1- حسب قانون نيوتن الثاني: إذا سقط حجر فإنه يجذب الأرض بقوة مساوية لقوة جذب الأرض له وفي الاتجاه المعاكس. شرح السؤال هذا السؤال يختبر فهمك العميق لقوانين نيوتن للحركة. النص يصف علاقة فعل ورد فعل بين جسمين (الحجر والأرض). أي من قوانين نيوتن الثلاثة يصف هذا النوع من التفاعل؟ ركز على اسم القانون المذكور في السؤال وقارنه بالمفهوم الموصوف. صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (خطأ).العبارة المذكورة في السؤال تصف بدقةقانون نيوتن الثالث، وليس الثاني. قانون نيوتن الثالث ينص على أن "لكل فعل رد فعل، مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه". قوة جذب الأرض للحجر (فعل) وقوة جذب الحجر للأرض (رد فعل) هما زوج من القوى المتساوية والمتعاكسة التي يؤثر بها كل جسم على الآخر.أماقانون نيوتن الثاني، فيصف العلاقة بين القوة المحصلة المؤثرة على جسم واحد وكتلته وعجلته، وصيغته الرياضية هي \( \vec{F}_{net} = m\vec{a} \).إذن، الخطأ في السؤال هو نسبة المفهوم الصحيح إلى القانون الخاطئ.للتفكير:لماذا لا نلاحظ حركة الأرض نحو الحجر الساقط، رغم أن الحجر يجذبها بنفس القوة التي تجذبه بها الأرض؟ فكر في العلاقة \( a = F/m \) وكيف تنطبق على كل من الحجر والأرض.(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، 1.4: أزواج القوى، صفحة 54)
2- الأجسام التي يمكن لها أن تبذل عند طرفيها على الأجسام المتصلة بها قوة اتجاهها إلى الخارج هي السلاسل. شرح السؤال فكر في طبيعة الأجسام المذكورة: الخيوط، الحبال، السلاسل، والقضبان. أي منها يمكن أن "يدفع" (قوة للخارج، أو ضغط) وأي منها يمكن فقط أن "يسحب" (قوة للداخل، أو شد)؟ هل يمكنك دفع شيء باستخدام سلسلة؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (خطأ).الخيوط والحبال والسلاسل هي أجسام مرنة يمكنها فقط أن تبذل قوةشد (Tension)، وهي قوة سحب تتجهللداخلعلى طول الخيط عند طرفيه. لا يمكنها أن تبذل قوة ضغط (دفع للخارج).الأجسام التي يمكنها أن تبذل قوة للخارج (ضغط) بالإضافة إلى قوة للداخل (شد) هيالقضبان (Rods)، لأنها صلبة.لذلك، العبارة خاطئة؛ فالقضبان هي التي يمكنها بذل قوة للخارج، وليس السلاسل.(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، 3.4: الخيوط والحبال والسلاسل والكبلات، صفحة 62)
3- عندما يمر خيط حول بكرة تدور حول محور ثابت وكان السطح خشناً فإن البكرة تدور مع الخيط. شرح السؤال تخيل خيطاً على بكرة. إذا كان سطح البكرة أملس تماماً، هل سيدور الخيط البكرة أم سينزلق فوقها؟ الآن، ماذا لو كان السطح خشناً؟ الاحتكاك بين الخيط والبكرة سيؤدي إلى "إمساك" الخيط بالبكرة. ماذا سيحدث للبكرة عندما يتحرك الخيط؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (صح).هذا الوصف دقيق. عندما يكون هناك احتكاك (سطح خشن) بين الخيط والبكرة، فإن حركة الخيط تؤدي إلى دوران البكرة معه. قوة الاحتكاك هي التي تنقل الحركة من الخيط إلى البكرة، مما يجعلها تدور.في المقابل:إذا كانت البكرة (أو الوتد)ملساء، فإن الخيط سينزلق فوقها دون أن يديرها، ويكون الشد متساوياً على طرفي الخيط.إذا كانت البكرةخشنة(أو لها كتلة ويجب أن تدور)، فإنها تدور مع الخيط، وهذا يتطلب أن يكون الشد غير متساوٍ على طرفي الخيط لتوفير العزم اللازم للدوران.(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، 4.4: الأوتاد والبكرات، صفحة 64)
4- معادلة حركة جسم موضوع داخل مصعد يتحرك لأسفل بعجلة تناقصية هي: شرح السؤال "عجلة تناقصية" تعني أن العجلة في عكس اتجاه السرعة. المصعد يتحرك "لأسفل" بعجلة "تناقصية"، هذا يعني أن العجلة اتجاهها "لأعلى". اكتب معادلة نيوتن الثاني للحركة الرأسية للجسم داخل المصعد، مع الأخذ في الاعتبار أن اتجاه العجلة \(a\) هو للأعلى. \(R=mg\) \(R=m(g-a)\) \(R=m(g+a)\) جميع الإجابات السابقة خاطئة الإجابة الصحيحة هي \(R=m(g+a)\).تحليل الحركة:اتجاه الحركة (السرعة):لأسفل.نوع العجلة:تناقصية (تباطؤ).اتجاه العجلة (a):يكون عكس اتجاه السرعة، أي أن اتجاه العجلةلأعلى.الآن نطبق قانون نيوتن الثاني على الجسم داخل المصعد، ولنعتبر الاتجاه الأعلى هو الموجب:القوى المؤثرة على الجسم هي:قوة رد الفعل من أرضية المصعد (قراءة الميزان) \(R\) لأعلى (+).وزن الجسم \(mg\) لأسفل (-).\[ \sum F = ma \] \[ R - mg = ma \] لاحظ أننا وضعنا \(ma\) بالموجب لأننا حددنا أن اتجاه العجلة \(a\) هو للأعلى (موجب).بإعادة ترتيب المعادلة: \[ R = mg + ma \] \[ R = m(g+a) \] وهذا يطابق الخيار (ج). هذه الحالة (هبوط بتباطؤ) تكافئ فيزيائياً حالة (صعود بتسارع).(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، تمارين 4-A، سؤال 4، صفحة 60)
