1- الشد في ساق الجر لجسمين يسحب أحدهما الآخر على مستوى مائل يعتمد على مقدار زاوية ميل المستوى. شرح السؤال فكر في القوى المؤثرة على الجسم المجرور. هل مركبة وزنه، التي تعتمد على زاوية الميل، تؤثر على القوة المحصلة عليه، وبالتالي على الشد اللازم لتحريكه؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (صح).عند تحليل القوى على الجسم المجرور على مستوى مائل، نجد أن معادلة حركته (باتجاه موازٍ للمستوى) تتضمن مركبة الوزن (\(mg\sin\theta\)).\[ T - mg\sin\theta - f = ma \]بما أن مركبة الوزن تعتمد بشكل مباشر على جيب زاوية الميل (\(\sin\theta\))، فإن أي تغيير في الزاوية سيغير من هذه المركبة، وبالتالي سيغير من قيمة الشد (\(T\)) اللازم لتحقيق عجلة معينة.سؤال:هل هناك حالة خاصة لا يعتمد فيها الشد على زاوية الميل؟ (تلميح: فكر في حالة السطح الأفقي).(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، 5.4: القوى الداخلية والخارجية، صفحة 73)
2- عندما يتكون جسم من جزأين كل منهما يتحرك بسرعة وعجلة واحدة يمكنك استخدام قانون نيوتن الثاني إما للجسم كاملاً أو لكل من الأجزاء منفصلة. شرح السؤال هذا السؤال يصف المنهجية المتبعة في حل مسائل الأنظمة المترابطة. هل هذه المنهجية صحيحة؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (صح).هذه العبارة تصف بدقة المنهجية الأساسية لحل مسائل الأنظمة المترابطة.تطبيق القانون على الجسم كاملاً:نستخدم \(\sum F_{\text{external}} = m_{\text{total}} a\). هذه الطريقة مفيدة لإيجاد عجلة النظام، حيث أن القوى الداخلية تلغي بعضها البعض.تطبيق القانون على كل جزء منفصل:نستخدم \(\sum F = ma\) على كل كتلة على حدة. هذه الطريقة ضرورية لإيجاد القوى الداخلية (مثل الشد أو قوى التلامس).كلا التطبيقين صحيحان ويعتمدان على قانون نيوتن الثاني.(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، 5.4: القوى الداخلية والخارجية، صفحة 69)
3- تتجه قوة الشد نحو الجسم المتصل بالخيط. شرح السؤال تخيل أنك تسحب صندوقاً بحبل. ما هو اتجاه القوة التي يؤثر بها الحبل على الصندوق؟ هل هي قوة دفع باتجاه الصندوق أم قوة سحب بعيداً عنه؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (خطأ).هذه العبارة خاطئة بناءً على التعريف القياسي للقوة التي يؤثر بها الخيط على الجسم.قوة الشد هي قوةسحب.عندما يجر خيط جسماً، فإن القوة التي يؤثر بها الخيط على الجسم يكون اتجاههاعلى امتداد الخيط ومبتعدة عن الجسم(أي نحو داخل الخيط).العبارة في السؤال تصف اتجاه القوة التي يؤثر بها الجسم على الخيط (رد الفعل)، وليس القوة التي يؤثر بها الخيط على الجسم، وهي التي تسبب حركته.مفهوم دقيق:من المهم التفريق بين زوجي الفعل ورد الفعل حسب قانون نيوتن الثالث.الفعل:الخيط يسحب الجسم (القوة بعيداً عن الجسم).رد الفعل:الجسم يسحب الخيط (القوة باتجاه الجسم).عند دراسة حركة الجسم، نهتم بالقوة المؤثرة عليه، وهي قوة السحب البعيدة عنه.(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، 3.4: الخيوط والحبال والسلاسل والكبلات، صفحة 62)
4- تجر سيارة كتلتها (M) مقطورة كتلتها (m) لأسفل هضبة مستقيمة تميل بزاوية (\(\alpha\)) مع الأفقي وقوى المقاومة \((P)\) و \((Q)\) تؤثر على السيارة والمقطورة على التوالي وقوة الدفع للسيارة (F). فإن عجلة الحركة: شرح السؤال طبق قانون نيوتن الثاني على النظام ككل. حدد جميع القوى التي في اتجاه الحركة (لأسفل المستوى) وجميع القوى التي في عكس اتجاه الحركة. اقسم القوة المحصلة على الكتلة الكلية. \(\displaystyle\frac{F-(P+Q)}{M+m}+g\sin\alpha\) \(\displaystyle\frac{F-(P+Q) + \sin\alpha}{M-m}\) \(\displaystyle\frac{(P+Q)-F}{M+m}\) \(\displaystyle g\sin\alpha - \frac{F+(P-Q)}{m}\) الإجابة الصحيحة هي (\(\displaystyle\frac{F-(P+Q)}{M+m}+g\sin\alpha\)).لنطبق قانون نيوتن الثاني على النظام ككل (\(F_{\text{net}} = m_{\text{total}}a\)).القوى في اتجاه الحركة (لأسفل المستوى):قوة الدفع للمحرك \(F\) + مركبة الوزن الكلية \((M+m)g\sin\alpha\).القوى في عكس اتجاه الحركة:مجموع قوى المقاومة \((P+Q)\).القوة المحصلة:\(F_{\text{net}} = F + (M+m)g\sin\alpha - (P+Q)\).الكتلة الكلية:\(m_{\text{total}} = M+m\).\[ (M+m)a = F + (M+m)g\sin\alpha - (P+Q) \]بقسمة الطرفين على \((M+m)\):\[ a = \frac{F - (P+Q)}{M+m} + g\sin\alpha \]وهذا يتطابق مع الخيار الصحيح.(الفصل الرابع: قانون نيوتن الثالث، 5.4: القوى الداخلية والخارجية، صفحة 73)
