1- عندما تكون القوة غير ثابتة تستطيع استخدام قاعدة الشغل - الطاقة. شرح السؤال هل تقتصر قاعدة الشغل-الطاقة على الحالات البسيطة فقط؟ أم أنها مبدأ عام يمكن تطبيقه في حالات أكثر تعقيداً، مثل عندما تتغير القوة أثناء حركة الجسم؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (صح).قاعدة الشغل-الطاقة هي مبدأ فيزيائي أساسي وعام جداً. على الرغم من أننا نطبقها في المنهج على حالات القوة الثابتة لتبسيط الحسابات، إلا أنها صالحة تماماً حتى لو كانت القوة متغيرة.في الحالات المتقدمة، يتم حساب الشغل المبذول بواسطة قوة متغيرة باستخدام التكامل، لكن المبدأ نفسه (الشغل الكلي = التغير في طاقة الحركة) يبقى صحيحاً.مفهوم:تعتبر مبادئ الطاقة (مثل بقاء الطاقة وقاعدة الشغل-الطاقة) من أقوى الأدوات في الفيزياء لأنها تسمح بتحليل الأنظمة المعقدة دون الحاجة إلى معرفة تفاصيل القوى اللحظية.(الفصل الخامس: الشغل والطاقة والقدرة، 2.5: بعض التعميمات، صفحة 77)
2- الشغل والطاقة لهما نفس المفهوم. شرح السؤال هل الشغل والطاقة شيئان متطابقان، أم أن أحدهما يصف عملية والآخر يصف خاصية؟ فكر في نظرية الشغل-الطاقة. صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (خطأ).على الرغم من أن الشغل والطاقة لهما نفس وحدة القياس (الجول)، إلا أنهما مفهومان مختلفان:الطاقة (Energy):هي خاصية يمتلكها الجسم أو النظام، وتمثل القدرة على بذل شغل. (مثال: طاقة الحركة، طاقة الوضع).الشغل (Work):هو عملية نقل الطاقة من جسم لآخر أو تحويلها من شكل لآخر عن طريق تأثير قوة لمسافة معينة.العلاقة بينهما وثيقة جداً (الشغل المبذول يساوي التغير في الطاقة)، لكنهما ليسا نفس المفهوم.(الفصل الخامس: الشغل والطاقة والقدرة، 1.5: معادلة الشغل - الطاقة، صفحة 75)
3- إذا كانت القدرة التي بذلها محرك دراجة نارية تتحرك بسرعة منتظمة مقدارها \((20 \, \mathrm{m/s})\) هي \((12 \, \mathrm{kW})\) فإن قوة المقاومة: شرح السؤال بما أن الدراجة تتحرك بسرعة منتظمة، فإن قوة دفع المحرك تساوي قوة المقاومة. استخدم العلاقة بين القدرة والقوة والسرعة (\(P=Fv\)) لإيجاد قوة الدفع، والتي ستكون هي نفسها قوة المقاومة. \(105 \, \mathrm{N}\) \(300 \, \mathrm{N}\) \(600 \, \mathrm{N}\) \(120 \, \mathrm{N}\) الإجابة الصحيحة هي (\(600 \, \mathrm{N}\)).الخطوة الأولى: تحويل القدرة إلى واط\[ P = 12 \, \mathrm{kW} = 12000 \, \mathrm{W} \]الخطوة الثانية: حساب قوة الدفع (\(F_{drive}\))\[ P = F_{drive} \times v \implies 12000 = F_{drive} \times 20 \]\[ F_{drive} = \frac{12000}{20} = 600 \, \mathrm{N} \]الخطوة الثالثة: استنتاج قوة المقاومةبما أن السرعة منتظمة، فإن القوة المحصلة صفر، وهذا يعني أن قوة الدفع تساوي قوة المقاومة.\[ F_{resistance} = F_{drive} = 600 \, \mathrm{N} \](الفصل الخامس: الشغل والطاقة والقدرة، تمارين 5-B، سؤال 3، صفحة 83)
4- إذا كان الجسم يتحرك بسرعة (v) تحت تأثير القوة (F) فإن قدرة الجسم تكون: شرح السؤال هذا السؤال يتعلق بالتعريف المباشر للقدرة اللحظية. ما هي العلاقة التي تربط بين القدرة والقوة والسرعة؟ \(F \cdot s\) \(m \cdot a\) \(F \cdot v\) \(v/F\) الإجابة الصحيحة هي (\(F \cdot v\)).القدرة (\(P\)) هي معدل بذل الشغل. عندما تؤثر قوة ثابتة (\(F\)) على جسم يتحرك بسرعة ثابتة (\(v\)) في نفس اتجاه القوة، فإن الشغل المبذول في زمن \(t\) هو \(W = Fd = F(vt)\).وتكون القدرة:\[ P = \frac{W}{t} = \frac{Fvt}{t} = Fv \]هذه العلاقة تظل صحيحة حتى لو كانت السرعة متغيرة، حيث تمثل القدرة اللحظية عند تلك السرعة.مفهوم:لهذا السبب تشعر أن محرك السيارة يبذل "مجهوداً" أكبر عند السرعات العالية للحفاظ على نفس قوة الدفع؛ لأنه يولد قدرة أعلى.(الفصل الخامس: الشغل والطاقة والقدرة، 5.5: القدرة والقوة والسرعة، صفحة 82)
