حل أسئلة الفصل الثالث – الفيزياء للصف الخامس العلمي

في هذه المحاضرة نختتم الفصل الثالث من مادة الفيزياء للصف الخامس العلمي، حيث نقوم بحل أسئلة الفصل والمسائل الأربعة الأساسية التي تكررت في العديد من الاختبارات. يُنصح بمراجعة المحاضرة السابقة التي تضم الملاحظات المهمة لحل المسائل.

✅ المسألة الأولى: حساب التعجيل

السؤال:
يبين الشكل جسمين $m_1 = 4\,kg$ و $m_2 = 2\,kg$ موضوعين على سطح أفقي أملس، وتؤثر عليهما قوة أفقية $F = 12\,N$. احسب مقدار التعجيل للمجموعة.

الحل:
نستخدم قانون نيوتن الثاني:

$$F = (m_1 + m_2) \cdot a$$ $$12 = (4 + 2) \cdot a \Rightarrow 12 = 6a \Rightarrow a = \frac{12}{6} = 2\,m/s^2$$

🔸 التعجيل للمجموعة = $2\,m/s^2$

✅ المسألة الثانية: حساب معامل الاحتكاك

السؤال:
جسم كتلته $m_1 = 4\,kg$ موضوع على سطح أفقي خشن، ومربوط بجسم آخر كتلته $m_2 = 10\,kg$ يتدلى رأسياً، وكان التعجيل الناتج $a = 6\,m/s^2$. احسب معامل الاحتكاك الحركي $\mu_k$.

الحل:

1. نستخدم قانون نيوتن على الجسمين:

$$F_{net} = m_1 + m_2 \cdot a = m_2 g – F_k$$

2. نحسب قوة الاحتكاك:

$$F_k = m_2 g – (m_1 + m_2) a = 10 \cdot 10 – 14 \cdot 6 = 100 – 84 = 16\,N$$

3. نحسب القوة العمودية $N = m_1 \cdot g = 4 \cdot 10 = 40\,N$
4. نحسب معامل الاحتكاك:

$$\mu_k = \frac{F_k}{N} = \frac{16}{40} = 0.4$$

🔸 معامل الاحتكاك الحركي = $\mu_k = 0.4$

✅ المسألة الثالثة: شد السلك في المصعد

السؤال:
جسم كتلته $1\,kg$ معلق بسلك في مصعد يتحرك بتعجيل $2\,m/s^2$. احسب شد السلك عندما يكون المصعد:

أ) يتحرك نحو الأعلى

$$F_{net} = T – mg \Rightarrow ma = T – mg \Rightarrow 1 \cdot 2 = T – 10 \Rightarrow T = 12\,N$$

ب) يتحرك نحو الأسفل

$$ma = mg – T \Rightarrow 1 \cdot 2 = 10 – T \Rightarrow T = 8\,N$$

🔸 شد السلك نحو الأعلى = 12 N
🔸 شد السلك نحو الأسفل = 8 N

✅ المسألة الرابعة: حساب السرعة والازاحة

السؤال:
قوة $F = 20\,N$ تؤثر على جسم ساكن كتلته $2\,kg$ على سطح أملس. احسب:

1) السرعة النهائية بعد ثانية واحدة

$$F = ma \Rightarrow 20 = 2 \cdot a \Rightarrow a = 10\,m/s^2$$ $$v_f = v_i + at = 0 + 10 \cdot 1 = 10\,m/s$$

2) الإزاحة خلال 3 ثوانٍ

$$x = v_i t + \frac{1}{2} a t^2 = 0 + \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 3^2 = 5 \cdot 9 = 45\,m$$

🔸 السرعة النهائية = $10\,m/s$
🔸 الإزاحة = $45\,m$

✅ ملاحظات عامة لحل المسائل

• استخدم دائمًا قانون نيوتن الثاني: $F = ma$.
• إذا كان الجسم ساكنًا: $v_i = 0$.
• في حالة وجود احتكاك، يجب تحديد اتجاهه ومعادلته: $F_k = \mu_k N$.
• احرص على رسم الشكل التخطيطي لتحديد القوى المؤثرة بدقة.
• تمييز الحالة: (ساكن – متحرك نحو الأعلى – متحرك نحو الأسفل) يحدد نوع المعادلة المطلوبة.

✅ خاتمة الفصل الثالث

تم في هذه المحاضرة حل جميع المسائل الأساسية للفصل الثالث من منهج الفيزياء للصف الخامس العلمي، مع توضيح القوانين والمفاهيم بطريقة مبسطة ومدعومة بالأمثلة. ننصح بمتابعة جميع المحاضرات السابقة لفهم الملاحظات المتعلقة بحل المسائل.