امتحان الفيزياء الوزاري فلسطين 2024، الدورة الأولى، العلمي

وضّح المقصود بكل مما يأتي

1. الطاقة الحركية الدورانية.
2. الهبوط في الجهد.
3. قانون أمبير.

معطى (من ثوابت الورقة): $g = 10\,m/s^2$

في الشكل المجاور، كرة كتلتها $1.2\,Kg$ مربوطة بخيط مثبت من نقطة، أفلتت لتسقط من السكون من ارتفاع $h$ لتصطدم بجسم كتلته $3.6\,Kg$ ساكن على أرض أفقية ملساء تصادماً مرناً، فانطلق هذا الجسم بسرعة $1.5\,m/s$. احسب

1. الارتفاع الذي سقطت منه الكرة قبل التصادم $(h)$.
2. أقصى ارتفاع للكرة بعد التصادم $(h_f)$.

يبين الشكل المجاور جزءاً من دارة كهربائية يسري فيها تيار كهربائي، احسب

1. المقاومة المكافئة بين النقطتين (⁦X⁩ ،⁦Y⁩).
2. مقدار المقاومة ⁦(R)⁩.
3. القدرة الداخلة.

فسر علمياً ما يأتي

1. تزود المركبات الحديثة بوسائد هوائية تندفع منتفخة لحماية الركاب عند وقوع حادث تصادم.
2. الاضاءة السريعة للمصابيح الكهربائية بينما متوسط السرعة الانسياقية للإلكترونات صغيرة جداً.
3. تضاعف معامل الحث الذاتي لملف حلزوني عند إنقاص طوله إلى النصف مع بقاء عدد لفاته ثابت.

قرصان كتلة كل منهما $M$ ونصف قطر الأول $R$ ونصف قطر الثاني $0.5R$ يدوران حول محور عديم الاحتكاك كما في الشكل المجاور، فإذا أثرت فيهما قوتان موازيتان للمحور بحيث التصق القرصان. إذا كانت سرعة دوران القرص الأول $900\,rev/min$ وسرعة دوران القرص الثاني $300\,rev/min$. احسب السرعة الزاوية للقرصين معاً بعد أن التصقا علماً بأن $I = \frac{1}{2}MR^2$.

معطى (من ثوابت الورقة): $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$

يبين الشكل المجاور ملفاً حلزونياً عدد لفاته $160$ لفة/$m$ ويحمل تياراً كهربائياً شدته $\frac{0.2}{\pi}\,A$، إذا وضع بالقرب منه وعلى بعد $0.2\,m$ سلك مستقيم لا نهائي الطول ويسري فيه تيار كهربائي شدته $I$، احسب مقدار واتجاه شدة التيار $I$ الذي يمر في السلك بحيث تكون محصلة القوى المغناطيسية المؤثرة في شحنة كهربائية مقدارها $2\,\mu C$ لحظة مرورها بالنقطة ⁦(a)⁩ وبسرعة مقدارها $2 \times 10^{6}\,m/s$ نحو الشرق تساوي $4 \times 10^{-6}\,N$ وباتجاه $(+z)$.

جسم كتلته $2\,Kg$ يتحرك بسرعة $2\,m/s$ على سطح أفقي أملس أثرت عليه قوة متغيرة مثلت بيانياً كما في الشكل المجاور، احسب

1. أقصى سرعة يمكن أن يصل إليها الجسم في نفس اتجاه حركته.
2. متوسط القوة المؤثرة خلال $6\,s$.
3. زمن توقف الجسم.

سخان كهربائي يعمل على فرق جهد $210\,V$ وينتج كمية من الحرارة مقدارها $3 \times 10^{4}\,J$ في الدقيقة، احسب (1) قدرة السخان. (2) مقدار كمية الشحنة التي عبرت مقطع من سلك السخان خلال زمن معين. (3) طول السلك المستخدم إذا كانت مقاومة المتر الواحد منه $30\,\Omega$. (4) تكاليف استخدام السخان ساعتين يومياً ولمدة أسبوع، حيث سعر الكيلوواط. ساعة (10 قروش).

معطى (من ثوابت الورقة): $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$

سلكان مستقيمان ولانهائيا الطول، موضوعان بشكل عمودي على الصفحة، ويمر بهما تياران كهربائيان كما في الشكل المجاور، وضعت حلقة دائرية نصف قطرها $\pi\,cm$، بحيث يبعد مركز الحلقة $10\,cm$ عن كلا السلكين، احسب شدة المجال المغناطيسي عند مركز الحلقة.

جسم كتلته $2m$ ويسير بسرعة مقدارها $\frac{v}{2}$، انفجر إلى جزئين متساويين في الكتلة بحيث استمر كل منهما بالحركة بسرعة تساوي مثلي سرعة الجسم الأصلية، بحيث يصنعان بينهما زاوية $(\theta)$، احسب

1. مقدار الزاوية المحصورة بين الجزأين $(\theta)$.
2. مقدار الطاقة الحركية الناتجة من الانفجار.

معطى (من ثوابت الورقة): $q_e = 1.6 \times 10^{-19}\,C$

يمثل الشكل المجاور العلاقة بين شدة التيار الكهربائي المار في موصل فلزي وفرق الجهد الكهربائي بين طرفيه، إذا كان طول الموصل $10\,m$ وقطر مقطعه العرضي $3\,mm$ والكثافة الحجمية للإلكترونات الحرة لمادة الموصل $n_e = 9 \times 10^{25}\,e/m^3$. احسب: السرعة الانسياقية للإلكترونات الحرة داخل الموصل تحت تأثير مجال كهربائي شدته $0.3\,N/C$.

موصل ⁦(a b)⁩ طوله $50\,cm$ متصل على التوالي مع مقاومة مقدارها $2\,\Omega$ في مجال مغناطيسي منتظم شدته $0.5\,T$، إذا تحرك الموصل بسرعة مقدارها $v$ حيث تولد فيه تيار حثي شدته $0.5\,A$ وبعكس عقارب الساعة كما في الشكل المجاور، احسب

1. القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة.
2. مقدار السرعة $(v)$ واتجاهها.
3. القوة الخارجية اللازمة حتى يتحرك الموصل بهذه السرعة الثابتة.

ساق معدنية متجانسة طولها $1\,m$ ووزنها $60\,N$ أثرت عليها القوى الموضحة في الشكل، احسب

1. محصلة العزوم المؤثرة على الساق حول محور الدوران عند النقطة ⁦(O)⁩.
2. التسارع الزاوي لها عند نفس المحور.
3. عدد الدورات التي ستدورها الساق خلال ثلاث ثوانٍ من تأثير القوى بدءاً من السكون.

علماً ان القصور الدوراني للساق $(I_{\text{عند الطرف}} = \frac{1}{3}ML^2)$

في الشكل المجاور، إذا كانت القنطرة متزنة، احسب

1. المقاومة المكافئة الكلية للدارة.
2. قراءة الفولتميتر $(V)$.
3. جهد النقطة ⁦b⁩ $(V_b)$.

لوحان فلزيان متوازيان مشحونان بشحنتين مختلفتين، جهد الصفيحة الموجبة $(7.5\,V)$، وجهد الصفيحة السالبة $(-7.5\,V)$، والبعد بينهما $10\,cm$، ومغمورتان في مجال مغناطيسي منتظم شدته $0.5\,T$، دخل بينهما جسيم شحنته $4\,\mu C$ وبسرعة مقدارها $300\,m/s$ كما في الشكل المجاور، (بإهمال وزن الجسيم)

1. احسب القوة المؤثرة في الجسيم المشحون.
2. صف حركة الجسيم.
3. ماذا سيحدث لحركة الجسيم لو قلت سرعته عن $300\,m/s$.

$q_e = 1.6 \times 10^{-19}\,C$ | $g = 10\,m/s^2$ | $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$