ورقة عمل فيزياء الصف التاسع المتقدم الفصل الثالث مع الحل PDF

🧪 ورقة عمل فيزياء الصف التاسع المتقدم الفصل الثالث + الإجابات النموذجية

أهلاً بك! يسعدني مساعدتك في الإجابة على هذه الأسئلة.

السؤال الأول:

1. ما الاختلاف بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة؟

   الطاقة الحرارية هي إجمالي الطاقة الحركية للجزيئات المكونة للجسم. تعتمد على كمية المادة الموجودة وسرعة حركة جزيئاتها. أما درجة الحرارة فهي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية لجزيئات الجسم. لا تعتمد على كمية المادة، بل تشير إلى مدى سخونة أو برودة الجسم.

   بشكل مبسط: تخيل كوبًا صغيرًا من الماء المغلي وحوضًا كبيرًا من الماء الفاتر. الحوض يحتوي على طاقة حرارية أكبر بكثير لأنه يحتوي على كمية ماء أكبر، على الرغم من أن درجة حرارة الماء في الكوب أعلى.

2. فسر لماذا يطفو سطح تسخين وتبريد الماء.

   يطفو سطح تسخين وتبريد الماء (مثل الثلج) لأن كثافة الثلج أقل من كثافة الماء السائل. عندما يتجمد الماء، تتشكل بلورات ذات هيكل فراغي يجعل جزيئات الماء متباعدة عن بعضها البعض أكثر مما هي عليه في الحالة السائلة. هذا التباعد يزيد من حجم الثلج لنفس الكتلة، وبالتالي تقل كثافته ويطفو فوق الماء السائل.

3. ما شغل جاذبية الشمس للكوكب عند دورانه حولها؟ لماذا؟

   شغل جاذبية الشمس على الكوكب أثناء دورانه حولها يساوي صفرًا. والسبب في ذلك هو أن قوة الجاذبية تكون دائمًا عمودية على اتجاه حركة الكوكب. الشغل يُعرَّف بأنه حاصل الضرب القياسي للقوة والإزاحة ($W=F\cdot \Delta r=F\Delta r\cos \theta$). بما أن الزاوية (θ) بين قوة الجاذبية (المتجهة نحو الشمس) وإزاحة الكوكب (المماس للمسار الدائري) تساوي 90 درجة، فإن جتا الزاوية (cos90∘) يساوي صفرًا، وبالتالي فإن الشغل المبذول يساوي صفرًا.

السؤال الثانى :احسبي درجات الحرارة التالية بالكلفن:

1- احسبي درجات الحرارة التالية بالكلفن:

−273∘

C: $$T(K)=-273+273.15=0.15K$$ ملاحظة: الصفر المطلق هو -273.15 درجة سلسيوس، لذا فإن -273 درجة سلسيوس قريبة جدًا من الصفر المطلق.

46∘

C: $$T(K)=46+273.15=319.15K$$

السؤال الثالث: احسبي الشغل المبذول:

1. من 1 م إلى 3 م:

   لحساب الشغل المبذول، نحتاج إلى إيجاد المساحة تحت منحنى القوة مقابل الإزاحة بين الإزاحتين المطلوبتين. في هذه الحالة، بين 1 متر و 3 أمتار، يتكون الشكل تحت المنحنى من شبه منحرف.

   • عند الإزاحة 1 م، القوة = 20 نيوتن.
   • عند الإزاحة 3 م، القوة = 50 نيوتن.
   • ارتفاع شبه المنحرف (التغير في الإزاحة) = $3m-1m=2m$.

   مساحة شبه المنحرف تُحسب كالتالي: $$W=\frac{1}{2}\times (\text{مجموع القاعدتين المتوازيتين})\times \text{الارتفاع}$$ $$W=\frac{1}{2}\times (20N+50N)\times 2m$$ $$W=\frac{1}{2}\times 70N\times 2m$$ $$W=70J$$ إذًا، الشغل المبذول من 1 متر إلى 3 أمتار يساوي 70 جول.

2. متى كانت القوة ثابتة؟

   بالنظر إلى الرسم البياني، تكون القوة ثابتة عندما يكون الخط أفقيًا. هذا يحدث في الفترات التالية:

   • أ) من صفر إلى 2 م: في هذه الفترة، تزداد القوة بشكل خطي، لذا فهي ليست ثابتة.
   • ب) من 2 م إلى 3 م: في هذه الفترة، تزداد القوة أيضًا بشكل خطي، لذا فهي ليست ثابتة.
   • ج) من 3 م إلى 8 م: في هذه الفترة، يكون الخط أفقيًا عند قيمة قوة تساوي 50 نيوتن. لذلك، كانت القوة ثابتة من 3 أمتار إلى 8 أمتار.

3- احسبي شغل قوة سحب الزلاجة مسافة 50 مترًا.

3. لحساب الشغل المبذول بواسطة قوة السحب، نستخدم القانون: $$W=F\cdot d\cdot \cos \theta$$ حيث:

   • W هو الشغل المبذول.
   • F هي مقدار القوة المؤثرة (225 نيوتن).
   • d هي المسافة التي تحركها الجسم (50 مترًا).
   • θ هي الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه الحركة (35 درجة).

   بالتعويض بالقيم: $$W=225N\times 50m\times \cos (35^{\circ })$$ $$W\approx 225\times 50\times 0.819$$ $$W\approx 9213.75J$$ إذًا، الشغل المبذول بواسطة قوة سحب الزلاجة يساوي تقريبًا 9213.75 جول.

4. احسبي القدرة خلال دقيقتان.

   القدرة هي معدل بذل الشغل أو معدل تحويل الطاقة. تُحسب باستخدام القانون: $$P=\frac{W}{t}$$ حيث:

   • P هي القدرة.
   • W هو الشغل المبذول (الذي حسبناه في الخطوة السابقة تقريبًا 9213.75 جول).
   • t هو الزمن المستغرق (دقيقتان = $2\times 60=120$ ثانية).

   بالتعويض بالقيم: $$P=\frac{9213.75J}{120s}$$ $$P\approx 76.78W$$ إذًا، القدرة خلال دقيقتين تساوي تقريبًا 76.78 واط.

السؤال الرابع:

1. احسب كمية الحرارة التي يكتسبها الجسم B إذا تغيرت درجة حرارته من $17^{\circ }C$ إلى $23^{\circ }C$ وكتلته $0.5kg$. (الحرارة النوعية للجسم B تساوي $385J/kg\cdot K$).

   كمية الحرارة التي يكتسبها الجسم تُحسب باستخدام القانون: $$Q=m\cdot c\cdot \Delta T$$ حيث:

   • Q هي كمية الحرارة.
   • m هي كتلة الجسم (0.5 كجم).
   • c هي الحرارة النوعية للجسم ($385J/kg\cdot K$).
   • ΔT هو التغير في درجة الحرارة.

   لحساب التغير في درجة الحرارة: $$\Delta T=T_{\text{final}}-T_{\text{initial}}=23^{\circ }C-17^{\circ }C=6^{\circ }C$$ ملاحظة: التغير في درجة الحرارة بالسلسيوس يساوي التغير في درجة الحرارة بالكلفن.

   بالتعويض بالقيم: $$Q=0.5kg\times 385J/kg\cdot K\times 6K$$ $$Q=1155J$$ إذًا، كمية الحرارة التي يكتسبها الجسم B تساوي 1155 جول.