]
أي أن الزمن الدوري يزداد إلى الضعف.
🏛️9 -يحدد ويميز بين الموجات المستعرضة والطولية والسطحية؟ مع ذكر أمثلة لكل منها
الموجات المستعرضة هي موجات ميكانيكية تنتقل في الحبل
مالذي يميزها عن الموجات الطولية والسطحية
A
تهتز الجزيئات في نفس اتجاه انتشار الموجة
B
تهتز الجزيئات عمودياً على اتجاه انتشار الموجة
C
تهتز الجزيئات في مسار دائري
D
لا تهتز الجزيئات إطلاقاً
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 الشرح:
• الموجات المستعرضة: الاهتزاز عمودي على الانتشار. مثال: موجة في حبل، موجات الضوء.
• النص يقول: "تحدث نتيجة الموجات الميكانيكية في الحبل في الاتجاه العمودي".
لماذا تُعد الموجة على سطح الماء موجة سطحية وليست مستعرضة أو طولية بحتة؟
A
لأنها تنتقل فقط في أعماق المحيطات
B
لأن جزيئات الماء تهتز عمودياً فقط
C
لأن جزيئات الماء تتحرك في مسار دائري، فتكتسب خصائص المستعرضة (الحركة العمودية) والطولية (الحركة الأفقية)
D
لأنها لا تحتاج وسطاً مادياً
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح (من النص الثاني):
• "تتبع جسيمات الماء مساراً دائرياً": الحركة العمودية تعطي الصفة المستعرضة، والحركة الأفقية (التوازي مع الانتشار) تعطي الصفة الطولية.
• لذا فهي موجة سطحية مركّبة.
أي من الخيارات التالية يوضّع الأمثلة في المكان الصحيح: (موجة مستعرضة - موجة طولية - موجة سطحية)؟
A
ضوء(سطحية – صوت(مستعرضة) – موجة في نابض (طولية)
B
موجة ماء(مستعرضة) – صوت(سطحية) – موجة حبل(طولية)
C
موجة في حبل (مستعرضة) – الصوت (طولية) – موجات سطح الماء (سطحية)
D
كلها موجات مستعرضة
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح:
• مستعرضة: حبل، كهرومغناطيسية (ضوء).
• طولية: صوت، موجات
• سطحية: أمواج الماء (مسار دائري).
🏛️10 -يصف خصائص الموجة مثل: السعة، والطاقة، والطول الموجي، والسرعة، والزمن الدوري، والتردد
\[24 \star\]
بندول يتحرك حركة توافقية بسيطة ويقطع خلال زمن دوري مسافة قدرها
\[x=0.4\;\;m\]
فإن سعة الحركة الاهتزازية تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[A=0.3\;m\]
B
\[A=0.2\;m\]
C
\[A=0.1\;m\]
D
\[A=0.4\;m\]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح:
في الحركة التوافقية البسيطة، المسافة التي يقطعها الجسم خلال زمن دوري واحد كامل تساوي \(4A\) (أربعة أضعاف السعة)، حيث يتحرك الجسم من أقصى إزاحة إلى النقطة الأخرى ثم يعود.
\[
4A = 0.4 \; m \quad \Rightarrow \quad A = \frac{0.4}{4} = 0.1 \; m
\]
\[25 \star\]
حبل يكون موجة مستعرضة كما في الشكل أدناه
أحد الإجابات التالية تعبر عن مسافة بين نقطتين وهو يعادل طول الموجة
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[DJ=𝝀\]
B
\[AF=𝝀\]
C
\[AC=𝝀\]
D
\[BE=𝝀\]
✅ الإجابة الصحيحة: D
📖 الشرح:
طول الموجة (\(𝝀\)) هو أقصر مسافة بين نقطتين متتاليتين في نفس حالة الحركة (طور متساوٍ).
- في الشكل: النقطة B هي قمة، والنقطة E هي القمة التالية مباشرة، لذا \(BE = 𝝀\).
- \(DJ\) يمثل مسافة بين قاعين ولكنه ليس القاعين المتتاليين.
- \(AF\) و \(AC\) يمثلان مسافات غير مكتملة لطور كامل.
\[
𝝀 = BE
\]
\[26 \star\]
قام أحد الطلاب بعمل موجة في حبل وتم تسجيل القيم التالية لهذه الموجة
\[
v=8\;\; \frac{m}{s} \quad\quad f=4\;\; Hz \quad\quad 𝝀=2\;\; m
\]
تم تكرار نفس التجربة بيد طالب آخر لوحظ أن طول الموجة أصبح
\[
𝝀=1.5 \;\; m
\]
أحد الإجابات التالية تعبر عما حدث
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[
f=4\;Hz \quad\quad v=6\;m/s
\]
B
\[
f=6\;Hz \quad\quad v=9\;m/s
\]
C
\[
f=5.33\;Hz \quad\quad v=8\;m/s
\]
D
\[
f=3.5\;Hz \quad\quad v=5.25\;m/s
\]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح:
- سرعة الموجة تعتمد على خصائص الوسط (نوع الحبل، الشد، الكثافة) وليس على تردد المصدر.
- في التجربة الأولى: \(v = 8\;m/s\)، \(f = 4\;Hz\)، 𝝀 = 2 m
\[
v = f \cdot 𝝀 = 4 \times 2 = 8\;m/s
\]
- عند تكرار التجربة بنفس الحبل، تبقى السرعة ثابتة: \(v = 8\;m/s\).
- طول الموجة الجديد 𝝀 = 1.5 m
\[
f = \frac{v}{𝝀} = \frac{8}{1.5} = 5.33\;Hz
\]
- الطالب الثاني غيَّر تردد هز الحبل، مما أدى لتغير طول الموجة، بينما بقيت السرعة ثابتة.
🏛️11 -يطبّق المعادلة
\[v=λf\] لحساب سرعة الموجة، الطول الموجي، أو التردد
واحسب المقاومة المكافئة لدائرة توازي
\[27 \star\]
جهاز سونار على غواصة يرسل إشارة على جسم ساكن
ويعود صدى الصوت بعد زمن
\[t = 5 \;\; s\]
احسب سرعة الصوت في الماء إذا كانت مسافة
الجسم من الغواصة
\[X = 3625 \;\; m\]
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[v = 1750 \;\; m/s\]
B
\[v = 1350 \;\; m/s\]
C
\[v = 1450 \;\; m/s\]
D
\[v = 1650 \;\; m/s\]
✅ الإجابة الصحيحة: C
\[
v = \frac{2X}{t} = \frac{2 \times 3625}{5} = \frac{7250}{5} = 1450 \;\; m/s
\]
موجة مائية طولها الموجي \[ \lambda = 2 \, \text{m} \] وترددها \[ f = 5 \, \text{Hz} \].
ما سرعة انتشار هذه الموجة؟
A
\[ 2.5 \, \text{m/s} \]
B
\[ 10 \, \text{m/s} \]
C
\[ 7 \, \text{m/s} \]
D
\[ 0.4 \, \text{m/s} \]
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 الشرح:
باستخدام العلاقة الموجية: \[ v = \lambda \times f \]
\[ v = 2 \times 5 = 10 \, \text{m/s} \]
موجة صوتية: ترددها \[ 440 \, \text{Hz} \] (نغمة La)، تنتقل في الهواء بسرعة \[ 340 \, \text{m/s} \]. ثم تنتقل نفس الموجة في الماء بسرعة \[ 1480 \, \text{m/s} \].
ما الطول الموجي لهذه الموجة في الماء؟
A
\[ 0.77 \, \text{m} \]
B
\[ 2.3 \, \text{m} \]
C
\[ 3.36 \, \text{m} \]
D
\[ 6.72 \, \text{m} \]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح:
ملاحظة مهمة: عندما تنتقل الموجة من وسط إلى آخر، يتغير الطول الموجي \[ \lambda \] وتتغير السرعة \[ v \]، ولكن التردد \[ f \] يبقى ثابتاً (يعتمد على المصدر).
في الماء: \[ v_{water} = 1480 \, \text{m/s} \]، \[ f = 440 \, \text{Hz} \]
\[ \lambda_{water} = \frac{v_{water}}{f} = \frac{1480}{440} \approx 3.3636 \, \text{m} \]
للمقارنة: الطول الموجي في الهواء:
\[ \lambda_{air} = \frac{340}{440} \approx 0.773 \, \text{m} \]
أي أن الطول الموجي يزداد في الماء لأن سرعة الصوت فيه أكبر.
🏛️12 -
"حدد خصائص الموجة مثل: الطول الموجي، والزمن الدوري، والتردد، والسعة، والسرعة، باستخدام تمثيل بياني (رسم بياني) أو بصري لموجة ميكانيكية دورية."
\[30 \star\]
موجة مستعرضة تم رسم العلاقة بين الإزاحة والبعد عن المصدر فنتج الخط البياني التالي
فإذا كانت سرعة الموجة تعادل \[ v = 4 \, \text{m/s} \] فإن تردد المصدر يعادل:
📌 اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ f = 40 \, \text{Hz} \]
B
\[ f = 2.5 \, \text{Hz} \]
C
\[ f = 20 \, \text{Hz} \]
D
\[ f = 10 \, \text{Hz} \]
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 الشرح:
الخطوة 1: استخراج الطول الموجي من الرسم البياني
من الرسم (الإزاحة - المسافة):
• المسافة بين قمتين متتاليتين = \[ \lambda = 0.1 \, \text{m} \]
الخطوة 2: تطبيق العلاقة الموجية
\[ v = \lambda \times f \]
\[ 4 = 0.1 \times f \]
\[ f = \frac{4}{0.1} = 40 \, \text{Hz} \]
💡 ملاحظة: في رسم (الإزاحة - المسافة)، الطول الموجي هو المسافة بين نقطتين متتاليتين في نفس الطور (قمة وقمة أو قاع وقاع).
\[31 \star\]
في الشكل أدناه تم رسم العلاقة بين الإزاحة والزمن لموجة مستعرضة
وكانت سرعة الموجة \[ v = 3 \, \text{m/s} \] من خلال المعلومات والشكل فإن التردد وطول الموجة يعادلان:
📌 اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ f = 10 \, \text{Hz} \;\;,\;\; \lambda = 0.3 \, \text{m} \]
B
\[ f = 0.2 \, \text{Hz} \;\;,\;\; \lambda = 100 \, \text{m} \]
C
\[ f = 0.05 \, \text{Hz} \;\;,\;\; \lambda = 60 \, \text{m} \]
D
\[ f = 0.1 \, \text{Hz} \;\;,\;\; \lambda = 30 \, \text{m} \]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح:
الخطوة 1: استخراج الزمن الدوري من الرسم البياني
من الرسم (الإزاحة - الزمن):
• الزمن بين قمتين متتاليتين = \[ T = 20 \, \text{s} \]
الخطوة 2: حساب التردد
\[ f = \frac{1}{T} = \frac{1}{20} = 0.05 \, \text{Hz} \]
الخطوة 3: حساب الطول الموجي من العلاقة الموجية
\[ v = \lambda \times f \]
\[ 3 = \lambda \times 0.05 \]
\[ \lambda = \frac{3}{0.05} = 60 \, \text{m} \]
🏛️13 -
يعرّف علم الكهرباء الساكنة بأنه دراسة الشحنات الكهربائية التي يمكن جمعها جميعًا في مكان واحد. حدد نوعي الشحنات (الموجبة والسالبة)، واذكر أن الشحنة الكلية (المحصلة) لنظام معزول تبقى ثابتة دائمًا
في بداية الكون (الانفجار العظيم)، تشير النظريات إلى أن الشحنة الكهربائية الكلية للكون كانت صفراً عند لحظة الانفجار، ماذا يمكننا أن نستنتج عن الشحنة الكلية للكون اليوم؟
استناداً إلى مبدأ حفظ الشحنة، أي العبارات التالية صحيحة؟
A
الشحنة الكلية للكون لا تزال صفراً، وهذا ما تؤكده المشاهدات الفلكية
B
الشحنة الكلية للكون ازدادت مع الزمن بسبب تكون المجرات
C
الشحنة الكلية للكون تتناقص بسبب تمدد الكون
D
لا يمكن تطبيق حفظ الشحنة على الكون ككل لأنه غير معزول
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 الشرح العميق:
الكون، وفقاً للنموذج القياسي لعلم الكونيات، يُعتبر نظاماً معزولاً لأنه لا يوجد "خارج" للكون. لذلك، ينطبق عليه مبدأ حفظ الشحنة.
الأدلة:
\[
Q_{\text{universe, initial}} = 0 \quad \Rightarrow \quad Q_{\text{universe, today}} = 0
\]
- جميع المشاهدات الفلكية تؤكد أن الكون متعادل كهربائياً على المقاييس الكبيرة
- لو كان للكون شحنة كلية غير صفرية، لظهرت مجالات كهربائية هائلة عبر الكون
- المادة المضادة تحمل شحنة معاكسة، وتوزيع المادة والمادة المضادة في الكون المبكر أدى إلى تعادل الشحنة الكلية
🔭 التطبيق العملي: هذه الحقيقة تستخدم في نمذجة تطور الكون المبكر وفي نظرية الأوتار الفائقة.
🧪 تجربة شحن:
عند دلك قضيب زجاجي بقطعة حرير، يكتسب القضيب شحنة موجبة مقدارها \(+Q = +5\,\mu C\).
ما مقدار ونوع شحنة قطعة الحرير؟
A
\[Q = +5\,\mu C\]
B
\[Q = -5\,\mu C\]
C
تبقى قطعة الحرير متعادلة كهربائياً
D
\[Q = +10\,\mu C\]
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 الشرح الفيزيائي:
عند دلك القضيب الزجاجي بالحرير:
- تنتقل إلكترونات (سالبة الشحنة) من القضيب الزجاجي إلى قطعة الحرير
- القضيب يفقد إلكترونات ← يصبح موجب الشحنة: \[Q_{\text{زجاج}} = +5\,\mu C\]
- الحرير يكتسب إلكترونات ← يصبح سالب الشحنة: \[Q_{\text{حرير}} = -5\,\mu C\]
\[
Q_{\text{الكلية قبل الدلك}} = 0 + 0 = 0
\]
\[
Q_{\text{الكلية بعد الدلك}} = (+5\,\mu C) + (-5\,\mu C) = 0
\]
📌 الخلاصة: عملية الشحن بالدلك هي عملية إعادة توزيع للشحنة وليس استحداثها. الشحنة الكلية للنظام تبقى صفراً.
🏛️14 -
"كيف تتحقق من القوة الكهروستاتيكية بين الأجسام المشحونة؟ ووضح وأثبت أن الشحنات المختلفة تتجاذب، بينما الشحنات المتشابهة تتنافر.".
\[34\star\]
لديك ثلاث كرات مشحونة متطابقة معلقة بخيوط عازلة \[A, B, C\].
الكرة A
مشحونة بشحنة موجبة (+).
عند تقريب الكرات من بعضها كما في الشكل أدناه حدثت قوى كهربائية بينها.
A
\[B (-) \;\;\;\;\; C (-)\]
B
\[B (+) \;\;\;\;\; C (+)\]
C
\[B (+) \;\;\;\;\; C (-)\]
D
\[B (-) \;\;\;\;\; C (+)\]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 الشرح التفصيلي:
1️⃣ تحليل الموقف:
• الكرة A موجبة الشحنة (+).
• الكرات الثلاث معلقة بخيوط عازلة (يمكنها الحركة).
• عند تقريب الكرات ظهرت قوى كهربائية.
تحديد شحنة الكرة B:
\[B (+)\]حيث جدث تنافر بين الكرتين \[A\;\;\;\;B\] اي الشحنتين متماثلتين في النوع
تحديد شحنة الكرة C:
\[C (-أ )\]حيث جدث تجاذب بين الكرتين
\[A\;\;\;\;C\]و \[B\;\;\;\;C\] اي الشحنتين مختلفتين في النوع
ملاجظة قد تكون الكره \[C\] متعادلة لأن التجاذب لا يدل بدقة على أن الشحنة مخافالفة حيث يمكن ان ينجذب الجسم متعادل الشحنة إلى الأجسام المشحونة مهما كانت نوع شحنة الجسم المشحون ولكن هنا في بداية السؤال قيل ثلاث كرات مشحونه لذلك تم التاكيد على أن جميع الكرات مشحونة
\[35\star\]
بالاعتماد على الشكل فإن الشحنة \[q_2\] نوعها والقوة الكهربائية التي تتأثر بها
اختر الإجابة الصحيحة
أ
\[F_{12}= 10 \, N \longrightarrow\] \[q_2\] موجبة
ب
\[F_{12}= 5 \, N \longleftarrow\] \[q_2\] موجبة
ج
\[F_{12}= 5 \, N \longleftarrow\] \[q_2\] سالبة
د
\[F_{12}= 10 \, N \longrightarrow\] \[q_2\] سالبة
✅ الإجابة الصحيحة: د
📖 طريقة الحل:
بما أن القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى نحو اليسار
فإن القوة التي تؤثر بها الشحنة الأولى على الثانية نحو اليمين.
أي الشحنة الثانية سالبة.
والقوة التي تؤثر بها الشحنة الأولى على الثانية
تساوي القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى
مهما كان مقدار كل من الشحنتين
( لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومعاكس في الاتجاه)
\[ F_{12} = -F_{21} \]
\[ = 10 \, N \]
🎯 الإجابة: الشحنة سالبة والقوة التي تتأثر بها \[10 \, N\] نحو اليمين \[ \longrightarrow \]
🏛️15 -
"يصف كيف يتم شحن الجسم ؟ وماذا يحدث عند فقدان أو اكتساب الإلكترونات؟ اشرح عملية الشحن بالدلك (الاحتكاك) مع أمثلة."
\[36\star\]
🧪 تجربة يومية: تمشيط الشعر الجاف بمشط بلاستيكي
ما الذي يحدث عند تمشيط الشعر الجاف بمشط بلاستيكي؟
اختر الإجابة الصحيحة
A
ويتنافر مع الشعر 🔘 يكتسب المشط شحنة موجبة
B
ويتنافر مع الشعر 🔘 يكتسب المشط شحنة سالبة
C
يكتسب المشط شحنة سالبة ويجذب الشعر
D
يكتسب المشط شحنة موجبة ويجذب الشعر
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 طريقة الحل والشرح التفصيلي:
الظاهرة: عند تمشيط الشعر الجاف بمشط بلاستيكي، نلاحظ أن المشط يجذب الشعر (يتجه الشعر نحو المشط).
السبب العلمي:
1️⃣ عند دلك المشط البلاستيكي بالشعر الجاف، يحدث شحن بالدلك (الاحتكاك).
2️⃣ تنتقل الإلكترونات من الشعر إلى المشط البلاستيكي.
3️⃣ {الإلكترونات} تنتقل من الشعر إلى المشط
4️⃣ المشط يكتسب إلكترونات ← يصبح سالِب الشحنة [\(-\)].
5️⃣ الشعر يفقد إلكترونات ← يصبح موجِب الشحنة [\(+\)].
\[37\star\]
عند دلك قضيب بلاستيكي بقطعة من الصوف، ماذا يحدث؟
اختر الإجابة الصحيحة
A
يكتسب القضيب إلكترونات ← يصبح سالباً
B
يفقد القضيب إلكترونات ← يصبح موجباً
C
يكتسب الصوف إلكترونات ← يصبح سالباً
D
تصبح الشحنة الكلية غير محفوظة
✅الإجابة الصحيحة: A
📖 شرح عملية الشحن بالدلك (البلاستيك والصوف):
عند دلك قضيب بلاستيكي بقطعة من الصوف:
• ينتقل بعض الإلكترونات من الصوف إلى القضيب البلاستيكي.
• القضيب البلاستيكي يكتسب إلكترونات ← يصبح سالِب الشحنة.
• قطعة الصوف تفقد إلكترونات ← تصبح موجبة الشحنة.
\[
Q_{\text{البلاستيك}} = -n e \quad , \quad Q_{\text{الصوف}} = +n e
\]
\[
Q_{\text{الكلية}} = Q_{\text{البلاستيك}} + Q_{\text{الصوف}} = 0
\]
\[37\star\]
عند دلك جسمين ببعضهما، ماذا يحدث للشحنة الكلية للنظام؟
اختر الإجابة الصحيحة
A
تزداد الشحنة الكلية
B
تتناقص الشحنة الكلية
C
تبقى الشحنة الكلية محفوظة (ثابتة)
D
تصبح الشحنة الكلية صفراً دائماً
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 قانون انحفاظ الشحنة:
مبدأ انحفاظ الشحنة:
\[
\sum Q_{\text{قبل}} = \sum Q_{\text{بعد}}
\]
الشحنة الكهربائية لا تُستحدث ولا تُفنى، ولكنها تنتقل من جسم إلى آخر.
عند دلك جسمين:
\[
Q_1 + Q_2 = \text{ثابت}
\]
مثال: عند دلك الزجاج بالحرير
\[
Q_{\text{الزجاج}} + Q_{\text{الحرير}} = 0
\]
\[
(+n e) + (-n e) = 0
\]
🏛️16 -
ما الفرق بين الموصلات الكهربائية والعوازل؟ اذكر الأمثلة مع التمييز بينهما
ما الفرق الجوهري بين الموصلات والعوازل من حيث التركيب الذري؟
A
الموصلات تحتوي على بروتونات حرة، والعوازل لا تحتوي
B
الموصلات تحتوي على إلكترونات حرة في مدار التكافؤ، والعوازل إلكتروناتها مرتبطة بقوة
C
الموصلات أثقل من العوازل
D
الموصلات شفافة والعوازل غير شفافة
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 طريقة الحل:
الفرق الجوهري يعود إلى نطاق التكافؤ وفجوة الطاقة:
• في الموصلات: فجوة الطاقة صغيرة جداً ← الإلكترونات تنتقل بسهولة إلى نطاق التوصيل.
• في العوازل: فجوة الطاقة كبيرة ← الإلكترونات لا تستطيع الانتقال إلى نطاق التوصيل.
جسم كروي تم ملامسته بجسم مشحون، اكتسبت منطقة التلامس شحنة مشابهة وباقي الجسم بقي متعادل، الجسم الكروي يعتبر:
📐 الشكل التوضيحي لملامسة الكرة بجسم مشحون
اختر الإجابة الصحيحة
أ
كرة فلزية
ب
كرة جرافيت
ج
كرة نحاسية
د
كرة زجاجية
✅ الإجابة الصحيحة:D (كرة زجاجية)
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• تم ملامسة جسم كروي بجسم مشحون.
• اكتسبت منطقة التلامس فقط شحنة مشابهة.
• باقي الجسم بقي متعادلاً (غير مشحون).
• إذا كان الجسم عازلاً كهربائياً (مثل الزجاج)، فإن الشحنة تبقى محصورة في منطقة التلامس فقط.
• الفلز، النحاس، الجرافيت ← جميعها موصلات ← لو كانت كرة فلزية لانتشرت الشحنة على كامل السطح.
\[40 \star\]
أربع كرات متعادلة قام أحد الطلاب بإجراء تجارب حتى يحدد هل الكرة مادة موصلة أم عازلة.
قام بتقريب جسم مشحون بشحنة موجبة من الكرتين \[ A\;\;\;\;\;\;\;\; B \]،
ثم قام بملامسة جسم مشحون بشحنة سالبة لكل من الكرتين \[ C \;\;\;\;\;\;\;\; D \].
من خلال التجربة حدد الكرات الموصلة.
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ A , D \]
B
\[ A , C \]
C
\[ B , C \]
D
\[ B , D \]
✅ الإجابة الصحيحة: A ( \[ A , D \] )
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• أربع كرات متعادلة (غير مشحونة) \[ A, B, C, D \]
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (+) من الكرتين \[ A \] و \[ B \] (بدون ملامسة).
• تم ملامسة جسم سالب الشحنة (-) لكل من الكرتين \[ C \] و \[ D \].
التحليل الفيزيائي:
1️⃣ الحالة الأولى (الكرتين \[ A \;\;\;\;\; B \]):
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (بدون ملامسة).
• إذا كانت الكرة موصلة: يحدث الحث الكهروستاتيكي، حيث تتجمع الشحنات السالبة في الجهة القريبة وتتوزع الشحنات الموجبة في الجهة البعيدة.
• إذا كانت الكرة عازلة: لا يحدث تأثير يذكر (لا تتوزع الشحنات).
• من الشكل: نلاحظ أن الكرتين \[ A \;\;\;\;\; B \] تجاذبتا مع الجسم الموجب ← هذا يعني أن الكرتين موصلتان (تأثرتا بالحث وحدث تجاذب).
• إذن: الكرة \[ A \] موصلة، والكرة \[ B \] عازلة.
2️⃣ الحالة الثانية (الكرتين \[ C \;\;\;\;\; D \]):
• تم ملامسة جسم سالب الشحنة.
• إذا كانت الكرة موصلة: تنتقل الشحنة من الجسم إلى الكرة وتنتشر على كامل سطحها تصبح الكرة مشحونة بشحنة سالبة.
• إذا كانت الكرة عازلة: تبقى الشحنة محصورة في منطقة التلامس فقط.
• من الشكل: نلاحظ أن الكرة \[ D \] اكتسبت شحنة سالبة وانتشرت على كامل سطحها (كما يظهر في الشكل)، بينما الكرة \[ C \] لم تنتشر الشحنة.
• إذن: الكرة \[ D \] موصلة، والكرة \[ C \] عازلة.
القاعدة المستخدمة:
\[
\begin{cases}
\text{الموصل: الشحنة تنتشر على السطح بالكامل} \\
\text{العازل: الشحنة تبقى في منطقة التلامس فقط}
\end{cases}
\]
🎯 الخلاصة:
• الكرات الموصلة هي: \[ A \] و \[ D \]
• الكرات العازلة هي: \[ B \] و \[ C \]
الإجابة الصحيحة: \[ A , D \] (الخيار A)
🏛️16 -
صمم (يبني ) جهاز كاشف كهربائي (مكشاف كهربائي)، وبيّن كيفية استخدامه للكشف عن الشحنات الكهربائية وتحديد قطبية (نوع شحنة) جسم مشحون باستخدام المكشاف الكهربائي
\[41\star\]
كيف يمكن استخدام المكشاف الكهربائي للتمييز بين نوعي الشحنة (الموجبة والسالبة)؟
اختر الإجابة الصحيحة
A
بشحن المكشاف بشحنة معروفة ثم تقريب الجسم المجهول، فإذا تباعدت الورقتان تكون الشحنة مختلفة
B
بشحن المكشاف بشحنة معروفة ثم تقريب الجسم المجهول، فإذا تقاربت الورقتان تكون الشحنة مختلفة
C
بشحن المكشاف بشحنة معروفة ثم تقريب الجسم المجهول، فإذا تباعدت الورقتان تكون الشحنة مماثلة
D
بشحن المكشاف بشحنة معروفة ثم تقريب الجسم المجهول، فإذا لم تتغير الورقتان تكون الشحنة مختلفة
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 طريقة الحل:
مبدأ عمل المكشاف الكهربائي:
• يتكون المكشاف من قضيب معدني وورقتين رقيقتين من الذهب أو الألمنيوم.
• عند شحن المكشاف، تكتسب الورقتان نفس نوع الشحنة فتتنافران وتتباعدان.
طريقة التمييز بين نوعي الشحنة:
1. نشحن المكشاف بشحنة موجبة (+) مثلاً.
2. نقرب الجسم المجهول من المكشاف (بدون ملامسة).
3. نلاحظ سلوك الورقتين:
التفسير الفيزيائي:
• عند تقريب جسم موجب من مكشاف موجب: تحدث عملية حث، تتراكم الشحنات الموجبة على الورقتين فتزداد المسافة بينهما.
• عند تقريب جسم سالب من مكشاف موجب: تحدث عملية حث، تتراكم الشحنات السالبة على الورقتين فتقل المسافة بينهما.
🎯 إذن: إذا تقاربت الورقتان تكون الشحنة مختلفة (الخيار B)
\[42\star\]
كشاف كهربائي مشحون بشحنة موجبة، تم تقريب منه جسم، لوحظ أن ورقتي الكشاف قد زاد انفراجهما، فإن الجسم:
اختر الإجابة الصحيحة
A
الجسم غير مشحون
B
الجسم مشحون بشحنة سالبة
C
لا يمكن تحديد شحنة الجسم لعدم ملامسة الكشاف
D
الجسم مشحون بشحنة موجبة
✅ الإجابة الصحيحة: D
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• المكشاف مشحون بشحنة موجبة (+)
• تم تقريب جسم منه (بدون ملامسة)
• لوحظ أن ورقتي الكشاف زاد انفراجهما (تباعدتا أكثر)
التحليل الفيزيائي:
• عندما يكون المكشاف مشحوناً بشحنة موجبة، فإن الورقتين تحملان شحنة موجبة وتتنافران.
• عند تقريب جسم موجب الشحنة من المكشاف: يحدث حث كهروستاتيكي، حيث تتراكم الشحنات الموجبة على الورقتين فتزداد قوة التنافر ← يزداد الانفراج.
• عند تقريب جسم سالب الشحنة من المكشاف: تتراكم الشحنات السالبة على الورقتين فتقل قوة التنافر ← يقل الانفراج (تقترب الورقتان).
• عند تقريب جسم غير مشحون: يحدث تجاذب مؤقت لكن لا يتغير الانفراج بشكل دائم.
🎯 بما أن الانفراج ازداد، فإن الجسم مشحون بشحنة موجبة (الخيار D)
\[43\star\]
جسم مجهول الشحنة.
تم ملامسة الجسم مجهول الشحنة للكشاف فانفرجت ورقتي الكشاف.
أُبعد الجسم مجهول الشحنة وتم تقريب جسم موجب الشحنة من الكشاف دون الملامسة،
لوحظ أن ورقتي الكشاف قد قل انفراجهما.
هذا دليل على أن الجسم مجهول الشحنة:
اختر الإجابة الصحيحة
A
الجسم مشحون بشحنة موجبة
B
الجسم غير مشحون
C
الجسم فقد إلكترونات
D
الجسم مشحون بشحنة سالبة
✅ الإجابة الصحيحة: D
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• كشاف كهربائي متعادل (غير مشحون)
• تم ملامسة الجسم المجهول للكشاف ← انفرجت الورقتان (الخطوة الأولى)
• أُبعد الجسم المجهول
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (+) من الكشاف (بدون ملامسة) ← قل انفراج الورقتين
التحليل الفيزيائي خطوة بخطوة:
الخطوة الأولى: ملامسة الجسم المجهول للكشاف
• عند ملامسة جسم مشحون لكشاف متعادل، تنتقل الشحنة إلى الكشاف.
• انفراج الورقتين يعني أن الورقتين اكتسبتا شحنة (متشابهة فتنافرت).
• يمكن أن يكون الجسم المجهول موجباً أو سالياً (كلاهما يسبب انفراجاً).
الخطوة الثانية: تقريب جسم موجب من الكشاف بعد إبعاد الجسم المجهول
• الكشاف الآن مشحون (بعد الملامسة).
• تقريب جسم موجب من كشاف مشحون:
• المعطى يقول: قل انفراج الورقتين ← يعني أن الكشاف كان سالبي الشحنة
• وبما أن الكشاف اكتسب شحنته من الجسم المجهول ← الجسم المجهول سالب الشحنة
🎯 إذن الجسم المجهول مشحون بشحنة سالبة (الخيار D)
🏛️17 -
"اشرح كيف يتم فصل الشحنات على جسم متعادل عند وجود (أو عند تقريب) جسم مشحون آخر بالقرب منه."
موصلان متشابهان متعادلان تم تقريب جسم مشحون بشحنة موجبة كما في الشكل
من الموصلين وتم إبعاد الموصلين عن بعضهما البعض دون إبعاد الجسم المشحون
فإن شحنة الموصلين:
📐 الشكل التوضيحي لموصلين متشابهين متعادلين
اختر الإجابة الصحيحة
A
(موجب الشحنة B) (سالب الشحنة A)
B
(سالب الشحنة B) (سالب الشحنة A)
C
(سالب الشحنة B) (موجب الشحنة A)
D
(موجب الشحنة B) (موجب الشحنة A)
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• موصلان متشابهان متعادلان (A و B)
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (+)
• تم إبعاد الموصلين عن بعضهما دون إبعاد الجسم المشحون
التحليل الفيزيائي:
عند تقريب جسم موجب الشحنة من موصلين متلامسين:
1️⃣ تحدث ظاهرة الحث الكهروستاتيكي:
• تنجذب الإلكترونات السالبة إلى الجهة القريبة من الجسم الموجب.
• تبتعد الإلكترونات عن الجهة البعيدة فتصبح المنطقة البعيدة موجبة الشحنة.
2️⃣ توزيع الشحنات قبل الإبعاد:
• الموصل A (القريب): يكتسب شحنة سالبة (-)
• الموصل B (البعيد): يكتسب شحنة موجبة (+)
3️⃣ عند إبعاد الموصلين عن بعضهما (والجسم الموجب لا يزال قريباً):
• تبقى الشحنات محصورة في كل موصل لأن الموصلين أصبحا منفصلين.
• الموصل A: شحنته سالبة (-)
• الموصل B: شحنته موجبة (+)
\[
\boxed{A: (-) \quad , \quad B: (+)}
\]
🎯 إذن الإجابة الصحيحة: (سالب الشحنة B) (موجب الشحنة A) - الخيار C
كشاف كهربائي متعادل تم تقريب منه موصل مشحون بشحنة موجبة،
لوحظ أن الكشاف قد انفرجت ورقتاه، فإن:
اختر الإجابة الصحيحة
A
المقبض تم شحنه بشحنة موجبة والورقتين بشحنة سالبة
B
المقبض تم شحنه بشحنة سالبة والورقتين بشحنة موجبة
C
المقبض والورقتين تم شحنهما بشحنة موجبة
D
المقبض والورقتين تم شحنهما بشحنة سالبة
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• كشاف كهربائي متعادل (غير مشحون)
• تم تقريب موصل مشحون بشحنة موجبة (+)
• انفرجت ورقتا الكشاف (تباعدتا)
التحليل الفيزيائي:
1️⃣ عند تقريب جسم موجب الشحنة من الكشاف المتعادل:
• تحدث ظاهرة الحث الكهروستاتيكي
• تنجذب الإلكترونات السالبة إلى القضيب (المقبض) القريب من الجسم الموجب
• تبتعد الإلكترونات عن الورقتين فتصبح الورقتان موجبتي الشحنة
2️⃣ توزيع الشحنات:
• المقبض: شحنة سالبة (-) (لأن الإلكترونات تجذبت إليه)
• الورقتان: شحنة موجبة (+) (لأن الإلكترونات ابتعدت عنهما)
3️⃣ سبب انفراج الورقتين:
• الورقتان تحملان نفس النوع من الشحنة (موجبة)
• الشحنات المتشابهة تتنافر ← تتباعد الورقتان
\[
\boxed{\text{المقبض: (-) , الورقتان: (+)}}
\]
🎯 إذن الإجابة الصحيحة: المقبض تم شحنه بشحنة سالبة والورقتين بشحنة موجبة (الخيار B)
🏛️19 -
يشرح
"كيف تحدث عملية شحن الموصلات؟ عن طريق الحث
موصلان متشابهان متعادلان تم تقريب جسم مشحون بشحنة سالبة كما في الشكل من الموصلين
ثم تم التوصيل بالأرض، ومن بعدها قطع الاتصال بالأرض،
وتم إبعاد الموصلين عن بعضهما البعض دون إبعاد الجسم المشحون
فإن شحنة الموصلين:
📐 الشكل التوضيحي لموصلين متلامسين مع جسم سالب الشحنة
اختر الإجابة الصحيحة
A
(موجب الشحنة B) (متعادل A)
B
(سالب الشحنة B) (متعادل A)
C
(موجب الشحنة B) (موجب الشحنة A)
D
(سالب الشحنة B) (موجب الشحنة A)
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 طريقة الحل:
الخطوات:
1️⃣ تقريب جسم سالب (-) من الموصلين المتلامسين ← يحدث حث، فتتجمع الشحنات الموجبة في A والسالبة في B.
2️⃣ التوصيل بالأرض ← تنتقل الإلكترونات من الأرض إلى الموصل B لتعادل الشحنة الموجبة؟
3️⃣ قطع الاتصال بالأرض ← يبقى A متعادلاً و B موجباً.
4️⃣ إبعاد الموصلين ← A متعادل، B موجب.
\[
\boxed{A: \text{متعادل} \quad , \quad B: \text{موجب}}
\]
🎯 الإجابة: (موجب الشحنة B) (متعادل A)
كشاف كهربائي قاعدته متصلة بالأرض، تم تقريب جسم مشحون بشحنة سالبة من الكشاف دون الملامسة،
أحد الأشكال التالية تبين ماذا يحدث للكشاف:
اختر الإجابة الصحيحة
A
الشكل A
B
الشكل B
C
الشكل C
D
الشكل D
✅ الإجابة الصحيحة: C (الشكل C)
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• كشاف قاعدته متصلة بالأرض.
• تم تقريب جسم سالب الشحنة (-) دون ملامسة.
التحليل:
1️⃣ عند تقريب الجسم السالب، يحدث حث كهروستاتيكي.
2️⃣ تنتقل الإلكترونات من الكشاف إلى الأرض عبر القاعدة.
3️⃣ يصبح الكشاف موجب الشحنة.
4️⃣ الورقتان متقاربتان (لأن ليس لهما شحنة تم تفريغها في الأرض ).
5️⃣ الشكل الصحيح هو C حيث الورقتان متقاربتان .
🎯 الإجابة: الشكل C
مكشاف كهربائي متعادل، رتب بشكل صحيح خطوات شحن المكشاف الكهربائي دون الملامسة بشحنة سالبة.
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[B \Rightarrow D \Rightarrow C \Rightarrow A\]
B
\[D \Rightarrow B \Rightarrow C \Rightarrow A\]
C
\[C \Rightarrow B \Rightarrow A \Rightarrow D\]
D
\[B \Rightarrow C \Rightarrow D \Rightarrow A\]
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 طريقة الحل:
خطوات شحن المكشاف بالحث الكهروستاتيكي (شحنة سالبة):
1️⃣ الخطوة B: تقريب جسم مشحون بشحنة سالبة من المكشاف (بدون ملامسة).
2️⃣ الخطوة D: توصيل المكشاف بالأرض (تأريض).
3️⃣ الخطوة C: قطع الاتصال بالأرض.
4️⃣ الخطوة A: إبعاد الجسم المشحون.
\[
\boxed{B \rightarrow D \rightarrow C \rightarrow A}
\]
🎯 الترتيب الصحيح: \[B \Rightarrow D \Rightarrow C \Rightarrow A\]
🏛️20 -يعرف التأريض
ما هو تعريف التأريض الكهربائي ؟
A
توصيل جسم موصل بالأرض عبر سلك موصل لتفريغ الشحنات الزائدة
B
عزل الأجسام المشحونة عن بعضها البعض
C
زيادة شدة المجال الكهربائي حول الأجسام
D
منع حركة الإلكترونات داخل الموصل
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 طريقة الحل:
تعريف التأريض:
• هو توصيل جسم موصل بالأرض عبر سلك موصل.
• الهدف: تفريغ الشحنات الزائدة إلى الأرض.
• الأرض تعتبر مخزناً ضخماً للشحنات (جهدها صفر).
ما هو الدور الرئيسي للتأريض في عملية الشحن الكهربائي؟
اختر الإجابة الصحيحة
A
توفير مسار آمن لتفريغ الشحنات الزائدة
B
حماية الأجهزة
C
تثبيت الجهد الكهربائي
D
جميع ما سبق
✅ الإجابة الصحيحة: D
📖 طريقة الحل:
التأريض (Grounding):
• هو توصيل جسم موصل بالأرض عبر سلك موصل.
• الأرض تعتبر مخزناً ضخماً للشحنات (متعادلة).
الدور الرئيسي للتأريض:
1️⃣ تفريغ الشحنات الزائدة إلى الأرض.
2️⃣ حماية الأجهزة من الصعقات الكهربائية.
3️⃣ تثبيت الجهد الكهربائي عند قيمة آمنة.
🏛️21 -
"يحدد مقدار الشحنة الأولية (أصغر شحنة ممكنة) بوحدة الكولوم وافترض أن الشحنات مكمأة ، و تتحقق من القوة الكهروستاتيكية بين الأجسام المشحونة؟"
أحد الشحنات التالية من الممكن أن تكون شحنة جسم، علماً بأن:
\[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ 9 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
B
\[ 5.2 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
C
\[ 8 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
D
\[ 4.5 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 طريقة الحل:
مبدأ تكميم الشحنة الكهربائية:
• الشحنة الكهربائية مكممة أي تأتي كمضاعفات صحيحة لشحنة الإلكترون.
• شحنة الجسم: \[ q = n \cdot e \] حيث \[ n \] عدد صحيح (\[ n = 1, 2, 3, ... \])
• شحنة البروتون أو الإلكترون
\[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
>
\[
\boxed{q = n \times 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C}}
\]
التحقق من الخيارات:
• A: \[ \frac{9 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 5.625 \] ← ليس عدداً صحيحاً ❌
• B: \[ \frac{5.2 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 3.25 \] ← ليس عدداً صحيحاً ❌
• C: \[ \frac{8 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 5 \] ← عدد صحيح ✅
• D: \[ \frac{4.5 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 2.8125 \] ← ليس عدداً صحيحاً ❌
🎯 الإجابة الصحيحة: C (\[ 8 \times 10^{-19} \, \text{C} \])
إذا علمت أن شحنة البروتون تساوي:
\[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
فما عدد البروتونات اللازمة لتكوين شحنة مقدارها 1 كولوم؟
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ 6.25 \times 10^{19} \]
B
\[ 6.25 \times 10^{20} \]
C
\[ 6.25 \times 10^{18} \]
D
\[ 6.25 \times 10^{21} \]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• شحنة البروتون الواحد: \[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
• الشحنة الكلية المطلوبة: \[ Q = 1 \, \text{C} \]
القانون المستخدم:
\[ Q = n \cdot e \]
حيث \( n \) = عدد البروتونات
\[
n = \frac{Q}{e} = \frac{1}{1.6 \times 10^{-19}}
\]
\[
n = \frac{1}{1.6} \times 10^{19} = 0.625 \times 10^{19}
\]
\[
\boxed{n = 6.25 \times 10^{18}}
\]
🎯 عدد البروتونات اللازمة = \[ 6.25 \times 10^{18} \] بروتون
🏛️21 -
يذكر قانون كولوم، وكيف يُطبق على الشحنات التي تفصل بينها مسافات محدودةئي.
شحنتين مختلفتين في النوع مقدارها والأبعاد موضحة أدناه:
\[ q_1 = 2q \, \text{C} \qquad q_2 = 3q \, \text{C} \qquad r = 0.1 \, \text{m} \]
فكانت القوة المتبادلة بين الشحنتين \[ F_e = 0.6 \, \text{N} \] فإن مقدار كل من الشحنتين تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ q_1 = 2.22 \times 10^{-7} \, \text{C} \qquad q_2 = 4.44 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
B
\[ q_1 = 3.33 \times 10^{-7} \, \text{C} \qquad q_2 = 4.99 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
C
\[ q_1 = 6.66 \times 10^{-7} \, \text{C} \qquad q_2 = 9.99 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
D
\[ q_1 = 1.11 \times 10^{-7} \, \text{C} \qquad q_2 = 1.66 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
\[ q_1 = 2q ,\quad q_2 = 3q ,\quad r = 0.1 \, \text{m} ,\quad F = 0.6 \, \text{N} ,\quad k = 9 \times 10^9 \]
قانون كولوم:
\[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
\[ 0.6 = 9 \times 10^9 \times \frac{(2q)(3q)}{(0.1)^2} \]
\[ 0.6 = 9 \times 10^9 \times \frac{6q^2}{0.01} \]
\[ 0.6 = 9 \times 10^9 \times 600 \, q^2 \]
\[ 0.6 = 5.4 \times 10^{12} \, q^2 \]
\[ q^2 = \frac{0.6}{5.4 \times 10^{12}} = \frac{1}{9 \times 10^{12}} \]
\[ q = \frac{1}{3 \times 10^{6}} = 3.33 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
\[ q_1 = 2q = 6.66 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
\[ q_2 = 3q = 9.99 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
🎯 الإجابة الصحيحة: C
في الشكل أدناه تم حساب القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة \[ q_3 \] وهي سالبة الشحنة واتجاهها موضح على الرسم.
حدد نوع الشحنة \[ q_1 \;\;\;\;\;\;\;\; q_2 \].
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ q_1 (-) \qquad q_2 (+) \]
B
\[ q_1 (+) \qquad q_2 (-) \]
C
\[ q_1 (+) \qquad q_2 (+) \]
D
\[ q_1 (-) \qquad q_2 (-) \]
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• \[ q_3 (-)\]
تحليل القوى:
• القوة المؤثرة على \[ q_3 \] هي محصلة قوتين: من \[ q_1 \;\;\;\;\;\;\; q_2 \].
• لحساب نوع كل شحنة، نطبق قاعدة التجاذب والتنافر:
القوة المتبادلة بين الشحنة الأولى والثالثة تنافر واتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة نحو الأسفل
↓
القوة المتبادلة بين الشحنة الثانية والثالثة تجاذب واتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة نحو اليسار
⟵
ومحصلة هاتين القوتين المؤثرة على الشحنة الثالثة اتجاهها نحو الجنوب الغربي
↙
• من اتجاه القوة المحصلة، نستنتج أن:
\[ q_1 \;(-) \;\;\;\;q_2 \;(+)\]
🎯 حسب الشكل، الإجابة الصحيحة: \[ q_1 (-) \quad q_2 (+) \] (الخيار A)
شحنتين لهما نفس المقدار، المسافة بينهما
\[0.2 \, \text{m} \]
إذا كانت القوة الكهربائية المتبادلة بينهما
\[0.4 \, \text{N} \] فإن مقدار كل من الشحنتين يعادل
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ q = 1.77 \times 10^{-6} \, \text{C} \]
B
\[ q = 1.33 \times 10^{-6} \, \text{C} \]
C
\[ q = 4.85 \times 10^{-6} \, \text{C} \]
D
\[ q = 8.62 \times 10^{-6} \, \text{C} \]
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
\[ q_1 = q_2 = q ,\quad r = 0.2 \, \text{m} ,\quad F = 0.4 \, \text{N} ,\quad k = 9 \times 10^9 \]
قانون كولوم:
\[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
\[ 0.4 = 9 \times 10^9 \times \frac{q^2}{(0.2)^2} \]
\[ 0.4 = 9 \times 10^9 \times \frac{q^2}{0.04} \]
\[ 0.4 = 9 \times 10^9 \times 25 \, q^2 \]
\[ 0.4 = 2.25 \times 10^{11} \, q^2 \]
\[ q^2 = \frac{0.4}{2.25 \times 10^{11}} = 1.777 \times 10^{-12} \]
\[ q = \sqrt{1.777 \times 10^{-12}} = 1.33 \times 10^{-6} \, \text{C} \]
🎯 الإجابة الصحيحة: B
🏛️23 -
يذكر بعض التطبيقات العملية (الاستخدامات) للقوى الكهروستاتيكية في حياتنا
تستخدم المرشحات الكهروستاتيكية في المداخن والمصانع لتنقية الهواء من الجسيمات الدقيقة.
كيف تعمل المرشحات الكهروستاتيكية في تنقية الهواء؟
A
حرق الجسيمات بدرجات حرارة عالية
B
استخدام المجالات المغناطيسية لسحب الجسيمات
C
ترشيح الجسيمات باستخدام ألياف دقيقة فقط
D
شحن الجسيمات بشحنة ثم جذبها إلى ألواح مشحونة بشحنة معاكسة
✅ الإجابة الصحيحة: D
📖 طريقة الحل:
مبدأ عمل المرشحات الكهروستاتيكية:
• تمرر الجسيمات عبر مجال كهربائي قوي فتكتسب شحنة.
• تُجذب الجسيمات المشحونة إلى ألواح مشحونة بشحنة معاكسة.
• %تُزال الجسيمات من الهواء بكفاءة عالية تصل إلى 99.
\[
\vec{F} = q\vec{E}
\]
حيث هي القوة الكهروستاتيكية المؤثرة على الجسيم المشحون.
\[57 \star\star\]
تستخدم تقنية الطلاء الكهروستاتيكي في دهان السيارات والأجهزة المعدنية.
ما ميزة استخدام الطلاء الكهروستاتيكي في الصناعة؟
A
يقلل من التصاق الطلاء بالسطح
B
يضمن تغطية متساوية وتقليل الفاقد من الطلاء
C
يجف الطلاء بشكل أسرع
D
يجعل الطلاء أكثر سمكاً
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 طريقة الحل:
مميزات الطلاء الكهروستاتيكي:
• تُشحن جزيئات الطلاء بشحنة (موجبة أو سالبة).
• يُشحن الجسم المراد طلاؤه بشحنة معاكسة.
• تنجذب جزيئات الطلاء إلى السطح بالتساوي.
• %تقل نسبة الفاقد من الطلاء إلى أقل من 30.
🏛️24 -
ما هي الطريقة المستخدمة (أو كيف يتم) حساب القوة المحصلة المؤثرة على شحنة عند وجود شحنات نقطية أخرى بالقرب منها؟".
ثلاث شحنات على استقامة واحدة قيمة كل منها
\[ q_1 = -6 \, \mu C = 6 \times 10^{-6} \, C\;\;\;\;\;\;\;\; q_2 = -4 \, \mu C = 4 \times 10^{-6} \, C\;\;\;\;\;\;\;\; q_3 = +8 \, \mu C = 8 \times 10^{-6} \, C\]
وأبعادها
\[ r_{12} = 0.2 \, m \quad , \quad r_{23} = 0.3 \, m \]
أحسب مقدار واتجاه القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة الثانية
\[ k = 9 \times 10^9 \, N \cdot m^2 / C^2 \]
📐 الشكل التوضيحي للشحنات الثلاث على استقامة واحدة
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ F = 8.59 \, N \]نحو اليمين
B
\[ F = 2.39 \, N \]نحو اليمين
C
\[ F = 2.39 \, N \]نحو اليسار
D
\[ F = 8.59 \, N \]نحو اليسار
✅ الإجابة الصحيحة: A
📖 طريقة الحل:
القوة المؤثرة على \( q_2 \) من \( q_1 \):
\[ F_{12} = k \frac{|q_1 q_2|}{r_{12}^2} \]
\[ F_{12} = 9 \times 10^9 \times \frac{(6 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.2)^2} \]
\[ F_{12} = 9 \times 10^9 \times \frac{24 \times 10^{-12}}{0.04} \]
\[ F_{12} = 9 \times 10^9 \times 6 \times 10^{-10} \]
\[ F_{12} = 54 \times 10^{-1} = 5.4 \, N \] ( ⟶ اتجاه اليمين)تنافر
القوة المؤثرة على \( q_2 \) من \( q_3 \):
\[ F_{32} = k \frac{|q_3 q_2|}{r_{23}^2} \]
\[ F_{32} = 9 \times 10^9 \times \frac{(8 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.3)^2} \]
\[ F_{32} = 9 \times 10^9 \times \frac{32 \times 10^{-12}}{0.09} \]
\[ F_{32} = 9 \times 10^9 \times 3.55 \times 10^{-10} \]
\[ F_{32} = 31.95 \times 10^{-1} = 3.195 \, N \] (⟶ اتجاه اليمين)تجاذب
محصلة القوى:
\[ F_{net} = F_{12} + F_{32} = 5.4 + 3.195 = 8.595 \, N \]
⟶ اتجاه القوة المحصلة نحو اليمين
ثلاث شحنات مقدارها ونوعها \[ q_1 = -3 \, \mu C , \quad q_2 = +2 \, \mu C , \quad q_3 = -4 \, \mu C \]
المسافة بينهما \[ r_1 = 0.1 \, m , \quad r_2 = 0.2 \, m \] وضعت على خط واحد
أحسب القوة الكهربائية المؤثرة على \[ q_3 \] وحدد الاتجاه
\[ (k = 9 \times 10^9) \]
📐 الشكل التوضيحي للشحنات الثلاث
اختر الإجابة الصحيحة
A
\[ F = 3 \, N \] اتجاه اليسار
B
\[ F = 3 \, N \] اتجاه اليمين
C
\[ F = 0.6 \, N \] اتجاه اليسار
D
\[ F = 0.6 \, N \] اتجاه اليمين
✅ الإجابة الصحيحة: c
📖 طريقة الحل:
\[ F_{13} = k \frac{|q_1 q_3|}{r_{13}^2} \]
\[ F_{13} = 9 \times 10^9 \times \frac{(3 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.3)^2} \]
\[ F_{13} = 9 \times 10^9 \times \frac{12 \times 10^{-12}}{0.09} \]
\[ F_{13} = 9 \times 10^9 \times 1.33 \times 10^{-10} \]
\[ F_{13} = 1.2 \, N \]
شحنتان سالبتان تتنافران⟶ اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة من الشحنة الأولى
نحو اليمين
\[ F_{23} = k \frac{|q_2 q_3|}{r_{23}^2} \]
\[ F_{23} = 9 \times 10^9 \times \frac{(2 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.2)^2} \]
\[ F_{23} = 9 \times 10^9 \times \frac{8 \times 10^{-12}}{0.04} \]
\[ F_{23} = 9 \times 10^9 \times 2 \times 10^{-10} \]
\[ F_{23} = 1.8 \, N \]
شحنتان مختلفتان ىفي النوع تجاذب ⟵ اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة من الشحنة الثانية
نحو اليسار
محصلة القوى:
\[ F_{net} = F_{23} + F_{13} = 1.8 + 1.2 = 0.6 \, N \]
تجاه اليسار.
🏛️25 -
حل المسائل على حساب القوة الكهروستاتيكية المؤثرة على الأجسام المشحونة باستخدام قانون كولوم
.
شحنتان مقداراهما \[ q_1 = 8 \, \mu C \] و \[ q_2 = 2 \, \mu C \]، تؤثر كل منهما على الأخرى بقوة \[ F = 0.9 \, N \].
ما المسافة بين الشحنتين؟
A
\[ 0.2 \, m \]
B
\[ 0.1 \, m \]
C
\[ 0.4 \, m \]
D
\[ 0.5 \, m \]
✅ الإجابة الصحيحة: C
📖 طريقة الحل:
\[ r^2 = k \frac{q_1 q_2}{F} = 9 \times 10^9 \times \frac{(8 \times 10^{-6}) \times (2 \times 10^{-6})}{0.9} \]
\[ r^2 = 9 \times 10^9 \times \frac{16 \times 10^{-12}}{0.9} = 9 \times 10^9 \times 1.777 \times 10^{-11} = 0.16 \]
\[ r = \sqrt{0.16} = 0.4 \, m \]
\[61\star\]
شحنة مقدارها \[ q_1 = 3 \times 10^{-6} \, C \] تؤثر على شحنة أخرى مجهولة \[ q_2 \] بقوة \[ F = 1.35 \, N \] عندما تكون المسافة بينهما \[ r = 0.1 \, m \].
ما مقدار \[ q_2 \]؟
A
\[ 1 \times 10^{-6} \, C \]
B
\[ 5 \times 10^{-7} \, C \]
C
\[ 2 \times 10^{-6} \, C \]
D
\[ 1 \times 10^{-7} \, C \]
✅ الإجابة الصحيحة: B
📖 طريقة الحل:
\[ q_2 = \frac{F \cdot r^2}{k \cdot q_1} = \frac{1.35 \times (0.1)^2}{9 \times 10^9 \times 3 \times 10^{-6}} \]
\[ q_2 = \frac{1.35 \times 0.01}{27 \times 10^3} = \frac{0.0135}{27000} = 5 \times 10^{-7} \, C \]
اسئلة مراجعة الفصل الثالث فيزياء الحادي عشر عام (خكومي ) حسب الهيكل ( 2025-2026) |
نابض ثابت مرونته \[k = 200\;N/m\]، شده بقوة نحو الاسفل فأصبحت استطالته \[x = 0.1\;m\]. احسب مقدار قوة الإرجاع التي يبذلها النابض.
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل
📖 الشرح المفصل:
• من قانون هوك: \[F =- k \cdot x\]
الاستطالة اتجاهها نحو الاسفل فهي ذات اشارة سالبة • \[F = -200 \times -0.1 = 20\;N\]
نابض طوله الأصلي \[L_0 = 30\;cm\]، علقت به كتلة \[m = 2\;kg\] فأصبح طوله \[L = 35\;cm\]. احسب ثابت المرونة \[k\] للنابض. \[g = 10\;m/s^2\]
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح المفصل:
• الاستطالة: \[\Delta L = L - L_0 = 35 - 30 = 5\;cm =- 0.05\;m\]
الاشارة السالبة وضعت لان الازاحة نحو الاسفل • الوزن: \[F = m \cdot g = 2 \times 10 = -20\;N\]
الاشارة السالبة لان قوة الوزن نحو الاسفل قوة الارجاع تعادل الوزن واتجاهها نحو الأعلى • من قانون هوك: \[k = -\frac{F}{\Delta L} =- \frac{20}{-0.05} = 400\;N/m\]
نابض ثابت مرونته \[k = 1000\;N/m\]، ضغط بقوة \[F = 200\;N\]. احسب مقدار الانضغاط الذي يحدث في النابض.
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح المفصل:
قوة الارجاع تساوي قوة الانضغاط ولكن باتجاه معاكس الانضغاط نحو الأعلى وقوة الارجاع نحو الاسفل لذلك اشارتها سالبة \[F=-K.X\] • الضغط يخضع لنفس قانون هوك: \[x = -\frac{F}{k}\]
• \[x = -\frac{-200}{1000} = 0.2\;m\]
في تجربة تم تعليق كتل مختلفة في زنبرك مثبت من أحد الأطراف
تم رسم العلاقة بين قوة الشد والاستطالة فنتج لدينا الخط البياني
فإن أقصى طاقة وضع يختزنها الزنبرك تعادل
الإعتماد على نفس الخط البياني
فإن ثابت المرونة \[(k)\] للزنبرك يساوي
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
باستخدام نقطتين من الخط البياني:
النقطة الأولى: \[ x_1 = 0.10 \; m \;\;\;\;\;\;\; F_1 = 5 \; N \]
النقطة الثانية: \[ x_2 = 0.20 \; m \;\;\;\;\;\;\; F_2 = 10 \; N \]
\[ k = \frac{\Delta F}{\Delta x} = \frac{F_2 - F_1}{x_2 - x_1} \] \[ k = \frac{10 - 5}{0.20 - 0.10} = \frac{5}{0.10} = 50 \; N/m \]
تم إجراء تجارب على ثلاثة زنبركات مختلفة \[A، B، C\]
حيث تم قياس القوة المؤثرة والاستطالة الناتجة لكل زنبرك
ورسمت العلاقة بين \[( F \;\;\;-\;\;\; x )\] كما هو موضح في الشكل البياني أدناه
أي الترتيبات التالية يعبر بشكل صحيح عن مقارنة ثوابت المرونة \[ k \] للزنبركات الثلاثة؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
ثابت المرونة يمثل ميل الخط البياني في علاقة
كلما زاد الميل، زادت قيمة \[ k \] (الزنبرك أكثر صلابة).
حساب قيم \[ k \] لكل زنبرك:
🔴 الزنبرك A:
\[ k_A = \frac{F}{x} = \frac{12}{0.10} = 120\;N/m \] (أكبر ميل → أكثر صلابة)
🔵 الزنبرك B:
\[ k_B = \frac{12}{0.15} = 80\;N/m \]
🟢 الزنبرك C:
\[ k_C = \frac{12}{0.25} = 48\;N/m \] (أصغر ميل → أقل صلابة)
الترتيب: \[ k_A > k_B > k_C \]
في تجربة تم تعليق كتل مختلفة في زنبرك مثبت من أحد الأطراف
تم رسم العلاقة بين قوة الشد والاستطالة فنتج لدينا الخط البياني
فإن أقصى طاقة وضع يختزنها الزنبرك تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
من الرسم البياني طاقة الوضع هي المساخة المحورة تحت المنحنى
طاقة الوضع = مساحة المثلث أقصى قوة شد \[ F_{max} = 10 \; N \]
أقصى استطالة \[ x_{max} = 0.20 \; m \]
طاقة الوضع المرنة = مساحة المثلث = نصف القاعدة ضرب الأرتفاع \[ P_{es} = \frac{1}{2} \times F_{max} \times x_{max} \] \[ P_{es} = \frac{1}{2} \times 10 \times 0.20 = 1 \; J \]
زنبرك طوله
وثابت المرونة له
\[ 0.8 \; m \;\;\;\;\;\;\; k = 60 \; N/m \]
مثبت من أحد الأطراف، علق في طرفه الحر كتلة فاستطال الزنبرك
وأصبح طوله
\[0.95 \; m \]دون تجاوز حد المرونة
فإن طاقة الوضع التي يختزنها الزنبرك تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح التفصيلي:
الخطوة 1: حساب مقدار الاستطالة (\( x \))
\[ x = L - L_0 = 0.95 - 0.8 = 0.15 \; m \]
الخطوة 2: قانون طاقة الوضع المرنة
طاقة الوضع المرنة المخزنة في الزنبرك تعطى بالعلاقة: \[ PE = \frac{1}{2} k x^2 \]
الخطوة 3: التعويض في القانون
\[ PE = \frac{1}{2} \times 60 \times (0.15)^2 \] \[ PE = \frac{1}{2} \times 60 \times 0.0225 \] \[ PE = 30 \times 0.0225 \] \[ PE = 0.675 \; J \]
⚠️ تنبيه: يبدو أن هناك خطأ في الخيارات المعطاة، حيث أن الناتج الصحيح هو \( 0.675 \; J \)، ولكن أقرب إجابة من بين الخيارات هي \( 4.5 \; J \) في حال تم استخدام \( x = 0.15 \) بطريقة مختلفة.
✅ في حال استخدام العلاقة \( PE = \frac{1}{2} k x^2 \) بشكل صحيح:
\[ PE = 0.5 \times 60 \times 0.0225 = 0.675 \; J \]
في الحركة التوافقية البسيطة للزنبرك، عندما يتحرك الجسم من موضع الاتزان نحو أقصى إزاحة، أي العبارات التالية صحيحة؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
عندما يتحرك الجسم من موضع الاتزان \[ x=0 \] نحو أقصى إزاحة \[x=A \]:
• تتحول طاقة الحركة تدريجياً إلى طاقة وضع مرنة \[KE⟶ PE\] • السرعة تقل تدريجياً حتى تصبح \[ v = 0 ⟶ x = A \] • القوة المُعيدة \[ F = -kx \]تعاكس اتجاه الحركة قوة إبطاء
• الطاقة الكلية تبقى محفوظة:
E = KE + PE =ثابت
جسم يهتز حول موضع الاتزان مكوناً ما يعرف بالحركة التوافقية البسيطة
أحد الإجابات التالية تمثل العلاقة بين قوة الإرجاع والإزاحة
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
في الحركة التوافقية البسيطة، قوة الإرجاع (القوة المُعيدة) تعطى بقانون هوك: \[ \boxed{F = -k \cdot x} \]
العلاقة:
• تتناسب قوة الإرجاع طردياً مع الإزاحة\[ F \propto x \] • علامة السالب تعني أن اتجاهها عكس اتجاه الإزاحة
• أي أن القوة تعيد الجسم دائماً نحو موضع الاتزان
جسم يتحرك حركة توافقية بسيطة وأثناء الحركة تتحول الطاقة من شكل إلى آخر
عند موضع الاتزان أحد الإجابات التالية صحيحة
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
عند موضع الاتزان (\( x = 0 \)):
• طاقة الوضع المرنة: \[ PE = \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} k \times (0)^2 = 0 \]
• طاقة الحركة (الطاقة الحركية):
بما أن الطاقة الكلية محفوظة (\( E = \frac{1}{2} k A^2 \)): \[ KE = E - PE = \frac{1}{2} k A^2 - 0 = \frac{1}{2} k A^2 > 0 \]
• السرعة عند موضع الاتزان: \[ v_{max} = A \sqrt{\frac{k}{m}} \]
الخلاصة: عند موضع الاتزان تكون \( KE \) عظمى و \( PE = 0 \).
في الحركة التوافقية البسيطة كيف تتغير الطاقة الميكانيكية الكلية للنظام؟
📖 الشرح: في الحركة التوافقية البسيطة المثالية (بدون احتكاك)، تتحول الطاقة بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، ولكن الطاقة الميكانيكية الكلية تبقى ثابتة. \[ E_{total} = E_k + E_p = \frac{1}{2}kA^2 = \text{ثابت} \] حيث \[ A \] سعة الاهتزاز.
في الحركة التوافقية البسيطة لنابض، عند أقصى إزاحة \[ x = \pm A \]، أي العبارات التالية صحيحة؟
📖 الشرح: عند أقصى إزاحة \[ x = \pm A \]:
• السرعة = صفر ← \[ E_k = 0 \]
• الطاقة الكامنة\[ E_p = \frac{1}{2}kA^2 \] ← قيمة عظمى
• الطاقة الكلية \[ E_{total} = E_p + E_k = \frac{1}{2}kA^2 \]
عند نقطة التوازن \[ x = 0 \] في حركة نابض توافقية بسيطة، أي العبارات التالية صحيحة؟
📖 الشرح: عند نقطة التوازن \[ x = 0 \]:
• الطاقة الكامنة \[ E_p = \frac{1}{2}kx^2 = 0 \]
• السرعة أكبر ما يمكن ← \[ E_k = \frac{1}{2}mv_{max}^2 = \frac{1}{2}kA^2\] ← قيمة عظمى
• الطاقة الكلية \[ E_{total} = E_k + E_p = \frac{1}{2}kA^2 \]
في حركة البندول البسيط، أي من العبارات التالية تصف بشكل صحيح حالة البندول عند أقصى إزاحة (الموضعين الأيمن والأيسر)؟
📖 التحليل العميق:
عند أقصى إزاحة للبندول:
• تكون المركبة العرضية للوزن \[mg\sin\theta\] أكبر ما يمكن ← القوة المحصلة أكبر ما يمكن
• حسب قانون نيوتن الثاني \[F=ma\] ← التسارع أكبر ما يمكن
• الجسم يتوقف للحظة قبل أن يعود في الاتجاه المعاكس ← السرعة \[v=0\]
الخلاصة: عند أقصى إزاحة: \[F_{max}\]، \[a_{max}\]، \[v=0\]
عند موضع الاتزان للبندول البسيط، أي من العبارات التالية تصف الحالة بشكل صحيح؟
📖 التحليل العميق:
عند موضع الاتزان \[\theta=0\]:
• المركبة العرضية للوزن = \[mg\sin0=0\] ← القوة المحصلة \[F=0\]
• التسارع \[a=0\] (لأن \[F=0\])
• الجسم يمر بأقصى سرعة له (تحولت كل الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية) ← \[v=v_{max}\]
الخلاصة: عند موضع الاتزان: \[F=0\]، \[a=0\]، \[v=v_{max}\]
أي من الخيارات التالية يصف بدقة اتجاه قوة الإرجاع في البندول البسيط بالنسبة لموضع الاتزان؟
📖 التحليل العميق:
ما هي قوة الإرجاع؟
هي القوة التي تعيد الجسم إلى موضع الاتزان.
في البندول البسيط:
قوة الإرجاع = المركبة العرضية للوزن = \[-mg\sin\theta\]
• الإشارة السالبة تعني أن القوة معاكسة للإزاحة
مثال توضيحي:
• إذا أزحت البندول لليمين \[\theta>0\] ← قوة الإرجاع لليسار (معاكسة)
• إذا أزحت البندول لليسار \[\theta<0\] ← قوة الإرجاع لليمين (معاكسة)
هذه الخاصية هي شرط أساسي للحركة التوافقية البسيطة: \[F=-kx\]
بندول طوله \[L=2 \;\; m\] علق في سقف مركبة فضائية وفي مكان في الفضاء
ترك ليتحرك حركة توافقية بسيطة
لمعرفة عجلة الجاذبية تم قياس
الزمن الدوري فكان يعادل
\[T=3.6 \;\; S\] فإن عجلة الجاذبية في تلك المنطقة
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
قانون الزمن الدوري للبندول البسيط:
\[T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]
نعوض القيم:
\[3.6=2\pi\sqrt{\frac{2}{g}}\]
\[g=\frac{2}{0.328}=6.1\;m/s^2\]
إذن عجلة الجاذبية في تلك المنطقة هي \[g=6.1\;m/s^2\]
بندول طوله \[L\] تم قياس الزمن الدوري على سطح الأرض
وتم الصعود
بنفس البندول على سطح القمر
الذي عجلة الجاذبية تعادل سدس الجاذبية على سطح الأرض
فإن النسبة بين الزمن الدوري للبندول على سطح الأرض إلى
الزمن الدوري للبندول على سطح القمر تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
قانون الزمن الدوري للبندول البسيط:
\[T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]
على الأرض: \[T_{earth}=2\pi\sqrt{\frac{L}{g_{earth}}}\]
على القمر: \[T_{moon}=2\pi\sqrt{\frac{L}{g_{moon}}}=2\pi\sqrt{\frac{L}{\frac{1}{6}g_{earth}}}=2\pi\sqrt{\frac{6L}{g_{earth}}}\]
النسبة المطلوبة: \[\frac{T_{earth}}{T_{moon}}=\frac{2\pi\sqrt{\frac{L}{g_{earth}}}}{2\pi\sqrt{\frac{6L}{g_{earth}}}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\]
\[\frac{T_{earth}}{T_{moon}}=\frac{1}{\sqrt{6}}=\frac{1}{2.449}\approx0.4\]
إذن النسبة هي \[0.4\]
أي من العوامل التالية لا تؤثر في مقدار الزمن الدوري للبندول البسيط؟
📖 طريقة الحل:
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} \]
• \( T \): الزمن الدوري (الثانية)
• \( L \): طول خيط البندول (المتر)
• \( g \): عجلة الجاذبية الأرضية \[ 9.8 \, m/s^2 \]
الزمن الدوري يعتمد على:
✅ طول الخيط \( L \) (علاقة طردية)
✅ عجلة الجاذبية \( g \) (علاقة عكسية)
❌ لا يعتمد على الكتلة .
🎯 الإجابة: لا يعتمد على الكتلة
بندول يتحرك حركة توافقية بسيطة زمنه الدوري \[T\].
إذا زاد طول خيط البندول البسيط إلى أربعة أضعاف طوله الأصلي، فإن زمنه الدوري يصبح:
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
الحل:
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} \]
\[ T' = 2\pi \sqrt{\frac{L'}{g}} = 2\pi \sqrt{\frac{4L}{g}} \]
\[ T' = 2\pi \sqrt{4} \cdot \sqrt{\frac{L}{g}} \]
\[ T' = 2\pi \times 2 \cdot \sqrt{\frac{L}{g}} \]
\[ T' = 2 \times \left( 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} \right) \]
\[ T' = 2T \]
الاستنتاج:
\[ \boxed{T' = 2T} \] أي أن الزمن الدوري يزداد إلى الضعف.
الموجات المستعرضة هي موجات ميكانيكية تنتقل في الحبل مالذي يميزها عن الموجات الطولية والسطحية
📖 الشرح:
• الموجات المستعرضة: الاهتزاز عمودي على الانتشار. مثال: موجة في حبل، موجات الضوء.
• النص يقول: "تحدث نتيجة الموجات الميكانيكية في الحبل في الاتجاه العمودي".
لماذا تُعد الموجة على سطح الماء موجة سطحية وليست مستعرضة أو طولية بحتة؟
📖 الشرح (من النص الثاني):
• "تتبع جسيمات الماء مساراً دائرياً": الحركة العمودية تعطي الصفة المستعرضة، والحركة الأفقية (التوازي مع الانتشار) تعطي الصفة الطولية.
• لذا فهي موجة سطحية مركّبة.
أي من الخيارات التالية يوضّع الأمثلة في المكان الصحيح: (موجة مستعرضة - موجة طولية - موجة سطحية)؟
📖 الشرح:
• مستعرضة: حبل، كهرومغناطيسية (ضوء).
• طولية: صوت، موجات
• سطحية: أمواج الماء (مسار دائري).
بندول يتحرك حركة توافقية بسيطة ويقطع خلال زمن دوري مسافة قدرها \[x=0.4\;\;m\] فإن سعة الحركة الاهتزازية تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
في الحركة التوافقية البسيطة، المسافة التي يقطعها الجسم خلال زمن دوري واحد كامل تساوي \(4A\) (أربعة أضعاف السعة)، حيث يتحرك الجسم من أقصى إزاحة إلى النقطة الأخرى ثم يعود.
حبل يكون موجة مستعرضة كما في الشكل أدناه
أحد الإجابات التالية تعبر عن مسافة بين نقطتين وهو يعادل طول الموجة
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
طول الموجة (\(𝝀\)) هو أقصر مسافة بين نقطتين متتاليتين في نفس حالة الحركة (طور متساوٍ).
- في الشكل: النقطة B هي قمة، والنقطة E هي القمة التالية مباشرة، لذا \(BE = 𝝀\).
- \(DJ\) يمثل مسافة بين قاعين ولكنه ليس القاعين المتتاليين.
- \(AF\) و \(AC\) يمثلان مسافات غير مكتملة لطور كامل.
قام أحد الطلاب بعمل موجة في حبل وتم تسجيل القيم التالية لهذه الموجة \[ v=8\;\; \frac{m}{s} \quad\quad f=4\;\; Hz \quad\quad 𝝀=2\;\; m \] تم تكرار نفس التجربة بيد طالب آخر لوحظ أن طول الموجة أصبح \[ 𝝀=1.5 \;\; m \] أحد الإجابات التالية تعبر عما حدث
اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
- سرعة الموجة تعتمد على خصائص الوسط (نوع الحبل، الشد، الكثافة) وليس على تردد المصدر.
- في التجربة الأولى: \(v = 8\;m/s\)، \(f = 4\;Hz\)، 𝝀 = 2 m
- عند تكرار التجربة بنفس الحبل، تبقى السرعة ثابتة: \(v = 8\;m/s\).
- طول الموجة الجديد 𝝀 = 1.5 m
- الطالب الثاني غيَّر تردد هز الحبل، مما أدى لتغير طول الموجة، بينما بقيت السرعة ثابتة.
جهاز سونار على غواصة يرسل إشارة على جسم ساكن
ويعود صدى الصوت بعد زمن
\[t = 5 \;\; s\]
احسب سرعة الصوت في الماء إذا كانت مسافة
الجسم من الغواصة
\[X = 3625 \;\; m\]
اختر الإجابة الصحيحة
\[ v = \frac{2X}{t} = \frac{2 \times 3625}{5} = \frac{7250}{5} = 1450 \;\; m/s \]
ما سرعة انتشار هذه الموجة؟
📖 الشرح:
باستخدام العلاقة الموجية: \[ v = \lambda \times f \]
\[ v = 2 \times 5 = 10 \, \text{m/s} \]
ما الطول الموجي لهذه الموجة في الماء؟
📖 الشرح:
ملاحظة مهمة: عندما تنتقل الموجة من وسط إلى آخر، يتغير الطول الموجي \[ \lambda \] وتتغير السرعة \[ v \]، ولكن التردد \[ f \] يبقى ثابتاً (يعتمد على المصدر).
في الماء: \[ v_{water} = 1480 \, \text{m/s} \]، \[ f = 440 \, \text{Hz} \]
\[ \lambda_{water} = \frac{v_{water}}{f} = \frac{1480}{440} \approx 3.3636 \, \text{m} \]
للمقارنة: الطول الموجي في الهواء:
\[ \lambda_{air} = \frac{340}{440} \approx 0.773 \, \text{m} \]
أي أن الطول الموجي يزداد في الماء لأن سرعة الصوت فيه أكبر.
موجة مستعرضة تم رسم العلاقة بين الإزاحة والبعد عن المصدر فنتج الخط البياني التالي
فإذا كانت سرعة الموجة تعادل \[ v = 4 \, \text{m/s} \] فإن تردد المصدر يعادل:
📌 اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
الخطوة 1: استخراج الطول الموجي من الرسم البياني
من الرسم (الإزاحة - المسافة):
• المسافة بين قمتين متتاليتين = \[ \lambda = 0.1 \, \text{m} \]
الخطوة 2: تطبيق العلاقة الموجية
\[ v = \lambda \times f \]
\[ 4 = 0.1 \times f \]
\[ f = \frac{4}{0.1} = 40 \, \text{Hz} \]
💡 ملاحظة: في رسم (الإزاحة - المسافة)، الطول الموجي هو المسافة بين نقطتين متتاليتين في نفس الطور (قمة وقمة أو قاع وقاع).
في الشكل أدناه تم رسم العلاقة بين الإزاحة والزمن لموجة مستعرضة
وكانت سرعة الموجة \[ v = 3 \, \text{m/s} \] من خلال المعلومات والشكل فإن التردد وطول الموجة يعادلان:
📌 اختر الإجابة الصحيحة
📖 الشرح:
الخطوة 1: استخراج الزمن الدوري من الرسم البياني
من الرسم (الإزاحة - الزمن):
• الزمن بين قمتين متتاليتين = \[ T = 20 \, \text{s} \]
الخطوة 2: حساب التردد
\[ f = \frac{1}{T} = \frac{1}{20} = 0.05 \, \text{Hz} \]
الخطوة 3: حساب الطول الموجي من العلاقة الموجية
\[ v = \lambda \times f \]
\[ 3 = \lambda \times 0.05 \]
\[ \lambda = \frac{3}{0.05} = 60 \, \text{m} \]
استناداً إلى مبدأ حفظ الشحنة، أي العبارات التالية صحيحة؟
📖 الشرح العميق:
الكون، وفقاً للنموذج القياسي لعلم الكونيات، يُعتبر نظاماً معزولاً لأنه لا يوجد "خارج" للكون. لذلك، ينطبق عليه مبدأ حفظ الشحنة.
الأدلة: \[ Q_{\text{universe, initial}} = 0 \quad \Rightarrow \quad Q_{\text{universe, today}} = 0 \]
- جميع المشاهدات الفلكية تؤكد أن الكون متعادل كهربائياً على المقاييس الكبيرة
- لو كان للكون شحنة كلية غير صفرية، لظهرت مجالات كهربائية هائلة عبر الكون
- المادة المضادة تحمل شحنة معاكسة، وتوزيع المادة والمادة المضادة في الكون المبكر أدى إلى تعادل الشحنة الكلية
ما مقدار ونوع شحنة قطعة الحرير؟
📖 الشرح الفيزيائي:
عند دلك القضيب الزجاجي بالحرير:
- تنتقل إلكترونات (سالبة الشحنة) من القضيب الزجاجي إلى قطعة الحرير
- القضيب يفقد إلكترونات ← يصبح موجب الشحنة: \[Q_{\text{زجاج}} = +5\,\mu C\]
- الحرير يكتسب إلكترونات ← يصبح سالب الشحنة: \[Q_{\text{حرير}} = -5\,\mu C\]
لديك ثلاث كرات مشحونة متطابقة معلقة بخيوط عازلة \[A, B, C\].
الكرة A
مشحونة بشحنة موجبة (+).
عند تقريب الكرات من بعضها كما في الشكل أدناه حدثت قوى كهربائية بينها.
📖 الشرح التفصيلي:
1️⃣ تحليل الموقف:
• الكرة A موجبة الشحنة (+).
• الكرات الثلاث معلقة بخيوط عازلة (يمكنها الحركة).
• عند تقريب الكرات ظهرت قوى كهربائية.
تحديد شحنة الكرة B:
\[B (+)\]حيث جدث تنافر بين الكرتين \[A\;\;\;\;B\] اي الشحنتين متماثلتين في النوع
تحديد شحنة الكرة C:
\[C (-أ )\]حيث جدث تجاذب بين الكرتين \[A\;\;\;\;C\]و \[B\;\;\;\;C\] اي الشحنتين مختلفتين في النوع
ملاجظة قد تكون الكره \[C\] متعادلة لأن التجاذب لا يدل بدقة على أن الشحنة مخافالفة حيث يمكن ان ينجذب الجسم متعادل الشحنة إلى الأجسام المشحونة مهما كانت نوع شحنة الجسم المشحون ولكن هنا في بداية السؤال قيل ثلاث كرات مشحونه لذلك تم التاكيد على أن جميع الكرات مشحونة
بالاعتماد على الشكل فإن الشحنة \[q_2\] نوعها والقوة الكهربائية التي تتأثر بها
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
بما أن القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى نحو اليسار
فإن القوة التي تؤثر بها الشحنة الأولى على الثانية نحو اليمين.
أي الشحنة الثانية سالبة.
والقوة التي تؤثر بها الشحنة الأولى على الثانية
تساوي القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى
مهما كان مقدار كل من الشحنتين
( لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومعاكس في الاتجاه)
\[ F_{12} = -F_{21} \]
\[ = 10 \, N \]
🎯 الإجابة: الشحنة سالبة والقوة التي تتأثر بها \[10 \, N\] نحو اليمين \[ \longrightarrow \]
ما الذي يحدث عند تمشيط الشعر الجاف بمشط بلاستيكي؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل والشرح التفصيلي:
الظاهرة: عند تمشيط الشعر الجاف بمشط بلاستيكي، نلاحظ أن المشط يجذب الشعر (يتجه الشعر نحو المشط).
السبب العلمي:
1️⃣ عند دلك المشط البلاستيكي بالشعر الجاف، يحدث شحن بالدلك (الاحتكاك).
2️⃣ تنتقل الإلكترونات من الشعر إلى المشط البلاستيكي.
3️⃣ {الإلكترونات} تنتقل من الشعر إلى المشط
4️⃣ المشط يكتسب إلكترونات ← يصبح سالِب الشحنة [\(-\)].
5️⃣ الشعر يفقد إلكترونات ← يصبح موجِب الشحنة [\(+\)].
عند دلك قضيب بلاستيكي بقطعة من الصوف، ماذا يحدث؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 شرح عملية الشحن بالدلك (البلاستيك والصوف):
عند دلك قضيب بلاستيكي بقطعة من الصوف:
• ينتقل بعض الإلكترونات من الصوف إلى القضيب البلاستيكي.
• القضيب البلاستيكي يكتسب إلكترونات ← يصبح سالِب الشحنة.
• قطعة الصوف تفقد إلكترونات ← تصبح موجبة الشحنة.
\[ Q_{\text{البلاستيك}} = -n e \quad , \quad Q_{\text{الصوف}} = +n e \] \[ Q_{\text{الكلية}} = Q_{\text{البلاستيك}} + Q_{\text{الصوف}} = 0 \]
عند دلك جسمين ببعضهما، ماذا يحدث للشحنة الكلية للنظام؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 قانون انحفاظ الشحنة:
مبدأ انحفاظ الشحنة:
\[ \sum Q_{\text{قبل}} = \sum Q_{\text{بعد}} \] الشحنة الكهربائية لا تُستحدث ولا تُفنى، ولكنها تنتقل من جسم إلى آخر.
عند دلك جسمين:
\[ Q_1 + Q_2 = \text{ثابت} \] مثال: عند دلك الزجاج بالحرير
\[ Q_{\text{الزجاج}} + Q_{\text{الحرير}} = 0 \] \[ (+n e) + (-n e) = 0 \]
ما الفرق الجوهري بين الموصلات والعوازل من حيث التركيب الذري؟
📖 طريقة الحل:
الفرق الجوهري يعود إلى نطاق التكافؤ وفجوة الطاقة:
• في الموصلات: فجوة الطاقة صغيرة جداً ← الإلكترونات تنتقل بسهولة إلى نطاق التوصيل.
• في العوازل: فجوة الطاقة كبيرة ← الإلكترونات لا تستطيع الانتقال إلى نطاق التوصيل.
جسم كروي تم ملامسته بجسم مشحون، اكتسبت منطقة التلامس شحنة مشابهة وباقي الجسم بقي متعادل، الجسم الكروي يعتبر:
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• تم ملامسة جسم كروي بجسم مشحون.
• اكتسبت منطقة التلامس فقط شحنة مشابهة.
• باقي الجسم بقي متعادلاً (غير مشحون).
• إذا كان الجسم عازلاً كهربائياً (مثل الزجاج)، فإن الشحنة تبقى محصورة في منطقة التلامس فقط.
• الفلز، النحاس، الجرافيت ← جميعها موصلات ← لو كانت كرة فلزية لانتشرت الشحنة على كامل السطح.
أربع كرات متعادلة قام أحد الطلاب بإجراء تجارب حتى يحدد هل الكرة مادة موصلة أم عازلة.
قام بتقريب جسم مشحون بشحنة موجبة من الكرتين \[ A\;\;\;\;\;\;\;\; B \]،
ثم قام بملامسة جسم مشحون بشحنة سالبة لكل من الكرتين \[ C \;\;\;\;\;\;\;\; D \].
من خلال التجربة حدد الكرات الموصلة.
|
|
|
|
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• أربع كرات متعادلة (غير مشحونة) \[ A, B, C, D \]
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (+) من الكرتين \[ A \] و \[ B \] (بدون ملامسة).
• تم ملامسة جسم سالب الشحنة (-) لكل من الكرتين \[ C \] و \[ D \].
التحليل الفيزيائي:
1️⃣ الحالة الأولى (الكرتين \[ A \;\;\;\;\; B \]):
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (بدون ملامسة).
• إذا كانت الكرة موصلة: يحدث الحث الكهروستاتيكي، حيث تتجمع الشحنات السالبة في الجهة القريبة وتتوزع الشحنات الموجبة في الجهة البعيدة.
• إذا كانت الكرة عازلة: لا يحدث تأثير يذكر (لا تتوزع الشحنات).
• من الشكل: نلاحظ أن الكرتين \[ A \;\;\;\;\; B \] تجاذبتا مع الجسم الموجب ← هذا يعني أن الكرتين موصلتان (تأثرتا بالحث وحدث تجاذب).
• إذن: الكرة \[ A \] موصلة، والكرة \[ B \] عازلة. 2️⃣ الحالة الثانية (الكرتين \[ C \;\;\;\;\; D \]):
• تم ملامسة جسم سالب الشحنة.
• إذا كانت الكرة موصلة: تنتقل الشحنة من الجسم إلى الكرة وتنتشر على كامل سطحها تصبح الكرة مشحونة بشحنة سالبة.
• إذا كانت الكرة عازلة: تبقى الشحنة محصورة في منطقة التلامس فقط.
• من الشكل: نلاحظ أن الكرة \[ D \] اكتسبت شحنة سالبة وانتشرت على كامل سطحها (كما يظهر في الشكل)، بينما الكرة \[ C \] لم تنتشر الشحنة.
• إذن: الكرة \[ D \] موصلة، والكرة \[ C \] عازلة.
القاعدة المستخدمة: \[ \begin{cases} \text{الموصل: الشحنة تنتشر على السطح بالكامل} \\ \text{العازل: الشحنة تبقى في منطقة التلامس فقط} \end{cases} \] 🎯 الخلاصة:
• الكرات الموصلة هي: \[ A \] و \[ D \]
• الكرات العازلة هي: \[ B \] و \[ C \]
الإجابة الصحيحة: \[ A , D \] (الخيار A)
كيف يمكن استخدام المكشاف الكهربائي للتمييز بين نوعي الشحنة (الموجبة والسالبة)؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
مبدأ عمل المكشاف الكهربائي:
• يتكون المكشاف من قضيب معدني وورقتين رقيقتين من الذهب أو الألمنيوم.
• عند شحن المكشاف، تكتسب الورقتان نفس نوع الشحنة فتتنافران وتتباعدان.
طريقة التمييز بين نوعي الشحنة:
1. نشحن المكشاف بشحنة موجبة (+) مثلاً.
2. نقرب الجسم المجهول من المكشاف (بدون ملامسة).
3. نلاحظ سلوك الورقتين:
التفسير الفيزيائي:
• عند تقريب جسم موجب من مكشاف موجب: تحدث عملية حث، تتراكم الشحنات الموجبة على الورقتين فتزداد المسافة بينهما.
• عند تقريب جسم سالب من مكشاف موجب: تحدث عملية حث، تتراكم الشحنات السالبة على الورقتين فتقل المسافة بينهما.
🎯 إذن: إذا تقاربت الورقتان تكون الشحنة مختلفة (الخيار B)
كشاف كهربائي مشحون بشحنة موجبة، تم تقريب منه جسم، لوحظ أن ورقتي الكشاف قد زاد انفراجهما، فإن الجسم:
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• المكشاف مشحون بشحنة موجبة (+)
• تم تقريب جسم منه (بدون ملامسة)
• لوحظ أن ورقتي الكشاف زاد انفراجهما (تباعدتا أكثر)
التحليل الفيزيائي:
• عندما يكون المكشاف مشحوناً بشحنة موجبة، فإن الورقتين تحملان شحنة موجبة وتتنافران.
• عند تقريب جسم موجب الشحنة من المكشاف: يحدث حث كهروستاتيكي، حيث تتراكم الشحنات الموجبة على الورقتين فتزداد قوة التنافر ← يزداد الانفراج.
• عند تقريب جسم سالب الشحنة من المكشاف: تتراكم الشحنات السالبة على الورقتين فتقل قوة التنافر ← يقل الانفراج (تقترب الورقتان).
• عند تقريب جسم غير مشحون: يحدث تجاذب مؤقت لكن لا يتغير الانفراج بشكل دائم.
🎯 بما أن الانفراج ازداد، فإن الجسم مشحون بشحنة موجبة (الخيار D)
جسم مجهول الشحنة.
تم ملامسة الجسم مجهول الشحنة للكشاف فانفرجت ورقتي الكشاف.
أُبعد الجسم مجهول الشحنة وتم تقريب جسم موجب الشحنة من الكشاف دون الملامسة،
لوحظ أن ورقتي الكشاف قد قل انفراجهما.
هذا دليل على أن الجسم مجهول الشحنة:
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• كشاف كهربائي متعادل (غير مشحون)
• تم ملامسة الجسم المجهول للكشاف ← انفرجت الورقتان (الخطوة الأولى)
• أُبعد الجسم المجهول
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (+) من الكشاف (بدون ملامسة) ← قل انفراج الورقتين
التحليل الفيزيائي خطوة بخطوة:
الخطوة الأولى: ملامسة الجسم المجهول للكشاف
• عند ملامسة جسم مشحون لكشاف متعادل، تنتقل الشحنة إلى الكشاف.
• انفراج الورقتين يعني أن الورقتين اكتسبتا شحنة (متشابهة فتنافرت).
• يمكن أن يكون الجسم المجهول موجباً أو سالياً (كلاهما يسبب انفراجاً).
الخطوة الثانية: تقريب جسم موجب من الكشاف بعد إبعاد الجسم المجهول
• الكشاف الآن مشحون (بعد الملامسة).
• تقريب جسم موجب من كشاف مشحون:
• المعطى يقول: قل انفراج الورقتين ← يعني أن الكشاف كان سالبي الشحنة
• وبما أن الكشاف اكتسب شحنته من الجسم المجهول ← الجسم المجهول سالب الشحنة
🎯 إذن الجسم المجهول مشحون بشحنة سالبة (الخيار D)
موصلان متشابهان متعادلان تم تقريب جسم مشحون بشحنة موجبة كما في الشكل
من الموصلين وتم إبعاد الموصلين عن بعضهما البعض دون إبعاد الجسم المشحون
فإن شحنة الموصلين:
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• موصلان متشابهان متعادلان (A و B)
• تم تقريب جسم موجب الشحنة (+)
• تم إبعاد الموصلين عن بعضهما دون إبعاد الجسم المشحون
التحليل الفيزيائي:
عند تقريب جسم موجب الشحنة من موصلين متلامسين:
1️⃣ تحدث ظاهرة الحث الكهروستاتيكي:
• تنجذب الإلكترونات السالبة إلى الجهة القريبة من الجسم الموجب.
• تبتعد الإلكترونات عن الجهة البعيدة فتصبح المنطقة البعيدة موجبة الشحنة.
2️⃣ توزيع الشحنات قبل الإبعاد:
• الموصل A (القريب): يكتسب شحنة سالبة (-)
• الموصل B (البعيد): يكتسب شحنة موجبة (+)
3️⃣ عند إبعاد الموصلين عن بعضهما (والجسم الموجب لا يزال قريباً):
• تبقى الشحنات محصورة في كل موصل لأن الموصلين أصبحا منفصلين.
• الموصل A: شحنته سالبة (-)
• الموصل B: شحنته موجبة (+)
\[ \boxed{A: (-) \quad , \quad B: (+)} \] 🎯 إذن الإجابة الصحيحة: (سالب الشحنة B) (موجب الشحنة A) - الخيار C
كشاف كهربائي متعادل تم تقريب منه موصل مشحون بشحنة موجبة،
لوحظ أن الكشاف قد انفرجت ورقتاه، فإن:
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• كشاف كهربائي متعادل (غير مشحون)
• تم تقريب موصل مشحون بشحنة موجبة (+)
• انفرجت ورقتا الكشاف (تباعدتا)
التحليل الفيزيائي:
1️⃣ عند تقريب جسم موجب الشحنة من الكشاف المتعادل:
• تحدث ظاهرة الحث الكهروستاتيكي
• تنجذب الإلكترونات السالبة إلى القضيب (المقبض) القريب من الجسم الموجب
• تبتعد الإلكترونات عن الورقتين فتصبح الورقتان موجبتي الشحنة
2️⃣ توزيع الشحنات:
• المقبض: شحنة سالبة (-) (لأن الإلكترونات تجذبت إليه)
• الورقتان: شحنة موجبة (+) (لأن الإلكترونات ابتعدت عنهما)
3️⃣ سبب انفراج الورقتين:
• الورقتان تحملان نفس النوع من الشحنة (موجبة)
• الشحنات المتشابهة تتنافر ← تتباعد الورقتان
\[ \boxed{\text{المقبض: (-) , الورقتان: (+)}} \] 🎯 إذن الإجابة الصحيحة: المقبض تم شحنه بشحنة سالبة والورقتين بشحنة موجبة (الخيار B)
موصلان متشابهان متعادلان تم تقريب جسم مشحون بشحنة سالبة كما في الشكل من الموصلين
ثم تم التوصيل بالأرض، ومن بعدها قطع الاتصال بالأرض،
وتم إبعاد الموصلين عن بعضهما البعض دون إبعاد الجسم المشحون
فإن شحنة الموصلين:
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
الخطوات:
1️⃣ تقريب جسم سالب (-) من الموصلين المتلامسين ← يحدث حث، فتتجمع الشحنات الموجبة في A والسالبة في B.
2️⃣ التوصيل بالأرض ← تنتقل الإلكترونات من الأرض إلى الموصل B لتعادل الشحنة الموجبة؟
3️⃣ قطع الاتصال بالأرض ← يبقى A متعادلاً و B موجباً.
4️⃣ إبعاد الموصلين ← A متعادل، B موجب.
\[ \boxed{A: \text{متعادل} \quad , \quad B: \text{موجب}} \] 🎯 الإجابة: (موجب الشحنة B) (متعادل A)
كشاف كهربائي قاعدته متصلة بالأرض، تم تقريب جسم مشحون بشحنة سالبة من الكشاف دون الملامسة،
أحد الأشكال التالية تبين ماذا يحدث للكشاف:
| |
|
| |
|
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• كشاف قاعدته متصلة بالأرض.
• تم تقريب جسم سالب الشحنة (-) دون ملامسة.
التحليل:
1️⃣ عند تقريب الجسم السالب، يحدث حث كهروستاتيكي.
2️⃣ تنتقل الإلكترونات من الكشاف إلى الأرض عبر القاعدة.
3️⃣ يصبح الكشاف موجب الشحنة.
4️⃣ الورقتان متقاربتان (لأن ليس لهما شحنة تم تفريغها في الأرض ).
5️⃣ الشكل الصحيح هو C حيث الورقتان متقاربتان .
🎯 الإجابة: الشكل C
مكشاف كهربائي متعادل، رتب بشكل صحيح خطوات شحن المكشاف الكهربائي دون الملامسة بشحنة سالبة.
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
خطوات شحن المكشاف بالحث الكهروستاتيكي (شحنة سالبة):
1️⃣ الخطوة B: تقريب جسم مشحون بشحنة سالبة من المكشاف (بدون ملامسة).
2️⃣ الخطوة D: توصيل المكشاف بالأرض (تأريض).
3️⃣ الخطوة C: قطع الاتصال بالأرض.
4️⃣ الخطوة A: إبعاد الجسم المشحون.
\[ \boxed{B \rightarrow D \rightarrow C \rightarrow A} \]
🎯 الترتيب الصحيح: \[B \Rightarrow D \Rightarrow C \Rightarrow A\]
ما هو تعريف التأريض الكهربائي ؟
📖 طريقة الحل:
تعريف التأريض:
• هو توصيل جسم موصل بالأرض عبر سلك موصل.
• الهدف: تفريغ الشحنات الزائدة إلى الأرض.
• الأرض تعتبر مخزناً ضخماً للشحنات (جهدها صفر).
ما هو الدور الرئيسي للتأريض في عملية الشحن الكهربائي؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
التأريض (Grounding):
• هو توصيل جسم موصل بالأرض عبر سلك موصل.
• الأرض تعتبر مخزناً ضخماً للشحنات (متعادلة).
الدور الرئيسي للتأريض:
1️⃣ تفريغ الشحنات الزائدة إلى الأرض.
2️⃣ حماية الأجهزة من الصعقات الكهربائية.
3️⃣ تثبيت الجهد الكهربائي عند قيمة آمنة.
أحد الشحنات التالية من الممكن أن تكون شحنة جسم، علماً بأن: \[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
مبدأ تكميم الشحنة الكهربائية:
• الشحنة الكهربائية مكممة أي تأتي كمضاعفات صحيحة لشحنة الإلكترون.
• شحنة الجسم: \[ q = n \cdot e \] حيث \[ n \] عدد صحيح (\[ n = 1, 2, 3, ... \])
• شحنة البروتون أو الإلكترون \[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \] > \[ \boxed{q = n \times 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C}} \]
التحقق من الخيارات:
• A: \[ \frac{9 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 5.625 \] ← ليس عدداً صحيحاً ❌
• B: \[ \frac{5.2 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 3.25 \] ← ليس عدداً صحيحاً ❌
• C: \[ \frac{8 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 5 \] ← عدد صحيح ✅
• D: \[ \frac{4.5 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 2.8125 \] ← ليس عدداً صحيحاً ❌
🎯 الإجابة الصحيحة: C (\[ 8 \times 10^{-19} \, \text{C} \])
إذا علمت أن شحنة البروتون تساوي: \[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \] فما عدد البروتونات اللازمة لتكوين شحنة مقدارها 1 كولوم؟
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• شحنة البروتون الواحد: \[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \]
• الشحنة الكلية المطلوبة: \[ Q = 1 \, \text{C} \]
القانون المستخدم: \[ Q = n \cdot e \] حيث \( n \) = عدد البروتونات
\[ n = \frac{Q}{e} = \frac{1}{1.6 \times 10^{-19}} \] \[ n = \frac{1}{1.6} \times 10^{19} = 0.625 \times 10^{19} \] \[ \boxed{n = 6.25 \times 10^{18}} \]
🎯 عدد البروتونات اللازمة = \[ 6.25 \times 10^{18} \] بروتون
شحنتين مختلفتين في النوع مقدارها والأبعاد موضحة أدناه:
\[ q_1 = 2q \, \text{C} \qquad q_2 = 3q \, \text{C} \qquad r = 0.1 \, \text{m} \]فكانت القوة المتبادلة بين الشحنتين \[ F_e = 0.6 \, \text{N} \] فإن مقدار كل من الشحنتين تعادل
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
\[ q_1 = 2q ,\quad q_2 = 3q ,\quad r = 0.1 \, \text{m} ,\quad F = 0.6 \, \text{N} ,\quad k = 9 \times 10^9 \]
قانون كولوم: \[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
\[ 0.6 = 9 \times 10^9 \times \frac{(2q)(3q)}{(0.1)^2} \]
\[ 0.6 = 9 \times 10^9 \times \frac{6q^2}{0.01} \]
\[ 0.6 = 9 \times 10^9 \times 600 \, q^2 \]
\[ 0.6 = 5.4 \times 10^{12} \, q^2 \]
\[ q^2 = \frac{0.6}{5.4 \times 10^{12}} = \frac{1}{9 \times 10^{12}} \]
\[ q = \frac{1}{3 \times 10^{6}} = 3.33 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
\[ q_1 = 2q = 6.66 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
\[ q_2 = 3q = 9.99 \times 10^{-7} \, \text{C} \]
🎯 الإجابة الصحيحة: C
في الشكل أدناه تم حساب القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة \[ q_3 \] وهي سالبة الشحنة واتجاهها موضح على الرسم. حدد نوع الشحنة \[ q_1 \;\;\;\;\;\;\;\; q_2 \].
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
• \[ q_3 (-)\]
تحليل القوى:
• القوة المؤثرة على \[ q_3 \] هي محصلة قوتين: من \[ q_1 \;\;\;\;\;\;\; q_2 \].
• لحساب نوع كل شحنة، نطبق قاعدة التجاذب والتنافر:
القوة المتبادلة بين الشحنة الأولى والثالثة تنافر واتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة نحو الأسفل
↓
القوة المتبادلة بين الشحنة الثانية والثالثة تجاذب واتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة نحو اليسار
⟵
ومحصلة هاتين القوتين المؤثرة على الشحنة الثالثة اتجاهها نحو الجنوب الغربي
↙
• من اتجاه القوة المحصلة، نستنتج أن:
\[ q_1 \;(-) \;\;\;\;q_2 \;(+)\] 🎯 حسب الشكل، الإجابة الصحيحة: \[ q_1 (-) \quad q_2 (+) \] (الخيار A)
شحنتين لهما نفس المقدار، المسافة بينهما \[0.2 \, \text{m} \] إذا كانت القوة الكهربائية المتبادلة بينهما \[0.4 \, \text{N} \] فإن مقدار كل من الشحنتين يعادل
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
المعطيات:
\[ q_1 = q_2 = q ,\quad r = 0.2 \, \text{m} ,\quad F = 0.4 \, \text{N} ,\quad k = 9 \times 10^9 \]
قانون كولوم: \[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
\[ 0.4 = 9 \times 10^9 \times \frac{q^2}{(0.2)^2} \]
\[ 0.4 = 9 \times 10^9 \times \frac{q^2}{0.04} \]
\[ 0.4 = 9 \times 10^9 \times 25 \, q^2 \]
\[ 0.4 = 2.25 \times 10^{11} \, q^2 \]
\[ q^2 = \frac{0.4}{2.25 \times 10^{11}} = 1.777 \times 10^{-12} \]
\[ q = \sqrt{1.777 \times 10^{-12}} = 1.33 \times 10^{-6} \, \text{C} \]
🎯 الإجابة الصحيحة: B
تستخدم المرشحات الكهروستاتيكية في المداخن والمصانع لتنقية الهواء من الجسيمات الدقيقة.
كيف تعمل المرشحات الكهروستاتيكية في تنقية الهواء؟
📖 طريقة الحل:
مبدأ عمل المرشحات الكهروستاتيكية:
• تمرر الجسيمات عبر مجال كهربائي قوي فتكتسب شحنة.
• تُجذب الجسيمات المشحونة إلى ألواح مشحونة بشحنة معاكسة.
• %تُزال الجسيمات من الهواء بكفاءة عالية تصل إلى 99.
\[
\vec{F} = q\vec{E}
\]
حيث هي القوة الكهروستاتيكية المؤثرة على الجسيم المشحون.
تستخدم تقنية الطلاء الكهروستاتيكي في دهان السيارات والأجهزة المعدنية.
ما ميزة استخدام الطلاء الكهروستاتيكي في الصناعة؟
📖 طريقة الحل:
مميزات الطلاء الكهروستاتيكي:
• تُشحن جزيئات الطلاء بشحنة (موجبة أو سالبة).
• يُشحن الجسم المراد طلاؤه بشحنة معاكسة.
• تنجذب جزيئات الطلاء إلى السطح بالتساوي.
• %تقل نسبة الفاقد من الطلاء إلى أقل من 30.
ثلاث شحنات على استقامة واحدة قيمة كل منها \[ q_1 = -6 \, \mu C = 6 \times 10^{-6} \, C\;\;\;\;\;\;\;\; q_2 = -4 \, \mu C = 4 \times 10^{-6} \, C\;\;\;\;\;\;\;\; q_3 = +8 \, \mu C = 8 \times 10^{-6} \, C\] وأبعادها \[ r_{12} = 0.2 \, m \quad , \quad r_{23} = 0.3 \, m \] أحسب مقدار واتجاه القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة الثانية \[ k = 9 \times 10^9 \, N \cdot m^2 / C^2 \]
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
القوة المؤثرة على \( q_2 \) من \( q_1 \):
\[ F_{12} = k \frac{|q_1 q_2|}{r_{12}^2} \] \[ F_{12} = 9 \times 10^9 \times \frac{(6 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.2)^2} \] \[ F_{12} = 9 \times 10^9 \times \frac{24 \times 10^{-12}}{0.04} \] \[ F_{12} = 9 \times 10^9 \times 6 \times 10^{-10} \] \[ F_{12} = 54 \times 10^{-1} = 5.4 \, N \] ( ⟶ اتجاه اليمين)تنافر
القوة المؤثرة على \( q_2 \) من \( q_3 \):
\[ F_{32} = k \frac{|q_3 q_2|}{r_{23}^2} \] \[ F_{32} = 9 \times 10^9 \times \frac{(8 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.3)^2} \] \[ F_{32} = 9 \times 10^9 \times \frac{32 \times 10^{-12}}{0.09} \] \[ F_{32} = 9 \times 10^9 \times 3.55 \times 10^{-10} \] \[ F_{32} = 31.95 \times 10^{-1} = 3.195 \, N \] (⟶ اتجاه اليمين)تجاذب
محصلة القوى: \[ F_{net} = F_{12} + F_{32} = 5.4 + 3.195 = 8.595 \, N \] ⟶ اتجاه القوة المحصلة نحو اليمين
ثلاث شحنات مقدارها ونوعها \[ q_1 = -3 \, \mu C , \quad q_2 = +2 \, \mu C , \quad q_3 = -4 \, \mu C \]
المسافة بينهما \[ r_1 = 0.1 \, m , \quad r_2 = 0.2 \, m \] وضعت على خط واحد
أحسب القوة الكهربائية المؤثرة على \[ q_3 \] وحدد الاتجاه
\[ (k = 9 \times 10^9) \]
اختر الإجابة الصحيحة
📖 طريقة الحل:
\[ F_{13} = k \frac{|q_1 q_3|}{r_{13}^2} \] \[ F_{13} = 9 \times 10^9 \times \frac{(3 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.3)^2} \] \[ F_{13} = 9 \times 10^9 \times \frac{12 \times 10^{-12}}{0.09} \] \[ F_{13} = 9 \times 10^9 \times 1.33 \times 10^{-10} \] \[ F_{13} = 1.2 \, N \] شحنتان سالبتان تتنافران⟶ اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة من الشحنة الأولى نحو اليمين
\[ F_{23} = k \frac{|q_2 q_3|}{r_{23}^2} \] \[ F_{23} = 9 \times 10^9 \times \frac{(2 \times 10^{-6}) \times (4 \times 10^{-6})}{(0.2)^2} \] \[ F_{23} = 9 \times 10^9 \times \frac{8 \times 10^{-12}}{0.04} \] \[ F_{23} = 9 \times 10^9 \times 2 \times 10^{-10} \] \[ F_{23} = 1.8 \, N \] شحنتان مختلفتان ىفي النوع تجاذب ⟵ اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة من الشحنة الثانية نحو اليسار
محصلة القوى: \[ F_{net} = F_{23} + F_{13} = 1.8 + 1.2 = 0.6 \, N \] تجاه اليسار.
شحنتان مقداراهما \[ q_1 = 8 \, \mu C \] و \[ q_2 = 2 \, \mu C \]، تؤثر كل منهما على الأخرى بقوة \[ F = 0.9 \, N \].
ما المسافة بين الشحنتين؟
📖 طريقة الحل:
\[ r^2 = k \frac{q_1 q_2}{F} = 9 \times 10^9 \times \frac{(8 \times 10^{-6}) \times (2 \times 10^{-6})}{0.9} \] \[ r^2 = 9 \times 10^9 \times \frac{16 \times 10^{-12}}{0.9} = 9 \times 10^9 \times 1.777 \times 10^{-11} = 0.16 \] \[ r = \sqrt{0.16} = 0.4 \, m \]
شحنة مقدارها \[ q_1 = 3 \times 10^{-6} \, C \] تؤثر على شحنة أخرى مجهولة \[ q_2 \] بقوة \[ F = 1.35 \, N \] عندما تكون المسافة بينهما \[ r = 0.1 \, m \].
ما مقدار \[ q_2 \]؟
📖 طريقة الحل:
\[ q_2 = \frac{F \cdot r^2}{k \cdot q_1} = \frac{1.35 \times (0.1)^2}{9 \times 10^9 \times 3 \times 10^{-6}} \] \[ q_2 = \frac{1.35 \times 0.01}{27 \times 10^3} = \frac{0.0135}{27000} = 5 \times 10^{-7} \, C \]
No comments:
Post a Comment