الشغل والطاقة


مجال المحتوى الرئيسي: الميكانيكا                                                                                                   
مجال المحتوى الفرعي: الشغل والطاقة
الهدف التعليمي         مستوى الهدف البنود الاختبارية
يعرف مفهوم الشغل.  تذكر           ما المقصود بالشغل؟
يذكر  وحدة قياس الشغل .     تذكر           أكمل الفراغ بما يناسبه:
-  يقاس الشغل الفيزيائي بوحدة ..................
يعدد العوامل التي يتوقف عليها الشغل.        تذكر           عدد العوامل التي يتوقف عليها الشغل؟
        أجب ب ( صح ) أو ( خطأ )
يكون الشغل الذي تبذله قوة ما في إزاحة جسم أكبر ما يمكن إذا كانت الزاوية بين القوة والإزاحة تساوي (90˚)
يعطي تعريفا لمفهوم  الجول. تذكر           اكتب المصطلح العلمي:
   - مقدار الشغل الذي تنجزه قوة مقدارها واحد نيوتن عندما تزيح جسما باتجاهها مسافة مقدارها واحد متر (         )
يحسب الشغل الذي تبذله قوة في تحريك جسم مسافة ما.     تطبيق          تحتاج سيارة لقوة 300 نيوتن لتتحرك على طريق أفقية. ما الشغل اللازم لدفعها مسافة 5م.
        ما مقدار الشغل المبذول في شد صندوق مسافة قدرها 2 متر على سطح منضدة بقوة أفقية مقدارها 35 نيوتن.
        اختر
-  سيارة كتلتها (1200) كجم تتحرك بسرعة (15) م/ث, أثرت عليها قوة ثابتة فأصبحت سرعتها (25) م/ث, فيكون الشغل المبذول في تحريكها ( بوحدة الجول) مساويا:
1- 24×410       2- 6×310            3- 24×310            4- 48×410
يحسب الشغل الذي تبذله مجموعة من القوى التي تؤثر على جسم ما.        تطبيق          يتحرك جسم مسافة 2م تحت تأثير قوة أفقية مقدارها 2 نيوتن وقوة احتكاك مقدارها  0.4نيوتن. ما شغل كل قوة.
يحسب مقدار شغل الوزن ورد فعل السطح والاحتكاك.      تطبيق          ينزلق جسم كتلته 5كجم مسافة 5 م على مستو خشن مائل بزاوية 37˚. ما شغل كلا من وزن الجسم ورد فعل السطح والاحتكاك إذا كان معامل الاحتكاك بينهما 0,2.
        أكمل الفراغ بما يناسبه:
يكون الشغل الذي تبذله قوة الاحتكاك  ................................ دائما.
        علل لما يأتي:
-  الشغل المبذول من وزن السيارة عندما تتحرك على طريق أفقي يساوي صفر!

يحسب الشغل المبذول من قوة متغيرة من التمثيل البياني للقوة والإزاحة .            تطبيق          أكمل الفراغ بما يناسبه:
1-  في حالة وجود قوة متغيرة كما في الشكل:
     فان الشغل يساوي ...........................
2    - المساحة تحت المنحنى ( القوة – الإزاحة ) تساوي عدديا
      ............... المبذول في تحريك الجسم
        في الشكل التالي:

 احسب الشغل الذي تبذله القوة ( ق ) على الجسم أثناء حركته من :
1- ف= صفر       إلى        ف= 30م
2- ف= صفر       إلى        ف= 40 م.

        يمثل الشكل التالي  منحنى (القوة – الإزاحة) لجسم يتحرك  على المحور الأفقي. مقدار الشغل الكلي المبذول يساوي :

أ- صفر .    ب- 25 جول .    جـ-  225جول.   د-  800جول.
يتعرف على شغل الجاذبية الأرضية.          تذكر           أكمل الفراغ بما يناسبه:
-  عندما يتحرك جسم في مجال الجاذبية الأرضية, فان قوة الجاذبية تبذل عليه شغلا يعطى بالعلاقة ..........................
يستنتج الحالات التي تندرج تحت مفهوم شغل الجاذبية الأرضية.    تحليل          أكمل الفراغ بما يناسبه:
 1- الشغل الذي تبذله قوة الجاذبية الأرضية على السيارة عندما تتحرك على طريق أفقي يساوي ..........
2- يعتمد الشغل المبذول ضد الجاذبية الأرضية على ......................................
3- تكون إشارة الشغل سالبة إذا كانت القوة المؤثرة على الجسم .................................
4- يكون الشغل مساويا صفر عندما تكون الزاوية بين القوة والإزاحة تساوي ............ درجة.
يستنتج الطالب الحالات التي يكون فيها الشغل مساويا للصفر.
يحسب شغل  قوة ثابتة رياضيا.       تحليل

تطبيق          يكون الشغل مساويا صفر في 3 حالات. اذكرها.
        أثرت قوة مقدارها 30 نيوتن علي جسم فحركته مسافة أفقية مقدارها 15 م. احسب الشغل المبذول إذا كانت:
    أ) الإزاحة بنفس اتجاه القوة المؤثرة.
    ب)الإزاحة تصنع زاوية قياسها  o 60مع اتجاه القوة المؤثرة.
    ج) الإزاحة عمودية علي اتجاه القوة المؤثرة.
    د) الإزاحة تصنع زاوية قياسها   o 180مع اتجاه القوة المؤثرة.
يوضح العلاقة الخطية بين القوة المؤثرة في نابض والاستطالة الحادثة فيه .         تحليل          ارسم بيانيا العلاقة بين القوة المؤثرة على نابض والاستطالة الحادثة فيه؟
        أكمل الفراغ بما يناسبه:
-  ميل الخط البياني الذي يمثل العلاقة بين القوة المؤثرة على نابض مرن والاستطالة الحادثة له يمثل .............................
        أجب ب ( صح ) أو ( خطأ )
- ميل منحنى ( القوة – الاستطالة ) يمثل الشغل المبذول في استطالة النابض.
يستنتج الصورة الرياضية للشغل المبذول على النابض.      فهم             من خلال علاقة (القوة – الاستطالة). استنتج الصورة الرياضية للشغل المبذول على النابض.
يحل مسألة حسابية على قوة الإرجاع.         تطبيق          يبلغ الطول الطبيعي لنابض 15 سم وثابت مرونته 150 نيوتن/م. ما القوة اللازمة لشده ليصير طوله 30 سم.
        أجب بـ (صح) أو (خطأ)
    2- اذا كان ثابت المرونة لنابض (50 نيوتن/م), فانه عندما يستطيل بمقدار ( 2سم)
     تكون قوة الإرجاع (-1) (        )
        اختر الإجابة الصحيحة:
- إذا كان ثابت المرونة لنابض مرن هو ( 30 نيوتن/م) فان الشغل المبذول في استطالته بمقدار (5 سم) يساوي بالجول :
1       -0,75 2        - 0,      3   - 1,5       4- 45
يعرف قوة الإرجاع.   تذكر           أكتب المصطلح العلمي:
- القوة اللازمة لإحداث وحدة الاستطالة (.......................)

يعرف مصطلح ( الطاقة ) , ويذكر وحدة قياسها.    تذكر           ما المقصود بالطاقة؟ وما وحدة قياسها؟
يعدد بعض أنواع الطاقة الموجودة في الطبيعة .      تذكر           أكمل الفراغ بما يناسبه:
- من أنواع الطاقة .............. و.................... و....................
يعبر عن الطاقة الحركية بالصورة الرياضية.         تذكر           عرف طاقة حركة الأجسام؟
        ماذا نقصد بقولنا أن طاقة الحركة لجسم تساوي (50 جول)
يوضح العلاقة بين طاقة حركة الجسم وكلا من كتلته وسرعته.      فهم             أكمل الفراغ بما يناسبه:
     -  تعطى طاقة حركة الجسم من خلال العلاقة .......................
     - تزداد الطاقة الحركية للجسم كلما ..................... كتلته
يحل مسائل حسابية على طاقة الحركة.       تطبيق          أجب ب ( صح ) أو ( خطأ ):
    - تتناسب الطاقة الحركية للجسم تناسبا طرديا مع مربع سرعته (        )
        اختر الإجابة الصحيحة:
أفضل خط  بياني يمثل العلاقة بين طاقة الحركة (طح) ومربع السرعة (ع2) التي يتحرك بها جسم هو:
أ) 
ب) 
جـ) 
د) 

يحل مسائل حسابية على طاقة الحركة.       تطبيق          كرة ساكنة كتلتها 2 كجم أثرت عليها قوة ثابتة حتى أصبحت سرعتها 5م/ث   فان مقدار التغير في طاقة حركتها تساوي ....................... جول
        اختر الإجابة الصحيحة :
- سيارة كتلتها 1000 كجم   وتمتلك طاقة حركة  40000جول   , فان سرعتها بوحدة ( م / ث ) تساوي :
1- 40       2- 80     3- 80             4-400
- جسم يسير بسرعة ( ع ) ويمتلك طاقة حركة مقدارها (طح). فإذا تضاعفت سرعة الجسم فإن طاقة حركته الجديدة تساوي:        أ-  طح         ب- 2 طح          جـ- 3 طح      د- 4 طح 
يستنتج نظرية الشغل والطاقة.         تحليل          اثبت أن ( ش = Δ طح )
يذكر نص نظرية ( الشغل والطاقة )           تذكر           اكتب نص نظرية الشغل والطاقة ؟
يعرف طاقة الوضع.            تذكر           ما المقصود بطاقة الوضع ؟
يستنتج العلاقة بين طاقة الوضع والبعد الرأسي عن سطح الأرض.           تحليل          أكمل الفراغ بما يناسبه:
-  تتناسب طاقة الوضع لجسم تناسبا .........مع بعده الرأسي عن سطح الأرض.
يحسب طاقة الوضع في النابض.      تطبيق          أثرت قوة على نابض فاستطال مسافة مقدارها 0.5  م. احسب طاقة الوضع المختزنة في النابض. علما بأن ثابت المرونة للنابض750 نيوتن/م.
يحل مسائل حسابية على نظرية الشغل والطاقة.      تطبيق          تحرك جسم كتلته 2كجم على أرض أفقية ملساء بواسطة قوة أفقية مقدارها 2 نيوتن مسافة 22م. استخدم نظرية الشغل والطاقة لحساب السرعة النهائية للجسم إذا كانت سرعته الابتدائية 10م/ث.
        اختر الإجابة الصحيحة:
     - إذا أثرت قوة على جسم ساكن كتلته  1كغم  فتحرك على سطح أملس حتى أصبحت سرعته 20م/ث, فإن       مقدار شغل هذه القوة يساوى:
أ- 400 جول           ب- 200جول          جـ- 20 جول             د- 10 جول
يعطي شكلا رياضيا للطاقة الميكانيكية.       تذكر           أكتب المصطلح العلمي:
     - مجموع طاقتي الحركة والوضع لجسم عند نقطة معينة  (                   )
يستنتج بعض خصائص الطاقة الميكانيكية لجسم .   تطبيق          أكمل الفراغ بما يناسبه:
     - الطاقة الميكانيكية الكلية لجسم متحرك في مجال منتظم تبقى .......................
        أجب بـ ( صح ) أو ( خطأ)
1- الطاقة الميكانيكية الكلية لجسم في مجال منتظم تتغير من نقطة إلى أخرى في مسار حركته (        )
2- إذا كان مقدار النقص في طاقة وضع جسم يسقط سقوطا حرا تساوي (5 جول), فان الزيادة في طاقة حركته تساوي (5 جول) (        )
يفسر بعض الظواهر المتعلقة بطاقتي الوضع والحركة.      تحليل          علل لما يأتي:
- عند قذف جسم رأسيا لأعلى فان مقدار الزيادة في طاقة وضعه يساوي مقدار النقصان في طاقته الحركية.
يحل مسائل حسابية على مبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية.        تطبيق          في الشكل المقابل: ينزلق جسم كتلته  1كجم على المنحنى مبتدئا عند النقطة (أ) من السكون. ما سرعته عند النقطة (ب) وما ارتفاعه (ف) عند النقطة جـ إذا وصل إليها بسرعة 2 م/ث بفرض أن الاحتكاك مهمل.







في الشكل التالي :
يعلق زنبرك ثابت مرونته 98 نيوتن/م بحيث تبقى نهايته
 السفلى حرة ويعلق بها جسم صغير كتلته 0,5 كجم
ويمسك باليد حتى لا يستطيل الزنبرك بتاتا.
ما أكبر مسافة يسقطها الجسم عند إفلاته؟
        اختر الإجابة الصحيحة:
عند قذف جسم رأسيا لأعلى فإن:
أ‌-       كلا من طاقة وضعه وطاقة حركته تتناقص.
ب‌-     طاقة وضعه تتناقص وطاقة حركته تزداد.
ج- كلا من طاقة وضعه وطاقة حركته تزداد.
د- طاقة وضعه تزداد وطاقة حركته تتناقص.
س/ في الشكل التالي:
        سقط حجر كتلته 3 كجم من السكون من سطح منزل
ارتفاعه 80 م بإهمال مقاومة الهواء و بمعلومية
 جـ = 10 م/ ث2 احسب في كل من النقاط ( أ, ب,ج)
الموضحة بالشكل:
1)      طاقة الحركة للجسم
2)      طاقة وضعه                                                   
3)      طاقته الكلية (الميكانيكية)
  - استنتج ماذا يحدث لكل من طاقة الوضع وطاقة الحركة أثناء السقوط.
يحدد العوامل التي تعتمد عليها طاقة الوضع الجذبي لجسم ما.                         أحد العوامل التالية لا تعتمد عليها طاقة الوضع الناشئة عن الجاذبية الأرضية لجسم ما:
أ) سرعته       ب) ارتفاعه عن سطح الأرض       ج) كتلته                      د) تسارع الجاذبية الأرضية
        طاقة الوضع المختزنة في نابض تساوي:
أ) أس            ب) 1/2 أس2      جـ) 1/2 ك ع2          د)  ك جـ ف
يعرف القدرة . تذكر           عرف القدرة
يسمي وحدة قياس القدرة .     تذكر           أكمل الفراغ بما يناسبه:
      -تقاس القدرة بوحدة ...................... وهي تكافئ .....................
يعطي تعريفا لـ ( الواط )      تذكر           ماذا نقصد بقولنا أن قدرة آلة = 1000 واط
يعطي الصيغة الرياضية لمعدل القدرة .       فهم             اكتب الصيغة الرياضية التي يتم من خلالها حساب معدل القدرة؟
يميز بين معدل القدرة والقدرة اللحظية من خلال المفهوم.   تحليل          قارن بين كلا من (معدل القدرة والقدرة اللحظية).
يحل مسائل متنوعة على القدرة .      تطبيق          أكمل الفراغ بما يناسبه:
     1-  آلة ترفع جسم وزنه (50 نيوتن) إلى ارتفاع (4م) خلال زمن مقداره (20ثانية) فان قدرة هذه       الآلة تساوي ................ واط.
2   - آلة قدرتها (50 واط), فإنها تبذل شغلا خلال (30 دقيقة) يساوي ............................جول.
    3- آلة تبذل شغلا قدره (800 جول) خلال ثانيتين, فان قدرة هذه الآلة تساوي ................... واط.
        اختر الإجابة الصحيحة:
1   - رافعة ترفع جسم كتلته (60) كجم إلى ارتفاع (1) متر من سطح الأرض خلال نصف دقيقة, فان قدرة الرافعة بوحدة الواط تساوي:   أ- 20             ب- 60           ج- 600            د- 30

يحل الطالب مسائل متنوعة على الشغل والطاقة.     تطبيق          سيارة كتلتها (600) كجم تسير بسرعة (20) م/ث فوق جبل يرتفع عن سطح الأرض (100) م احسب:
1- طاقة حركة السيارة.
2- طاقة وضع السيارة.
3- الطاقة الكلية للسيارة.
        كرة من الحديد كتلتها (3) كجم تسقط سقوطا حرا من فوق سطح عمارة ارتفاعها (15)م. احسب كل من :
1- طاقة الوضع للكرة عند سطح العمارة
2- طاقة حركة الكرة عند سطح الأرض
3- سرعة الكرة لحظة ارتطامها بالأرض
4- طاقة حركة الكرة على ارتفاع ( 10 ) م من سطح الأرض .
                           في الشكل المجاور: إذا كانت ك1 = 3 كغم ،  ك2= 2 كغم ، و المستوى أملس. احسب:
1) تسارع المجموعة
2 ) الشد في الخيط