1- ما الذي يملك زخما أكبر ؛ سيارة ساكنة أم زلاجة متحركة ؟
2- عندما تضرب كرة بقوة ما فإن السرعة المكتسبة من الكرة تكون أكبر عندما تكون الفترة الزمنية للتلامس أكبر ، لماذا ؟
3- لم تمد نحو الأمام عندما تكون مستعدا لالتقاط كرة سريعة ؟
4- لماذا يعد وضع خلفية اليدين على الحائط عند التقاط كرة ساقطة غير مفيد ؟
5- في الكاراتيه، لم تكون القوة المؤثرة لفترة قصيرة أكثر فائدة ؟
6- في الملاكمة، لماذا يكون الدوران مع الضربة مفيدا ؟
7- في أي ما يلي يكون التغير في الزخم أكبر ما يمكن ؟ (1) كرة ملتقطة، (2) كرة مقذوفة، (3) كرة التقطت قم قذفت إلى الخلف، في هذه الحالات جميعها افترض أن سرعة الكرة قبل التقاطها مباشرة تساوي سرعة الكرة بعد قذفها مباشرة
8- ما معنى القول إن الزخم (أو أي كمية) يكون محفوظا ؟
9- عندما تقذف قذيفة المدفع، فإن الزخم يكون محفوظا للنظام المكون من المدفع و القذيفة، هل يكون الزخم محفوظا لو لم يكن كمية متجهة ؟ اشرح.
10- تتدحرج العربة A بسرعة ما، و تصطد تصادما مرنا مع العربة B التي لها الكتلة نفسها، بعد التصادم، لوحظ أن العربة a قد توقفت، ما سرعة العربة B بعد التصادم مقارنة بالسرعة الابتدائية للعربة A ؟
11- متى تكون الطاقة أكثر وضوحا ؟
12- اذكر مثالا يكون فيه تأثير القوة في جسم ما غير مصحوب بشغل مبذول على ذلك الجسم.
13- أيهما يحتاج إلى شغل أكثر ؛ رفع 50 كجم مسافة عمودية 2م، أم رفع 25 كجم مسافة عمودية 4 م ؟
14- ترفع سيارة إلى الأعلى مسافة ما، و عليه فإنها تملك طاقة وضع بالنسبة إلى سطح الأرض، إذا رفعت ضعف تلك المسافة، فما طاقة الوضع التي تملكها ؟
15- رفعت سيارتان إلى الارتفاع نفسه برافعة محطة خدمات، إذا كانت كتلة إحداهما ضعف كتلة الأخرى، فقارن بين طاقتي وضعهما.
16- سيارة تتحرك بطاقة حركة، إذا تضاعفت سرمتها أربع مرات، فكم تكون طاقة حركتها مقارنة بالسابق ؟
17- بالمقارنة بسرعة ابتدائية، ما الشغل اللازم بذله من كوابح سيارة لإيقافها إذا كانت تسير بسرعة أربعة أضعاف سرعتها الابتدائية ؟ ما المسافة المقطوعة في هذه الحالة مقارنة بالمسافة المقطوعة عند سرعتها الابتدائية ؟
18- إذا دفعت عربة بقوة 100 نيوتن مسافة أفقية 10م، و بالافتراض أن قوة الاحتكاك بين العربة و الأرض ثابتة و تساوي 70 نيوتن، فما طاقة الحركة المكتسبة من العربة
19- ما مقدار طاقة حركة عمود مكبس المضخة عندما تنقص طاقة وضعه 10 كليوجول ؟
20- تفاحة معلقة على غصن، ذات طاقة وضع بسبب ارتفاعها، إذا سقطت التفاحة فماذا تصبح طاقتها : أ-قبل اصطدامها بالأرض مباشرة ؟ ب-عند اصطدامها بالأرض ؟
21- إذا رفع كيسان لهما الكتلة نفسها إلى المسافة نفسها، في الزمن نفسه، فقارن بين القدرة اللازمة لكل منهما ؟ ما القدرة اللازمة لرفع الكيس الأخف إلى المسافة نفسها في نصف الزمن مقارنة بالقدرة اللازمة للآخر ؟
22- هل يمكن للآلة مضاعفة : أ-القوة الداخلة ؟ ب-المسافة الداخلة ؟ ج-الطاقة الداخلة ؟ (إذا كانت إجابتك هي نفسها للثلاث فاطلب المساعدة، السؤال الأخير ذو أهمية خاصة).
23- إذا ضاعفت الآلة القوة أربع مرات، فما الكمية الأخرى التي تتناقص ؟ و ما مقدارها ؟
24- ما فاعلية الآلة المعجزة التي تحول الطاقة الداخلة جميعها إلى طاقة خارجية نافعة ؟
25- ما الذي يطرأ على نسبة الطاقة المستفادة عندما تتحول من شكل إلى آخر ؟
26- ما المصدر الأساس للطاقات المتولدة في وقود المتحجرات ؛ السدود و طواحين الهواء ؟
27- ما المصدر الأساس لطاقة الحرارة الجيولوجية ؟
28- هل صحيح إذا قلنا إن الهيدروجين مصدر جديد للطاقة ؟ اذكر السبب في حال كان الجواب بالإيجاب أو النفي.
29- لإيقاف ناقلة ضخمة ؛ يجب إيقاف محركها قبل نحو 25 كم من المرفأ، لماذا يكون من الصعب إيقاف تحويل مسار الناقلة الضخمة ؟
30- بدلالة دفع القوة و الزخم، لماذا تقلل و سائد الهواء في السيارات احتمالية الإصابة في الحوادث ؟
31- بدلالة دفع القوة و الزخم، لماذا تكون حبال النايلون القابلة للسحب بشكل واضح عند شدها ملائمة لتسلق الجبال ؟
32- الصلابة من مميزات العربات التي صنعت قديما، أما العربات الحديثة فقد صممت بحيث تتحطم عند اصطدامها، لماذا ؟
33- تم تجريب عربة فضية على الأرض عند سرعة 15 كم / ساعة، فإذا تحركت بالسرعة نفسها على القمر، فهل يكون زخمها، أ-أكبر ؟ ب-أقل ؟ ج-نفسه ؟
34- عندما تقوم برمي مجموعة من البيض على حائط فإنها تتكسر، و لكن إذا رميت البيض بالسرعة نفسها إلى صفيحة مدلاة فإنها لا تتكسر، اسرح سبب هذه مستعينا بالمفاهيم الواردة في هذا الفصل.
35- عندما يضرب الملاكم حقيبة ثقيلة لأكثر من ساعة، فإنه لا يشعر بالتعب، و لكنه يتعب بسرعة عندما يلاكم خصما لبضع دقائق، لماذا ؟ (مساعدة : عندما يوجه الملاكم قبضته للحقيبة، ما الذي يزود قوة الدفع اللازمة لإيقاف الضربات ؟ عندما يوجه الملاكم قبضته في اتجاه الخصم، ما الذي يزود قوة الدفع اللازمة لإيقاف الضربات التي لا تنجح ؟)
36- عندما تقذف كرة أفقيا و أنت تقف على أرضية زلقة، فإنك تتدحرج إلى الخلف بزخم يساوي زخم الكرة، هل تتدحرج نحو الخلف إذا أبقيت الكرة في يدك و مشيت معا في أثناء قذفها ؟ فسر اعتمادا على حفظ الزخم.
37- افترض أنك مقدمة زورق بطفو بالقرب من الشاطئ، ثم قفزت متوقعا أن تستقر على الشاطئ بسهولة، و لكن بدلا من ذلك سقطت في الماء، اشرح الموقف من خلال حفظ الزخم.
38- يرتدي شخص ملابسه كاملة، و يقف في وسط بركة على طبقة مادة عديمة الاحتكاك تماما، و عليه الوصول إلى الشاطئ، كيف يمكنه ذلك ؟ اشرح الموقف مستعينا بحفظ الزخم.
39- يقول صديقك : أن قانون حفظ الزخم لا ينطبق عند تدحرج كرة إلى أسفل تل بحيث تكسب زخما، ما ردك ؟
40- زخم حبة تفاح تسقط على الأرض غير محفوظ ؛ لأن قوة الجاذبية الخارجية تؤثر فيها، و لكن الزخم يكون محفوظا على المنظومة الأكبر، اشرح.
41- أسقط حجر من أعلى حافة بناء، حدد النظام الذي تكون محصلة زخمه صفرا خلال سقوط الحجر.
42- يهبط برونكو من طائرة عمودية (هليوكوبتر) و يلاحظ أن زخمه يزداد، هل هذا يتعارض مع حفظ الزخم ؟ اشرح.
43- لكي تقف كرة، هل تقوم بالتأثير فيها بدفع قوة ؟ هل تؤثر بدفع قوة لكي تلتقطها بالسرعة نفسها ؟ ما دفع القوة الذي تؤثر فيها بالمقارنة بالتقاطك الكرة، قم قذفها مباشرة مرة أخرى ؟ (تخيل نفسك على لوح تزلج).
44- في لعبة ما، يقفز البطل الأسطوري مباشرة نحو الأسفل عن جسر تجاه قارب صغير يستمر في حركته دون تغير في سرعته، ما وجه التناقض مع الفيزياء هنا ؟
45- إذا دفع صديقك آلة جز العشب أربعة أضعاف المسافة التي دفعتها أنت، و لكن بنصف القوة، أيكما بذل شغلا أكثر ؟ و ما مقدار هذا الشغل الأكثر ؟
46- ما الذي يحتاج إلى شغل أكثر : سحب زنبرك شديد مسافة معينة، أم سحب زنبرك ضعيف للمسافة نفسها ؟ وضح إجابتك.
47- تسلق شخصان لهما الوزن نفسه سلما ؛ أكمل الأول التسلق في 30 ثانية، أما الآخر ففي 40 ثانية، من منهما بذل شغلا أكثر ؟ من الذي استخدم قدرة أكبر ؟
48- عندما تقذف من بندقية ذات أسطوانة أطول، فإن قوة تمدد الغاز تؤثر في القذيفة مسافة أطولـ ما تأثير ذلك في سرعة انطلاق القذيفة ؟ (ترى، لماذا تملك المدافع الطويلة المدى مثل تلك الأسطوانات الطويلة ؟).
49- كرتا البيسبول و الجولف لهما الزخم نفسه، أيهما تملك طاقة حركة أكبر ؟
50- عند أي نقطة من حركة البندول تكون طاقة الحركة K.E لكرة البندول أقصى ما يمكن ؟ و عند أي نقطة تكون طاقة وضعها أكبر ما يمكن، و متى تكون طاقة حركتها K.E نصف القيمة القصوى ؟ و ماذا عند قيمة طاقة وضعها PE ؟
51- لماذا تبذل قوة الجاذبية شغلا على سيارة تتحرك أسفل تل، في حين لا تبذل أي شغل عندما تتحرك على سطح مستو ؟
52- تقل طاقة وضع طفلة تلعب على ملعب تزلج بمقدار 1000 جول، إلا أن طاقة حركتها تزداد بمقدار 900 جول، ما الشكل الآخر للطاقة المتعلق بذلك ؟ ما مقداره ؟
53- إذا كانت كرتا جولف و تنس طاولة لهما طاقة الحركة نفسها، فإيهما ذات سرعة أكبر ؟ اشرح من خلال تعريف طاقة الحركة، و بالمثل في خليط غازي يحوي جزيئات ثقيلة و أخرى خفيفة لها متوسط طاقة الحركة نفسه، أي الجزيئات لها سرعة أكبر ؟
54- هل تحرق السيارة بنزينا أكثر عندما تكون أنوارها مضاءة ؟ و عموما هل يتأثر استهلاك البنزين فيما لو كان محرك السيارة يعمل و الأنوار مضاءة ؟ وضح إجابتك.
55- يبدو هذه و كأنه سؤال فيزيائي نموذجي يسهل الإجابة عنه : ما القوة التي يرتطم بها حجر وزنه 10 نيوتن بالأرض عندما يسقط من السكون من ارتفاع 10 م ؟ في الحقيقة، لا يمكن الإجابة عن السؤال من دون معلومات إضافية، ما هذه المعلومات، و لماذا ؟
56- عند عدم وجود مقاومة هواء، فإن الكرة المقذوفة عموديا إلى الأعلى بطاقة حركة KE ابتدائية تعود إلى مستواها الأصلي بطاقة الحركة KE ابتدائية تعود إلى مستواها الأصلي بطاقة الحركة KE نفسها، أم أقل، أم أكثر منها ؟ هل تتعارض إجابتك مع قانون حفظ الطاقة ؟ 29. إذا كانت على سطح بناء و قذفت كرتين : الأولى نحو الأسفل في اتجاه الأرض ة الأخرى نحو الأعلى، فإن الكرة الثانية تصعد قم تهبط و تصطدم بالأرض، بإهمال مقاومة الهواء، و بافتراض أن سرعة قذف الكرة إلى الأعلى و الأسفل هي نفسها، فكيف يمكن مقارنة سرعة اصطدام كلتا الكرتين بالأرض ؟ (استعن بفكرة حفظ الطاقة.)
57- إذا كانت على سطح بناء و قذفت كرتين : الأولى نحو الأسفل في اتجاه الأرض و الأخرى نحو الأعلى، فإن الكرة الثانية تصعد قم تهبط و تصطدم بالأرض، بإهمال مقاومة الهواء، و بافتراض أن سرعة قذف الكرة إلى الأعلى و الأسفل هي نفسها، فكيف يمكن مقارنة سرعة اصطدام كلتا الكرتين بالأرض ؟ (استعن بفكرة حفظ الطاقة.)
58- عندما يؤثر سائق سيارة في الكوابح بحيث تتحرك السيارة إلى أسفل تل بسرعة ثابتة و طاقة حركة ثابتة، فإن طاقة وضعها تتناقص، أين ذهبت هذه الطاقة ؟ أين تظهر هذه الطاقة في سيارة هجينة (هايبرد) ؟
59- هل يمكن لشيء ما أن يملك طاقة دون أن يملك زخما ؟ اشرح. و في المقابل، هل يمكن لشيء ما أن يملك وخما دون أن يملك طاقة ؟ اشرح.
60- إذا تضاعفت كتلة جسم متحرك دون تغير سرعته، فكم يتضاعف زخمه ؟ و كم تتضاعف طاقة حركته ؟
61- عندما تتضاعف سرعة جسم متحرك فكم يتضاعف زخمه ؟ و كم تتضاعف طاقة حركته ؟
62- أي الكرتين لها زخم أكبر : كرة كتلتها 1 كجم و تتحرك بسرعة 2 م / ث، أم كرة كتلتها 2 كجم و تتحرك بسرعة 1 م / ث ؟ أي منهما تملك طاقة حركة أكبر ؟
63- قطعتان طينيتان لهما زخم متساو في المقدار و متعاكس، اصطدمتا تصادما رأسيا مرنا و توقفتا، هل الزخم محفوظ ؟ هل طاقة الحركة محفوظة ؟ لماذا يتفق جوابك أو يختلف ؟
64- إذا كانت فاعلية محرك سيارة % 100، و تحول طاقة الوقود كلها إلى شغل، هل هذه يؤدي إلى سخونة المحرك عند لمسه ؟ هل هنالك طاقة تتسرب إلى هواء المحيط ؟ فهل يؤدي هذا إلى ضجيج ؟ هل يؤدي هذا إلى اهتزاز ؟ أهناك أي جزء من الوقود غير مستخدم ؟
65- لمحاربة عادات الإسراف، غالبا ما نتكلم عن "حفظ الطاقة" و التي من خلالها نقوم بإطفاء الأنوار و إغلاق مصدر الماء الساخن عند عدم الحاجة إليهما بحيث يربط هذا المصدر مع منظم حراري مناسب. و في هذا الفصل ناقشنا "حفظ الطاقة"، ميز بين هذه الاستخدامات.
66- يدعي صديقك أن هناك طريقة لتسخين نوعية هواء المدينة في وجود إشارات ضوئية متزامنة تساعد على حركة السيارات مسافات طويلة بسرعة ثابتة، ما المبدأ الفيزيائي الذي يدعم هذا الادعاء ؟
67- تأتي الطاقة التي تلزمنا لكي نعيش من اختزان طاقة الوضع في الغذاء بشكل كيميائي، و التي تتحول إلى أشكال أخرى من الطاقة خلال العمليات الحيوية، ماذا يحدث للشخص الذي مجموع شغله و طاقته الناتجة أقل من الطاقة التي يستهلكها ؟ هل يمكن لشخص قليل التغذي أن ينتج شغلا إضافيا دون غذاء إضافي ؟ وضح إجاباتك.
68- ادرس جهاز الكرات المتأرجحة، إذا رفعت كرتان و تركتا فإن الزخم يكون محفوظا إذا دفعت كرتان نحو الجهة الأخرى و بسرعة الكرات نفسها، كما أن الزخم يكون محفوظا أيضا إذا دفعت كرة واحدة بضعف السرعة، اشرح لماذا لا يمكن حدوث ذلك.
69- تتدحرج كرة 8 كجم بسرعة 2 م / ث فاصطدمت بوسادة و توقفت خلال 0.5 ث. (أ) و بين أن القوة المؤثرة من الوسادة في الكرة 32 نيوتن، (ب) ما القوة المؤثرة من الكرة في الوسادة ؟
70- تتحرك سيارة بسرعة 25 م / ث، اصطدمت بحائط و توقفت خلال 0.1 ث، بين أن متوسط القوة المؤثرة في أنموذج تجريبي كتلته 75 كجم مربوط بحزام امان أكثر من 18.000 نيوتن.
71- افترض أن كرة ببيسبول كتلتها 0.15 كجم، و تتحرك بسرعة 40 م / ث، عندما علقت بمروحة، (أ) بين أن دفع القوة المزود و اللازم لإيقاف الكرة هو 6 نيوتن، ثانية. (ب) إذا توقفت الكرة خلال 0.03 ثانية، فبين أن متوسط القوة من الكرة على يد من التقطها هو 200 نيوتن
72- كتلة جودي (Judy) 40 كجم، و يجلس على جليد زلق، يلتقط كلبة آتي (Atti) الذي كتلته 15 كجم و كان يتحرك بسرعة 3 م / ث، استخدم قانون حفظ الزخم لإثبات أن سرعة جودي و كلبه بعد الالتقاط 0.8 م / ث.
73- تزن عربة ذات محلاك ديزل أربعة أضعاف وزن سيارة، انزلقت نفسها، كما أن الزخم يكون محفوظا أيضا إذا دفعت كرة واحدة يضعف السرعة، اشرح لماذا لا يمكن حدوث ذلك.
74- تقابل رائد فضاء خارق القوة في الفضاء الخارجي مع كوكب صغير و اصدم به بسرعة 800 م / ث كسرعة طلقة، تبلغ كتلة الكوكب آلف أضعاف كتلة الرجل، و قد لوحظ عن بعد أن الرجل كان سكانا بعد التصادم، آخذا في الحسبان مفاهيم الفيزياء، بين أن سرعة الارتداد يجب أن تكون 800.000 م /ث.
75- بيلي فولب (Belly-Flop) يقفز منفوق برج إلى بركة سباحة أسفل منه، إن طاقة وضعه عند النقطة التي غطس منها هي 10.000 جول، بين أنه عندما تصبح طاقة وصعه 2000 جول، فإن طاقة حركته ستكون 8000 جول.
76- استخدمت رافعة لرفع جمل ثقيل، عندما تؤثر قوة 50 نيوتن على إحدى نهايتي الرافعة نحو الأسفل و المسافة 1.2 م، فإن الناهية الأخرى للرافعة سترتفع 0.2 م، بين أن وزن الحمل يساوي 300 نيوتن.
77- لرفع بيانو وزنه 5000 نيوتن باستخدام نظام البكرات، لاحظ رافعو البيانو أنه لكل 2 م هبوط في حبال البكرات يرتفع البيانو مسافة 0.2 م، بين أن القوة اللازمة لرفع البيانو هي 500 نيوتن.
78- ما القدرة التي يستهلكها رافع أوزان عندما يرفع أثقالا كتلتها 50 كجم مسافة عمودية 1.2 م في زمن 1.5 ثانية ؟
79- قوة الكبح اللازمة لإيقاف سيارة كتلتها m و تتحرك بسرعة v في زمن t. (أ) ابدأ بالعلاقة بين دفع القوة و الزخم لإثبات أن قوة الكبح هي mv/t (ب) كتلة سيارة 1200 كجم و سرمتها الابتدائية 25 م / ث، بين أن قوة الكبح اللازمة لإيقافها في 12 ثانية هي 1500 نيوتن.
80- عربة تسوق مليئة بالمواد كتلتها m و تتحرك أسفل ممر بسرعة v، توقفت العربة تحت تأثير قوة ثابتة. (أ) استخدم علاقة دفة القوة و الزخم لإثبات أن الزمن اللازم لإيقاف العربة هو mv/F. (ب) إذا كان مجموع كتلة العربة 20 كجم، و سرعتها الابتدائية 3 م /ث، و قوة الإيقاف 15 نيوتن، فبين أن زمن التوقف هو 4 ث. (ج) بين أن طاقة الحركة الابتدائية للعربة المحملة للمواد كانت 90 جول.
