حلول الأسئلة

السؤال

تسير سيارة بسرعة منتظمة قدرها 25m/s لمدة 10.0minثم ينفد منها الوقود فيسير السائق على قدميه في الاتجاه نفسه بسرعة 1.5m/s مدة 20.0min ليصل إلى أقرب محطة وقود وقد استغرق السائق 2.0min لملء جالون من البنزين، ثم سار عائداً إلى السيارة بسرعة 1.2m/s وأخيراً تحرك بالسيارة إلى البيت بسرعة 25m/s في اتجاه معاكس لاتجاه رحلته الأصلية.

ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) معتمداً الثانية s وحدة للزمن.

ارسم منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

الحل

منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

شاهد حلول جميع الاسئلة

حل المسائل التدريبية

الفصل الثالث: الحركة المتسارعة

3-2 الحركة بتسارع ثابت

مسائل تدريبة

18. تتدحرج كرة جولف إلى أعلى تل في اتجاه حفرة الجولف افترض أن الاتجاه نحو الحفرة هو الاتجاه الموجب وأجب عما يأتي:

a. إذا انطلقت كرة الجولف بسرعة 2.0m/s، وتباطأت بمعدل ثابت 0.50m/s2 فما سرعتها بعد مضي 2s؟

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row cell v subscript straight f equals v subscript 1 plus a t equals 2.0 straight m divided by straight s plus begin italic style stretchy left parenthesis straight minus straight 0.50 straight m straight divided by straight s to the power of straight 2 stretchy right parenthesis end style left parenthesis 2.0 straight s right parenthesis equals 10 straight m divided by straight s end cell end table

b. ما سرعة كرة الجولف إذا استمر التسارع الثابت مدة 6.0s؟

Error converting from MathML to accessible text.

c. صف حركة كرة الجولف بالكلمات، ثم باستخدام نموذج الجسيم النقطي.

تقل سرعة كرة الغولف بتسارع 0.5m/s2 لمدة 4s حتى تتوقف ثم تهبط التلة بتسارع بنفس التسارع الذي صعدت به.

19. تسير حافلة بسرعة 30.0km/h، فإذا زادت سرعتها بمعدل ثابت مقداره 3.5m/s فما السرعة التي تصل إليها الحافلة بعد مضي 6.8s؟

v subscript straight f equals v subscript straight i plus aΔ t equals 30 plus 3.5 cross times 6.8 equals 53.8 straight m divided by straight

20. إذا تسارعت سيارة من السكون بمقدار ثابت 5.5m/s2 فما الزمن اللازم لتصل سرعتها 28m/s؟

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row cell v subscript straight f equals v subscript 1 plus a t italic space italic rightwards double arrow t equals fraction numerator v subscript f italic minus v subscript italic 1 over denominator a end fraction equals fraction numerator italic 28 m italic divided by s italic minus italic 0.0 m italic divided by s over denominator italic 5.5 m italic divided by s to the power of italic 2 end fraction space equals 5.1 straight s italic space end cell end table

21. تتباطأ سيارة سرعتها 22m/s بمعدل ثابت مقداره 2.1m/s2. احسب الزمن الذي تستغرقه السيارة لتصبح سرعتها 3.0m/s.

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row cell v subscript straight f equals v subscript 1 plus a t italic rightwards double arrow t equals fraction numerator v subscript f italic minus v subscript italic 1 over denominator a end fraction equals fraction numerator 3.0 straight m divided by straight s minus 22 straight m divided by straight s over denominator negative 2.1 straight m divided by straight s squared end fraction space equals 9 times 0 straight s end cell end table

مسائل تدريبية

22. استخدم الشكل 11-3 لتعيين السرعة المتجهة لطائرة تتزايد سرعتها عند كل من الأزمنة الآتية:

الشكل 11-3

1.0s .a

v = 74m/s

2.0s .b

v = 78m/s

2.5s .c

v = 80m/s

23. تسير سيارة بسرعة منتظمة قدرها 25m/s لمدة 10.0minثم ينفد منها الوقود فيسير السائق على قدميه في الاتجاه نفسه بسرعة 1.5m/s مدة 20.0min ليصل إلى أقرب محطة وقود وقد استغرق السائق 2.0min لملء جالون من البنزين، ثم سار عائداً إلى السيارة بسرعة 1.2m/s وأخيراً تحرك بالسيارة إلى البيت بسرعة 25m/s في اتجاه معاكس لاتجاه رحلته الأصلية.

a. ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) معتمداً الثانية s وحدة للزمن.

إرشاد: احسب المسافة التي قطعها السائق إلى محطة الوقود لإيجاد الزمن الذي استغرقه حتى يعود إلى السيارة.

منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) للسيارة والسائق

المسافة التي قطعها السائق إلى محطة الوقود:

t equals d over v equals fraction numerator 1800 over denominator 1.2 end fraction equals 1500 straight s times d equals V t equals 1800 straight m equals 1.8 km

الزمن الذي استغرقه حتى يعود إلى السيارة:

t equals negative d over v equals fraction numerator 1800 straight m over denominator 1 times 2 straight m divided by straight s end fraction equals 1500 straight s equals 25 min

b. ارسم منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

24. يوضح الشكل 12-3 منحنى (الموقع - الزمن) لحركة حصان في حقل ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) المتوافق معه باستخدام مقياس الزمن نفسه.

مثال

الحل:

الحل

مسائل تدريبية

25. يتحرك متزلج بسرعة منتظمة 1.75m/s وعندما بدأ يصعد مستوى مائلاً تباطأت سرعته وفق تسارع ثابت 0.20m/s ما الزمن الذي استغرقه حتى توقف عند نهاية المستوى المائل؟

t equals fraction numerator v subscript straight f minus v subscript 1 over denominator a end fraction equals fraction numerator 0.0 straight m divided by straight s minus 1.75 straight m divided by straight s over denominator negative 0.20 straight m divided by straight s squared end fraction equals 8.8 straight s

26. تسير سيارة سباق في حلبة بسرعة 44m/s وتتباطأ بمعدل ثابت بحيث تصل سرعتها إلى 22m/s خلال s11 ما المسافة التي قطعتها السيارة خلال هذا الزمن؟

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell bold A equals fraction numerator V f minus V i over denominator straight capital delta t end fraction equals fraction numerator 22 minus 44 over denominator 11 end fraction equals negative 2 m divided by s squared end cell row cell bold d equals fraction numerator V f 2 minus V i 2 over denominator 2 a end fraction equals 363 space straight m end cell end table

27. تتسارع سيارة بمعدل ثابت من 15m/s إلى 25m/s لتقطع مسافة 125m ما الزمن الذي استغرقته السيارة لتصل إلى هذه السرعة؟

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell bold a equals fraction numerator V f 2 minus V i 2 over denominator 2 d end fraction equals 1.6 end cell row cell bold t subscript straight f equals fraction numerator V f minus V i over denominator a end fraction equals fraction numerator 25 minus 15 over denominator 1.6 end fraction equals 6.25 straight s end cell end table

28. يتحرك راكب دراجة هوائية وفق تسارع ثابت ليصل إلى سرعة مقدارها 7.5m/s خلال 4.5s. إذا كانت إزاحة الدراجة خلال فترة التسارع تساوي 19m فأوجد السرعة الابتدائية.

straight a equals v over t equals fraction numerator 7.5 over denominator 4.5 end fraction equals 1.667 space m divided by s squared

straight V subscript straight i superscript 2 equals straight V subscript straight f superscript 2 minus 2 aΔd equals left parenthesis 7.5 right parenthesis squared minus 2 cross times 1.6 cross times 19 equals fraction numerator negative 85 over denominator 12 end fraction straight m divided by straight s comma straight V subscript straight i equals 0.94 m divided by s square
29. يركض رجل بسرعة 4.5m/s مدة 15s ثم يصعد تلاً يتزايد ارتفاعه تدريجياً حيث تتباطأ سرعته بمقدار ثابت 0.05m/s2 مدة 90.0s حتى يتوقف أوجد المسافة التي ركضها.

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row space cell straight a equals fraction numerator 4.5 over denominator 15 cross times 60 end fraction equals 5 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space m divided by s squared end cell row space cell straight D equals straight d subscript straight f 1 plus straight d subscript straight f 2 equals 4300 straight m end cell end table

30. يتدرب خالد على ركوب الدراجة الهوائية حيث يدفعه والده فيكتسب تسارعاً ثابتاً مقداره 0.50m/s2 لمدة 0.6s ثم يقود خالد الدراجة بمفرده بسرعة 3.0m/s مدة 6.0s قبل أن يسقط أرضاً ما مقدار إزاحة خالد؟

إرشاد: لحل هذه المسألة ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) ثم احسب المساحة المحصورة تحته.

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell straight V subscript straight i equals a over t equals fraction numerator 0.5 over denominator 6 end fraction equals 1 over 12 end cell row cell straight A equals fraction numerator V f minus V i subscript i over denominator t end fraction equals fraction numerator 3 minus 0.083 over denominator 6 end fraction equals 0.486 end cell row cell straight d subscript straight f equals straight V subscript straight i straight t subscript straight f plus 1 half at subscript straight f superscript 2 equals 27 straight m end cell end table

31. بدأت ركوب دراجتك الهوائية من قمة تل ثم هبطت في اتجاه أسفل التل بتسارع ثابت 2.00m/s2 وعندما وصلت إلى أسفل التل كانت سرعتك قد بلغت 18.0m/s وواصلت استخدام دواسات الدراجة لتحافظ على هذه السرعة مدة 1.00s ما المسافة التي قطعتها عن قمة التل؟

T subscript 1 equals 1 over a equals 18 over 2 equals 9 space s

s Tf = T1+T2 = 9+1=10

straight D subscript straight f equals straight V subscript straight i straight t subscript straight f plus 1 half at subscript straight f superscript 2 equals 1160 space straight m

32. يتدرب حسن استعداداً للمشاركة في سباق ال 5.0km، فبدأ تدريباته بالركض بسرعة منتظمة مقدارها 4.3m/s مدة 19 min ثم تسارع بمعدل ثابت حتى اجتاز خط النهاية بعد مضي 19.4s ما مقدار تسارعه خلال الجزء الأخير من التدريب؟

السرعة المتجهه بدلالة الزمن

straight a equals fraction numerator 2 left parenthesis 5 cross times 1000 minus 40902 minus 4.3 cross times 19.4 right parenthesis over denominator 19.4 cross times 19.4 end fraction equals 0.077 space m divided by s squared

مشاركة الدرس

السؤال

تسير سيارة بسرعة منتظمة قدرها 25m/s لمدة 10.0minثم ينفد منها الوقود فيسير السائق على قدميه في الاتجاه نفسه بسرعة 1.5m/s مدة 20.0min ليصل إلى أقرب محطة وقود وقد استغرق السائق 2.0min لملء جالون من البنزين، ثم سار عائداً إلى السيارة بسرعة 1.2m/s وأخيراً تحرك بالسيارة إلى البيت بسرعة 25m/s في اتجاه معاكس لاتجاه رحلته الأصلية.

ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) معتمداً الثانية s وحدة للزمن.

ارسم منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

الحل

منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

حل المسائل التدريبية

الفصل الثالث: الحركة المتسارعة

3-2 الحركة بتسارع ثابت

مسائل تدريبة

18. تتدحرج كرة جولف إلى أعلى تل في اتجاه حفرة الجولف افترض أن الاتجاه نحو الحفرة هو الاتجاه الموجب وأجب عما يأتي:

a. إذا انطلقت كرة الجولف بسرعة 2.0m/s، وتباطأت بمعدل ثابت 0.50m/s2 فما سرعتها بعد مضي 2s؟

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row cell v subscript straight f equals v subscript 1 plus a t equals 2.0 straight m divided by straight s plus begin italic style stretchy left parenthesis straight minus straight 0.50 straight m straight divided by straight s to the power of straight 2 stretchy right parenthesis end style left parenthesis 2.0 straight s right parenthesis equals 10 straight m divided by straight s end cell end table

b. ما سرعة كرة الجولف إذا استمر التسارع الثابت مدة 6.0s؟

Error converting from MathML to accessible text.

c. صف حركة كرة الجولف بالكلمات، ثم باستخدام نموذج الجسيم النقطي.

تقل سرعة كرة الغولف بتسارع 0.5m/s2 لمدة 4s حتى تتوقف ثم تهبط التلة بتسارع بنفس التسارع الذي صعدت به.

19. تسير حافلة بسرعة 30.0km/h، فإذا زادت سرعتها بمعدل ثابت مقداره 3.5m/s فما السرعة التي تصل إليها الحافلة بعد مضي 6.8s؟

v subscript straight f equals v subscript straight i plus aΔ t equals 30 plus 3.5 cross times 6.8 equals 53.8 straight m divided by straight

20. إذا تسارعت سيارة من السكون بمقدار ثابت 5.5m/s2 فما الزمن اللازم لتصل سرعتها 28m/s؟

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row cell v subscript straight f equals v subscript 1 plus a t italic space italic rightwards double arrow t equals fraction numerator v subscript f italic minus v subscript italic 1 over denominator a end fraction equals fraction numerator italic 28 m italic divided by s italic minus italic 0.0 m italic divided by s over denominator italic 5.5 m italic divided by s to the power of italic 2 end fraction space equals 5.1 straight s italic space end cell end table

21. تتباطأ سيارة سرعتها 22m/s بمعدل ثابت مقداره 2.1m/s2. احسب الزمن الذي تستغرقه السيارة لتصبح سرعتها 3.0m/s.

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row cell v subscript straight f equals v subscript 1 plus a t italic rightwards double arrow t equals fraction numerator v subscript f italic minus v subscript italic 1 over denominator a end fraction equals fraction numerator 3.0 straight m divided by straight s minus 22 straight m divided by straight s over denominator negative 2.1 straight m divided by straight s squared end fraction space equals 9 times 0 straight s end cell end table

مسائل تدريبية

22. استخدم الشكل 11-3 لتعيين السرعة المتجهة لطائرة تتزايد سرعتها عند كل من الأزمنة الآتية:

الشكل 11-3

1.0s .a

v = 74m/s

2.0s .b

v = 78m/s

2.5s .c

v = 80m/s

23. تسير سيارة بسرعة منتظمة قدرها 25m/s لمدة 10.0minثم ينفد منها الوقود فيسير السائق على قدميه في الاتجاه نفسه بسرعة 1.5m/s مدة 20.0min ليصل إلى أقرب محطة وقود وقد استغرق السائق 2.0min لملء جالون من البنزين، ثم سار عائداً إلى السيارة بسرعة 1.2m/s وأخيراً تحرك بالسيارة إلى البيت بسرعة 25m/s في اتجاه معاكس لاتجاه رحلته الأصلية.

a. ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) معتمداً الثانية s وحدة للزمن.

إرشاد: احسب المسافة التي قطعها السائق إلى محطة الوقود لإيجاد الزمن الذي استغرقه حتى يعود إلى السيارة.

منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) للسيارة والسائق

المسافة التي قطعها السائق إلى محطة الوقود:

t equals d over v equals fraction numerator 1800 over denominator 1.2 end fraction equals 1500 straight s times d equals V t equals 1800 straight m equals 1.8 km

الزمن الذي استغرقه حتى يعود إلى السيارة:

t equals negative d over v equals fraction numerator 1800 straight m over denominator 1 times 2 straight m divided by straight s end fraction equals 1500 straight s equals 25 min

b. ارسم منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

منحنى (الموقع - الزمن) باستخدام المساحات تحت منحنى (السرعة المتجهة - الزمن).

24. يوضح الشكل 12-3 منحنى (الموقع - الزمن) لحركة حصان في حقل ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) المتوافق معه باستخدام مقياس الزمن نفسه.

مثال

الحل:

الحل

مسائل تدريبية

25. يتحرك متزلج بسرعة منتظمة 1.75m/s وعندما بدأ يصعد مستوى مائلاً تباطأت سرعته وفق تسارع ثابت 0.20m/s ما الزمن الذي استغرقه حتى توقف عند نهاية المستوى المائل؟

t equals fraction numerator v subscript straight f minus v subscript 1 over denominator a end fraction equals fraction numerator 0.0 straight m divided by straight s minus 1.75 straight m divided by straight s over denominator negative 0.20 straight m divided by straight s squared end fraction equals 8.8 straight s

26. تسير سيارة سباق في حلبة بسرعة 44m/s وتتباطأ بمعدل ثابت بحيث تصل سرعتها إلى 22m/s خلال s11 ما المسافة التي قطعتها السيارة خلال هذا الزمن؟

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell bold A equals fraction numerator V f minus V i over denominator straight capital delta t end fraction equals fraction numerator 22 minus 44 over denominator 11 end fraction equals negative 2 m divided by s squared end cell row cell bold d equals fraction numerator V f 2 minus V i 2 over denominator 2 a end fraction equals 363 space straight m end cell end table

27. تتسارع سيارة بمعدل ثابت من 15m/s إلى 25m/s لتقطع مسافة 125m ما الزمن الذي استغرقته السيارة لتصل إلى هذه السرعة؟

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell bold a equals fraction numerator V f 2 minus V i 2 over denominator 2 d end fraction equals 1.6 end cell row cell bold t subscript straight f equals fraction numerator V f minus V i over denominator a end fraction equals fraction numerator 25 minus 15 over denominator 1.6 end fraction equals 6.25 straight s end cell end table

28. يتحرك راكب دراجة هوائية وفق تسارع ثابت ليصل إلى سرعة مقدارها 7.5m/s خلال 4.5s. إذا كانت إزاحة الدراجة خلال فترة التسارع تساوي 19m فأوجد السرعة الابتدائية.

straight a equals v over t equals fraction numerator 7.5 over denominator 4.5 end fraction equals 1.667 space m divided by s squared

straight V subscript straight i superscript 2 equals straight V subscript straight f superscript 2 minus 2 aΔd equals left parenthesis 7.5 right parenthesis squared minus 2 cross times 1.6 cross times 19 equals fraction numerator negative 85 over denominator 12 end fraction straight m divided by straight s comma straight V subscript straight i equals 0.94 m divided by s square
29. يركض رجل بسرعة 4.5m/s مدة 15s ثم يصعد تلاً يتزايد ارتفاعه تدريجياً حيث تتباطأ سرعته بمقدار ثابت 0.05m/s2 مدة 90.0s حتى يتوقف أوجد المسافة التي ركضها.

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row space cell straight a equals fraction numerator 4.5 over denominator 15 cross times 60 end fraction equals 5 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space m divided by s squared end cell row space cell straight D equals straight d subscript straight f 1 plus straight d subscript straight f 2 equals 4300 straight m end cell end table

30. يتدرب خالد على ركوب الدراجة الهوائية حيث يدفعه والده فيكتسب تسارعاً ثابتاً مقداره 0.50m/s2 لمدة 0.6s ثم يقود خالد الدراجة بمفرده بسرعة 3.0m/s مدة 6.0s قبل أن يسقط أرضاً ما مقدار إزاحة خالد؟

إرشاد: لحل هذه المسألة ارسم منحنى (السرعة المتجهة - الزمن) ثم احسب المساحة المحصورة تحته.

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell straight V subscript straight i equals a over t equals fraction numerator 0.5 over denominator 6 end fraction equals 1 over 12 end cell row cell straight A equals fraction numerator V f minus V i subscript i over denominator t end fraction equals fraction numerator 3 minus 0.083 over denominator 6 end fraction equals 0.486 end cell row cell straight d subscript straight f equals straight V subscript straight i straight t subscript straight f plus 1 half at subscript straight f superscript 2 equals 27 straight m end cell end table

31. بدأت ركوب دراجتك الهوائية من قمة تل ثم هبطت في اتجاه أسفل التل بتسارع ثابت 2.00m/s2 وعندما وصلت إلى أسفل التل كانت سرعتك قد بلغت 18.0m/s وواصلت استخدام دواسات الدراجة لتحافظ على هذه السرعة مدة 1.00s ما المسافة التي قطعتها عن قمة التل؟

T subscript 1 equals 1 over a equals 18 over 2 equals 9 space s

s Tf = T1+T2 = 9+1=10

straight D subscript straight f equals straight V subscript straight i straight t subscript straight f plus 1 half at subscript straight f superscript 2 equals 1160 space straight m

32. يتدرب حسن استعداداً للمشاركة في سباق ال 5.0km، فبدأ تدريباته بالركض بسرعة منتظمة مقدارها 4.3m/s مدة 19 min ثم تسارع بمعدل ثابت حتى اجتاز خط النهاية بعد مضي 19.4s ما مقدار تسارعه خلال الجزء الأخير من التدريب؟

السرعة المتجهه بدلالة الزمن

straight a equals fraction numerator 2 left parenthesis 5 cross times 1000 minus 40902 minus 4.3 cross times 19.4 right parenthesis over denominator 19.4 cross times 19.4 end fraction equals 0.077 space m divided by s squared