الإجابة الصحيحة: خطأ

المفهوم الفيزيائي: عندما تسير سيارة بسرعة ثابتة على أرض أفقية، فإن طاقة حركتها لا تتغير (لأن السرعة ثابتة) وطاقة وضعها لا تتغير (لأن الارتفاع ثابت). في هذه الحالة، الشغل الذي يبذله المحرك لا يُخزن كطاقة (لا تستفيد منه السيارة)، بل يُستهلك بالكامل في التغلب على قوى المقاومة مثل الاحتكاك ومقاومة الهواء.

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): بمجرد أن تقرأ "سرعة ثابتة" و "أرض أفقية"، استنتج فوراً أن طاقة السيارة لا تتغير. بما أن الطاقة لا تتزايد، فلا توجد "استفادة" من الشغل على شكل طاقة مخزنة.

خطوات الحل:

• السرعة ثابتة $\Rightarrow$ التغير في طاقة الحركة = صفر.
• الأرض أفقية $\Rightarrow$ التغير في طاقة الوضع = صفر.
• النتيجة: الشغل المبذول من المحرك = الشغل المبذول ضد المقاومة.

⚠️ انتبه (Trick): كلمة "تستفيد" تعني أن الشغل يتحول إلى طاقة مخزنة.

الإجابة الصحيحة: خطأ

المفهوم الفيزيائي: عندما يكون الحبل غير قابل للتمدد، فإن أي إزاحة يقطعها الجسم الأول تقابلها نفس الإزاحة للجسم الثاني. وبالتالي، فإن مقدار السرعة ومقدار العجلة يكون متساوياً لكلا الجسمين المربوطين في طرفي الحبل.

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): الخيط لا يتمطط؛ هذا يعني أن أي حركة لأحد الطرفين تنعكس تماماً على الآخر، لذا مستحيل أن يمتلك أحدهما عجلة تختلف عن الآخر.

خطوات الحل:

• بما أن الحبل غير قابل للتمدد ويمر على بكرة ملساء.
• إذن: مقدار عجلة الدلو الفارغ = مقدار عجلة الدلو المعبأ.

⚠️ انتبه (Trick): قد يظن الطالب أن الكتلة الأثقل تمتلك عجلة أكبر، ولكن النظام مرتبط ببعضه.

الإجابة الصحيحة: خطأ

المفهوم الفيزيائي: قوة الاتصال العمودية ($R$) هي قوة رد الفعل التي يبذلها السطح. على السطح المائل، الوزن ($W$) يؤثر رأسياً لأسفل، وبالتالي المركبة العمودية للوزن على السطح هي ($W \cos \theta$).

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): تخيل أنك تميل السطح حتى يصبح رأسياً (كحائط)، هل سيضغط الجسم على الحائط بوزنه؟ لا. هذا يؤكد أن قوة الاتصال تقل بزيادة الميل ولا تساوي الوزن الكامل.

خطوات الحل:

• الوزن = $W$ (عمودياً على الأرض).
• مركبة الوزن العمودية على السطح المائل = $W \cos \theta$.
• بالتالي: $R = W \cos \theta$.

الإجابة الصحيحة: صح

المفهوم الفيزيائي: على الرغم من أن التعريف الأساسي للقدرة هو معدل بذل الشغل بالنسبة للزمن، إلا أنه يمكن حساب "القدرة اللحظية" لجسم يتحرك بتسارع (سرعة غير منتظمة) عند أي لحظة زمنية عن طريق حاصل ضرب القوة المؤثرة في سرعته اللحظية في تلك اللحظة ($P = Fv$).

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): العلاقة الرياضية للقدرة هي القوة $\times$ السرعة. هذا القانون يصف حالة الجسم في أي "لقطة" زمنية. طالما لدينا قيمة للقوة وقيمة للسرعة في لحظة ما، يمكننا حساب القدرة، سواء كانت السرعة ستتغير في اللحظة التالية (غير منتظمة) أو ستبقى ثابتة.

⚠️ انتبه (Trick): من الأخطاء الشائعة جداً الاعتقاد بأن القانون ($P = Fv$) يُطبق فقط عندما تكون السرعة ثابتة (لأنه مستنتج من المسافة على الزمن). الكتاب المدرسي نص صراحة على صحة هذا التعميم للسرعات غير المنتظمة.

الميكانيكا، الفصل الخامس: الشغل والطاقة والقدرة، الدرس 5-5، الصفحة: 82