حل اسئلة مختبر الفيزياء

القوة والكتلة

عينة بيانات

هذه القيم لانزلاق قطع خشب على سيراميك

التحليل

1. احسب متوسط الزمن ومتوسط المسافة لكل مجموعة بيانات، وسجلها في جدول البيانات.

ارجع إلى عينة البيانات.

2. احسب التسارع المتوسط لكل كتلة في أثناء انزلاقها باستخدام العلاقة a _A = -2Δd/(Δt)^​2. ماذا تلاحظ على قيم تسارع الكتل المختلفة؟

كما هو موضح في عينة البيانات. قيم التسارع متساوية تقريبًا.

3. احسب القوة المحصلة المؤثرة في كل كتلة في أثناء انزلاقها.

ارجع إلى عينة البيانات.

4. أنشئ الرسوم البيانية واستخدمها مثّل بيانيًّا العلاقة بين كتل القطعة الخشبية (على المحور الأفقي) والقوة المحصلة المؤثرة في كل منها (على المحور الرأسي).

5. لاحظ واستنتج ما نوع العلاقة التي حصلت عليها من الرسم البياني؟ ماذا تستنتج؟

العلاقة بين الكتلة والقوة المحصلة المؤثرة فيها في أثناء انزلاقها علاقة خطية طردية، كما يتضح من الرسم البياني. وهذا يعني أنه كلما زادت الكتلة زادت القوة المحصلة (قوة الاحتكاك) المؤثرة فيها.

الاستنتاج والتطبيق

1. فسر البيانات ما العلاقة بين كتلة القطعة الخشبية والتسارع الذي اكتسبته في أثناء انزلاقها؟

لا يوجد علاقة بين كتلة القطعة الخشبية والتسارع الذي اكتسبته، حيث يكون التسارع ثابتًا تقريبًا، ويعتمد على طبيعة السطحين المتلامسين في أثناء الانزلاق

2. استنتج ما العلاقة بين قوة الاحتكاك (القوة المحصلة) المؤثرة في القطعة الخشبية والتسارع المتوسط الذي تكتسبه؟ وضح إجابتك.

لا يوجد علاقة بين قوة الاحتكاك والتسارع المتوسط، حيث يكون التسارع ثابتًا تقريبًا.

3. استنتج ما العلاقة بين قوة الاحتكاك (القوة المحصلة) المؤثرة في القطعة الخشبية وكتلة القطعة؟

كلما زادت كتلة القطعة الخشبية زادت قوة الاحتكاك.

4. ما مصادر الخطأ في تجربتك؟

ستختلف الإجابات. إجابات محتملة: خطأ في قياس بداية الفترة الزمنية ونهايتها، خطأ في قياس المسافة، خطأ في عدم حركة الجسم في مسار مستقيم.

5. اشتق العلاقة الرياضية المعطاة في جزء التحليل.

باستخدام معادلة الحركة الأولى بتسارع ثابت

v _f = v _i + a Δt

بالتعويض عن v _f = 0

v _i = - aΔt

باستخدام معادلة الحركة الثالثة بتسارع ثابت

v_f² = v_i² + 2a Δd

بالتعويض عن v _f =0
v_i² = - 2a Δd

بالتعويض عن

v_i = - aΔt

$\begin{array}{r}(-a\mathrm{\Delta }t{)}^2=-2a\mathrm{\Delta }d\\ a=\frac{-2\mathrm{\Delta }d}{(\mathrm{\Delta }t{)}^2}\end{array}$

التوسع في البحث

هل تؤثر سرعة إطلاق القطعة الخشبية في القوة المحصلة المؤثرة فيها؟

لا، لا تؤثر سرعة قذف القطعة الخشبية في القوة المحصلة (قوة الاحتكاك) المؤثرة فيها؛ حيث تعتمد قوة الاحتكاك المؤثرة في القطعة الخشبية على طبيعة السطحين المتلامسين وكتلة القطعة الخشبية

الفيزياء في الحياة

بالاعتماد على نتائج هذه التجربة، هل يؤثر زيادة عرض إطار السيارة في قوة الاحتكاك المؤثرة فيه؟

لا، لا تؤثر زيادة عرض إطار السيارة في قوة الاحتكاك المؤثرة فيه؛ لأن قوة الاحتكاك لا تعتمد على مساحة السطحين المتلامسين.