الإجابة الصحيحة: صح

المفهوم الفيزيائي: انعدام القوة المؤثرة يعني أن الجسم يتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم. إذا كان يتحرك على سطح الأرض الأفقية، فإن طاقة وضعه التثاقلية تنعدم ($PE = 0$)، بينما يمتلك طاقة حركة بسبب سرعته ($KE = \frac{1}{2}mv^2$).

⚠️ انتبه (Trick): انعدام القوة لا يعني انعدام السرعة، بل ثباتها.

الإجابة الصحيحة: $75 \, \mathrm{J}$

المفهوم الفيزيائي: طاقة الوضع التثاقلية تُحسب من خلال البعد الرأسي ($h$). في المستوى المائل، يُحسب الارتفاع بضرب المسافة في جيب الزاوية.

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): الارتفاع الرأسي هو الوتر مضروباً في $\sin 30^\circ$ (الذي هو نصف). إذن الارتفاع = $1.5 \, \mathrm{m}$. الطاقة = $5 \times 10 \times 1.5 = 75 \, \mathrm{J}$.

خطوات الحل:

• $h = S \sin \theta = 3 \times 0.5 = 1.5 \, \mathrm{m}$.
• $PE = mgh = 5 \times 10 \times 1.5 = 75 \, \mathrm{J}$.

⚠️ انتبه (Trick): التعويض بالمسافة المائلة ($3 \, \mathrm{m}$) بدلاً من الارتفاع ينتج خطأً شائعاً ($150 \, \mathrm{J}$).

الإجابة الصحيحة: $600 \, \mathrm{J}$

المفهوم الفيزيائي: طاقة الوضع تعتمد على الارتفاع ($h$) عن سطح الإسناد (الأرض).

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): الارتفاع المتبقي هو $25 - 10 = 15$ متراً. طاقة الوضع هي الارتفاع المتبقي مضروباً في الوزن. $15 \times 40 = 600$ جول.

خطوات الحل:

• الارتفاع المتبقي عن الأرض: $h = 25 - 10 = 15 \, \mathrm{m}$.
• طاقة الوضع: $PE = mgh = 4 \times 10 \times 15 = 600 \, \mathrm{J}$.

⚠️ انتبه (Trick): التعويض بـ 10 أمتار مباشرة يعطيك طاقة الحركة المكتسبة ($400 \, \mathrm{J}$)، وليس طاقة الوضع المتبقية.

الإجابة الصحيحة: $2 \, \mathrm{m/s}$

المفهوم الفيزيائي: عند أقصى زاوية، يمتلك البندول طاقة وضع قصوى وطاقة حركة صفر. عند أدنى نقطة، تتحول طاقة الوضع بالكامل إلى طاقة حركة.

خطوات الحل:

• الارتفاع الساقط $h = L - L \cos \theta = 1.5(1 - \cos 30^\circ) = 1.5(1 - 0.866) \approx 0.201 \, \mathrm{m}$.
• من قانون حفظ الطاقة: $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 10 \times 0.201} = \sqrt{4.02} \approx 2.0 \, \mathrm{m/s}$.