1- إذا قذف جسم رأسياً لأعلى بسرعة ابتدائية (u) ثم عاد لنفس النقطة التي قذف منها، فإن الزمن المستغرق لذلك هو \(\frac{u}{5}\). شرح السؤال هذا السؤال يختبر معرفتك بمعادلات الحركة الرأسية. الزمن الكلي للرحلة (صعوداً وهبوطاً) يتكون من زمن الصعود وزمن الهبوط. ما هو زمن الصعود لأقصى ارتفاع؟ وهل زمن الهبوط يساويه؟ اجمع الزمنين وقارن الناتج بالصيغة المعطاة. (ملاحظة: الرقم 5 في المقام هو ناتج قسمة عجلة الجاذبية على 2، أي \(g/2\)). صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (صح).التحليل:زمن الصعود (\(t_{up}\)):عند أقصى ارتفاع، تكون السرعة النهائية \(v=0\). باستخدام المعادلة \(v = u + at\), وباعتبار \(a = -g\), نحصل على: \(0 = u - gt_{up} \implies t_{up} = \frac{u}{g}\)الزمن الكلي (\(t_{total}\)):في حالة إهمال مقاومة الهواء، يكون زمن الصعود مساوياً لزمن الهبوط. إذًا، الزمن الكلي هو: \(t_{total} = t_{up} + t_{down} = \frac{u}{g} + \frac{u}{g} = \frac{2u}{g}\)باعتبار أن عجلة الجاذبية الأرضية \(g=10 \, \mathrm{m/s^2}\) (كما هو مذكور في رأس ورقة الامتحان)، فإن الزمن الكلي هو: \[ t_{total} = \frac{2u}{10} = \frac{u}{5} \] إذن، العبارة المذكورة في السؤال صحيحة تماماً بناءً على المعطيات.(الفصل الثالث: الحركة بفعل الجاذبية، 2.3: الأجسام المقذوفة إلى أعلى، صفحة 41)
2- تتحرك الأجسام بفعل الجاذبية بعجلة ثابتة تزايدية أو تناقصية. شرح السؤال فكر في حركة جسم يسقط لأسفل، ثم في حركة جسم يُقذف لأعلى. في الحالة الأولى، ماذا يحدث للسرعة؟ وفي الحالة الثانية، ماذا يحدث للسرعة؟ هل العجلة ثابتة في كلتا الحالتين؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (صح).عجلة الجاذبية (\(g\)) هي عجلة ثابتة (مقداراً واتجاهاً لأسفل).عندما يسقط الجسم لأسفل، تكون العجلة في نفس اتجاه الحركة، فتزداد سرعته. هنا توصف العجلة بأنهاتزايدية.عندما يقذف الجسم لأعلى، تكون العجلة في عكس اتجاه الحركة، فتقل سرعته. هنا توصف العجلة بأنهاتناقصية(أو تقصيرية).لذلك، العبارة صحيحة لأن عجلة الجاذبية الثابتة يمكن أن تكون تزايدية أو تناقصية حسب اتجاه الحركة.(الفصل الثالث: الحركة بفعل الجاذبية، 2.3: الأجسام المقذوفة إلى أعلى، صفحة 39)
3- عند قذف جسم لأعلى في عدم وجود مقاومة الهواء فإن القوة الوحيدة التي تؤثر عليه هي قوة الجاذبية. شرح السؤال هذا هو تعريف حركة المقذوفات في النموذج المثالي. ما هي القوى التي نهملها في هذا النموذج؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (صح).بعد أن يغادر الجسم اليد (أو أي أداة قذف)، وبإهمال مقاومة الهواء، فإن القوة الوحيدة المستمرة التي تؤثر عليه طوال مساره (صعوداً وهبوطاً) هي قوة الجاذبية الأرضية (وزنه)، والتي تتجه دائماً رأسياً لأسفل.(الفصل الثالث: الحركة بفعل الجاذبية، 2.3: الأجسام المقذوفة إلى أعلى، صفحة 39)
4- إذا قذف جسم إلى أعلى بسرعة ($20 \, \mathrm{m/s}$) فإن إزاحته بعد ($4 \, \mathrm{s}$) هي صفر. شرح السؤال 💡 رحلة الصعود والهبوط: كم يستغرق الجسم ليصل لأقصى ارتفاع؟ وكم ليعود؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: صحالمفهوم الفيزيائي: الإزاحة هي البعد المباشر عن نقطة الانطلاق، وتصبح صفراً إذا عاد الجسم لنفس النقطة.💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): الجسم يفقد $10 \, \mathrm{m/s}$ من سرعته كل ثانية. للوصول للصفر (أقصى ارتفاع) يحتاج ثانيتين. وللعودة يحتاج ثانيتين أخريين. المجموع 4 ثوانٍ، إذن يعود لمكانه وتكون الإزاحة صفراً.خطوات الحل:المعادلة: $S = ut + \frac{1}{2}gt^2$$S = (20 \times 4) + 0.5(-10)(4)^2 = 80 - 80 = 0$.الميكانيكا، الفصل الثالث: الحركة بفعل الجاذبية، الدرس 3-2، الصفحة: 40
