أسئلة الفيزياء توجيهي مع الحل 2026

س: ما المقصود بالزخم الخطي؟ وما العلاقة بين الدفع المؤثر في جسم والتغيّر في زخمه الخطي؟ (مراجعة ١)

ج: الزخم p=mv كمية متجهة (كمية التحرك). مبرهنة الزخم–الدفع: I=Δ p — الدفع يساوي التغير في الزخم.

س: متى يُحفظ الزخم الخطي؟ ولماذا يُطبَّق الحفظ أفقياً في تصادم بلياردو رغم الجاذبية؟ (مراجعة ٣)

ج: يُحفظ عندما Fخارجية ≈ 0 (نظام معزول). البلياردو: تلامس قصير ⇒ القوة الخارجية الأفقية مهملة ⇒ Σ pأفقي قبل = بعد.

س: فسر سبب وجود حزام مطاطي يحيط بجسم السيارة. (مراجعة ٤)

ج: يمدّد زمن التصادم عند الاصطدام ⇒ Favg=Δ p/Δ t أصغر ⇒ قوة أقل على الراكب.

س: عرّف التصادم المرن.

ج: يُحفظ فيه الزخم الخطي والطاقة الحركية الكلية للنظام؛ الأجسام لا تلتحم.

س: عرّف التصادم غير المرن.

ج: يُحفظ الزخم؛ جزء من الطاقة الحركية يتحول إلى حرارة أو صوت أو تشوه — KE الكلية غير محفوظة.

س: عرّف التصادم عديم المرونة.

ج: حالة خاصة من غير المرن: الأجسام تلتحم وتتحرك بسرعة واحدة بعد التصادم؛ أقصى فقد في KE .

س: عرّف العزم (Torque).

ج: كمية متجهة تعبّر عن مقدرة القوة على إحداث دوران حول محور؛ مقدارها τ = rFθ بوحدة N× m .

س: عرّف ذراع القوة.

ج: البعد العمودي من محور الدوران إلى خط عمل القوة؛ يساوي L = rθ .

س: عرّف العزم المحصل.

ج: المجموع الجبري لعزوم جميع القوى المؤثرة في الجسم حول محور واحد.

س: وضح اتفاقية الإشارة المستخدمة في الدرس للحركة الدورانية، ثم أعط مثالا لاتجاه موجب وآخر سالب.

ج: يعد الدوران عكس عقارب الساعة موجبا، والدوران مع عقارب الساعة سالبا. لذلك إذا تحرك جسم من موقع زاوي إلى موقع أكبر بعكس عقارب الساعة تكون Δ موجبة، أما الحركة مع عقارب الساعة فتكون سالبة.

س: ما العلاقة بين السرعة الزاوية والتسارع الزاوي؟

ج: السرعة الزاوية تصف معدل تغير الموقع الزاوي: =Δ/Δ t. أما التسارع الزاوي فيصف معدل تغير السرعة الزاوية: =Δ/Δ t.

س: اشرح قاعدة قبضة اليد اليمنى لتحديد اتجاه متجه السرعة الزاوية.

ج: نلف أصابع اليد اليمنى مع اتجاه دوران الجسم، فيشير الإبهام إلى اتجاه متجه السرعة الزاوية. إذا انعكس اتجاه الدوران انعكس اتجاه المتجه.

س: قارن اتجاه متجه الزخم الزاوي لقرص يدور حول محور z في حالتين: مع عقارب الساعة، وعكس عقارب الساعة.

ج: اتجاه L هو اتجاه . مع عقارب الساعة يكون المتجه داخلا إلى الصفحة باتجاه -z. أما عكس عقارب الساعة فيكون خارجا من الصفحة باتجاه +z.

س: اشرح معنى العلاقة Σ=Δ L/Δ t، واربطها بنظيرها في الحركة الخطية.

ج: العزم المحصل هو المعدل الزمني لتغير الزخم الزاوي؛ فإذا كان العزم أكبر أو استمر زمنا أطول تغير L أكثر. وهي تناظر العلاقة الخطية التي تربط القوة المحصلة بمعدل تغير الزخم الخطي.

س: عرف التدفق الكهربائي، واذكر معنى الزاوية في العلاقة.

ج: التدفق الكهربائي هو الضرب النقطي بين المجال الكهربائي ومتجه المساحة: = E× A=EA. الزاوية هي الزاوية بين اتجاه المجال الكهربائي ومتجه المساحة.

س: ما الفرق بين اختيار متجه المساحة لسطح مستوٍ واختياره لسطح مغلق؟

ج: في السطح المستوي يحدد اتجاه متجه المساحة حسب اتجاه العمود على السطح الذي تحتاجه المسألة. أما في السطح المغلق فيكون متجه المساحة عند كل نقطة موجها إلى خارج الحجم، وهذا يجعل التدفق الخارج موجبا والداخل سالبا.

س: فسر لماذا يكون التدفق الكلي عبر مكعب في مجال كهربائي منتظم صفرا.

ج: يدخل المجال من وجه ويخرج من الوجه المقابل بمقدار مساوٍ ومعاكس في الإشارة، أما الأوجه التي يكون المجال موازيا لها فتدفقها صفر. لذلك يكون مجموع التدفق عبر السطح المغلق صفرا، وهو ما يوافق قانون غاوس عندما لا توجد شحنة محصورة.

س: ما المقصود بالجهد الكهربائي؟ وما الفرق بينه وبين طاقة الوضع الكهربائية؟

ج: الجهد الكهربائي عند نقطة هو طاقة الوضع الكهربائية لكل وحدة شحنة: V=PE/q. أما طاقة الوضع فهي الطاقة نفسها لشحنة محددة عند النقطة، وتحسب من PE=qV، لذلك تتغير بتغير مقدار الشحنة وإشارتها.

س: اكتب علاقة الشغل الخارجي وشغل المجال بفرق الجهد عند نقل شحنة من A إلى B.

ج: عند النقل البطيء: Wext=q(VB-VA)=qΔ V. أما شغل قوة المجال فهو عكس ذلك: Wfield=-qΔ V.

س: إذا نقلت شحنة موجبة من جهد أقل إلى جهد أعلى، فما إشارة الشغل الخارجي وشغل المجال؟

ج: لشحنة موجبة مع Δ V>0 يكون Wext=qΔ V موجبا؛ أي إن القوة الخارجية تزيد طاقة الوضع. ويكون شغل المجال Wfield=-qΔ V سالبا.

س: اشرح كيف تشحن البطارية مواسعا ذا صفيحتين متوازيتين، ومتى تتوقف عملية الشحن، وما شكل الطاقة المختزنة فيه.

ج: تنقل البطارية الإلكترونات من إحدى صفيحتي المواسع إلى الصفيحة الأخرى، فتشحن صفيحة بشحنة سالبة والأخرى بشحنة موجبة. ومع تراكم الشحنات يزداد فرق الجهد بين الصفيحتين. تستمر العملية حتى يصبح جهد المواسع مساويا لجهد البطارية. الشغل المبذول في نقل الشحنات يختزن على شكل طاقة وضع كهربائية.

س: عرف التيار الكهربائي، واكتب علاقته بتدفق الشحنة ووحدته.

ج: التيار الكهربائي هو معدل تدفق الشحنة عبر مقطع الموصل. رياضيا: I=Δ Q/Δ t. وحدة التيار هي الأمبير، ويكافئ كولوم واحدا في الثانية.

س: اكتب قانون أوم كما يستخدمه الدرس، ووضح معنى المقاومة الكهربائية.

ج: قانون أوم وتعريف المقاومة في هذا السياق: R=V/I أو V=IR. المقاومة الكهربائية هي ممانعة الموصل لمرور التيار، وتقاس بالأوم . عند ثبات درجة الحرارة في موصل أومي تبقى النسبة V/I ثابتة.

س: كيف تميز من الرسم بين موصل أومي وموصل غير أومي؟

ج: الموصل الأومي يعطي علاقة خطية بين التيار وفرق الجهد عند درجة حرارة ثابتة، فتكون المقاومة ثابتة. أما غير الأومي فيكون منحنى I-V غير خطي أو تتغير نسبة V/I مع الجهد أو الحرارة، لذلك لا نستطيع استعمال مقاومة ثابتة واحدة لكل مدى القياس.

س: ما المقصود بالدارة الكهربائية البسيطة في هذا الدرس؟

ج: هي مسار مغلق واحد يحتوي على بطارية ومقاومة ومفتاح وأسلاك توصيل، ويكون التيار نفسه في جميع عناصر العروة.

س: اكتب معادلة التيار في دارة بسيطة، وبيّن معنى كل حد في المقام.

ج: I=Σ/Σ(R+r) . المقام هو مجموع المقاومات الخارجية R والداخلية r في العروة.

س: عرّف القدرة الكهربائية، واذكر وحدة قياسها بطريقتين.

ج: القدرة هي معدل تحويل الطاقة: P=Δ E/Δ t . وحدتها واط، أي J/s ، وتساوي أيضاً A× V .

س: قارن بين توصيل المقاومات على التوالي والتوازي من حيث الكمية المتساوية وقانون المقاومة المكافئة.

ج: في التوالي يكون التيار نفسه في جميع المقاومات، وتكون المقاومة المكافئة Req=R1+R2+R3+. في التوازي يكون فرق الجهد نفسه على جميع الفروع، وتكون العلاقة 1/Req=1/R1+1/R2+1/R3+.

س: عرّف المجال المغناطيسي عند نقطة، واذكر وحدة قياسه.

ج: المجال المغناطيسي كمية متجهة تصف أثر المغناطيس في الفضاء عند نقطة. وحدته في النظام الدولي التسلا T ، ويكافئ N/(A× m) .

س: اذكر ثلاث خصائص لخطوط المجال المغناطيسي.

ج: خطوط المجال المغناطيسي مقفلة، ولا تتقاطع، وكثافة الخطوط تدل على شدة المجال. خارج المغناطيس تتجه من القطب الشمالي إلى الجنوبي.

س: إلكترون يتحرك باتجاه +x ويدخل مجالاً مغناطيسياً باتجاه -z . ما اتجاه القوة لحظة الدخول؟

ج: لشحنة موجبة: +x× -z=+y . ولأن الإلكترون سالب، ينعكس الاتجاه، فتكون القوة باتجاه -y .

س: ما نتيجة تجربة أورستد، وكيف ترتبط باتجاه المجال حول سلك مستقيم؟

ج: أظهرت تجربة أورستد أن التيار الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسياً حول السلك. اتجاه المجال يحدد بقاعدة اليد اليمنى: الإبهام مع التيار، والتفاف الأصابع مع خطوط المجال.

س: متى يتجاذب سلكان متوازيان ومتى يتنافران؟

ج: إذا كان التياران في الاتجاه نفسه يتجاذب السلكان، وإذا كانا في اتجاهين متعاكسين يتنافران.

س: كيف يفسر الدرس مغناطيسية المواد على المستوى المجهري؟

ج: تفسر مغناطيسية المواد بوصفها ناتجة من حلقات تيار مجهرية وعزوم مغناطيسية داخل الذرات. في المواد المغناطيسية تتجمع عزوم كثيرة في مناطق مغناطيسية يمكن أن تصطف لتظهر مغنطة كلية.

س: عرّف التدفق المغناطيسي، واكتب العلاقة التي يستخدمها الكتاب في مجال منتظم، ثم اذكر كيف يمكن تغيير التدفق.

ج: التدفق المغناطيسي هو مقدار خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق سطحا ما. في مجال منتظم: =BA حيث بين المجال وعمود السطح. يمكن تغيير التدفق بتغيير شدة المجال B أو المساحة A أو الزاوية .

س: اكتب قانون فاراداي، وفسر معنى الإشارة السالبة فيه.

س: قارن بين التيار المتردد والتيار المستمر، ثم وضح لماذا يستعمل الكتاب القيم الفعالة Vrms وIrms عند حساب القدرة في المقاومة.

ج: التيار المستمر يحافظ على اتجاه واحد ومقدار ثابت تقريبا، أما التيار المتردد فيتغير مقداره واتجاهه دوريا وفق اقتران جيبي. تستعمل القيم الفعالة لأنها تعطي الأثر الحراري نفسه لتيار مستمر مكافئ؛ لذلك نحسب قدرة المقاومة من P=Irms2R أو P=Vrms2/R.

س: قارن بين XL وXC من حيث العلاقة الرياضية وأثر زيادة التردد، ثم فسر حالة الترددات المتطرفة في دارة محث فقط ودارة مواسع فقط.

ج: XL= L فتزداد بزيادة التردد، أما XC=1/( C) فتقل بزيادة التردد. عند تردد منخفض جدا يكون XC كبيرا فيصغر تيار المواسع. وعند تردد عال جدا يكون XL كبيرا فيكاد ينعدم تيار المحث.

س: في دارة RLC على التوالي ضوعف تردد المصدر. ماذا يحدث لكل من R وXL وXC؟ وما الأثر العام المتوقع في المعاوقة إذا كانت الدارة في الأصل يغلب عليها أثر المحث؟

ج: R تبقى ثابتة لأنها لا تعتمد على التردد. XL= L تتضاعف لأن تضاعفت، أما XC=1/( C) فتنخفض إلى النصف. إذا كانت الدارة يغلب عليها أثر المحث أصلا، فإن زيادة XL تجعل الفرق |XL-XC| أكبر غالبا، فتزداد المعاوقة ويقل التيار الفعال.

س: قارن بين المواد العازلة والموصلة وشبه الموصلة كما يصنفها الكتاب، ثم أعط مثالين لأشباه الموصلات.

ج: العوازل عدد إلكترونات التكافؤ لها أكثر من أربعة وترتبط الإلكترونات فيها بقوى كبيرة، مثل المطاط والزجاج. الموصلات عدد إلكترونات التكافؤ لها أقل من أربعة ولديها إلكترونات حرة كثيرة، مثل النحاس والفضة. أشباه الموصلات عدد إلكترونات التكافؤ لها أربعة، وتوصيلها بين الموصل والعازل؛ من أمثلتها السليكون والجرمانيوم.

س: اشرح كيف يتكون زوج إلكترون-فجوة في بلورة السليكون عند درجة الغرفة، ولماذا تبدو الفجوة كأنها شحنة موجبة متحركة.

ج: تمتص بعض الإلكترونات طاقة حرارية فتكسر روابط تساهمية وتصبح إلكترونات توصيل. يترك الإلكترون فراغا يسمى فجوة. عندما ينتقل إلكترون تكافؤ من ذرة مجاورة إلى الفجوة يترك خلفه فجوة جديدة، فتبدو الفجوة كأنها تتحرك بعكس اتجاه الإلكترونات وكأنها حامل موجب.

س: اشرح لماذا مثل إشعاع الجسم الأسود مشكلة للفيزياء الكلاسيكية، وما المقصود بكارثة الأشعة فوق البنفسجية.

ج: النموذج الكلاسيكي لرايلي-جينز وافق التجربة عند الأطوال الموجية الكبيرة، لكنه توقع أن تزداد شدة الإشعاع بلا حد عندما يقل الطول الموجي نحو الصفر. التجربة أظهرت أن الشدة تؤول إلى الصفر عند الأطوال القصيرة. هذا الفشل سمي كارثة الأشعة فوق البنفسجية.

س: ماذا تعني العلاقة En=nhf؟ ولماذا تخالف فكرة الطاقة المتصلة في الفيزياء الكلاسيكية؟

ج: تعني أن طاقة الإشعاع عند تردد معين لا تأخذ أي قيمة، بل مضاعفات صحيحة لطاقة الكمة الواحدة hf. لذلك القيم الممكنة هي hf,2hf,3hf,... وليست قيما متصلة عشوائية.

س: في تجربة صفيحة الخارصين والكشاف الكهربائي، لماذا لا يقل انفراج ورقتي الكشاف عند زيادة شدة الضوء الأحمر، بينما يقل عند استخدام الأشعة فوق البنفسجية؟

ج: الضوء الأحمر تردده أقل من تردد العتبة للخارصين، لذلك لا تمتلك فوتوناته طاقة كافية لتحرير الإلكترونات مهما زادت شدته. أما الأشعة فوق البنفسجية فترددها مناسب، فتتحرر إلكترونات من الخارصين وينقص انفراج ورقتي الكشاف.

س: فسر لماذا احتاج نموذج رذرفورد إلى تعديل، وكيف عالج بور مشكلة استقرار ذرة الهيدروجين.

ج: في نموذج رذرفورد يدور الإلكترون المشحون حول النواة، أي يتسارع مركزيا. الفيزياء الكلاسيكية تتوقع أن الشحنة المتسارعة تشع طاقة بشكل متصل، فيفقد الإلكترون طاقته ويسقط في النواة. بور افترض وجود مستويات طاقة مسموحة لا يشع فيها الإلكترون ما دام باقيا في المستوى نفسه، وأن الإشعاع أو الامتصاص يحدث فقط عند الانتقال بين مستويين.

س: اكتب فرضيات بور الأربع بصياغة مختصرة، مع ذكر شرط الزخم الزاوي.

ج: 1. يدور الإلكترون حول البروتون في مسارات دائرية بفعل قوة التجاذب الكهربائي. 2. توجد مدارات أو مستويات طاقة مسموحة، ولا يشع الإلكترون وهو باق فيها. 3. يشع أو يمتص الإلكترون طاقة فقط عند الانتقال بين مستويين، بحيث E=|Ef-Ei|=hf. 4. المدارات المسموحة تحقق شرط الزخم الزاوي: L=n=mevr.

س: قارن بين طيف الانبعاث الخطي وطيف الامتصاص الخطي من حيث شكل الطيف وسبب تكونه.

ج: طيف الانبعاث الخطي خطوط مضيئة منفصلة على خلفية سوداء، وينتج عندما تنتقل الإلكترونات من مستويات أعلى إلى أقل فتشع فوتونات محددة الطاقة. طيف الامتصاص الخطي خطوط معتمة منفصلة على خلفية مضيئة، وينتج عندما تمتص ذرات الغاز أطوالا موجية محددة من الضوء المار فيها.

س: نواة Y عددها الكتلي ثمانية أضعاف نواة X . أوجد نسبة نصف قطر X إلى Y ، ونسبة الحجم، ونسبة الكثافة.

ج: نسبة أنصاف الأقطار rX/rY=1/2 . الحجم يتناسب مع A ، لذلك VX/VY=1/8 . الكثافة لا تعتمد على A ، لذلك النسبة 1 .

س: للنوى 816O و817O و82206Pb و82208Pb، احسب عدد النيوترونات، وحدد زوجين من النظائر.

ج: الأكسجين-16: N=16-8=8، والأكسجين-17: N=17-8=9. الرصاص-206: N=206-82=124، والرصاص-208: N=208-82=126. النظائر هي نوى لها Z نفسه وتختلف في N، لذلك زوجا النظائر هما الأكسجينان والرصاصان.

س: فسر لماذا لا يمكن لنواة تحتوي على بروتونات فقط أن تكون مستقرة، باستثناء الهيدروجين.

ج: البروتونات موجبة فتتنافر كهربائيا داخل حيز نووي صغير. النيوترونات متعادلة لكنها تسهم في قوة التجاذب النووية القوية، لذلك تزيد الاستقرار من غير زيادة تنافر كهربائي.

س: قارن بين ألفا وبيتا وغاما من حيث الطبيعة والشحنة والقدرة على التأيين والنفاذ.

ج: ألفا نواة هيليوم 42He2+ وشحنتها +2e، وهي الأكبر قدرة على التأيين والأقل نفاذا. بيتا إلكترون أو بوزيترون وشحنتها -e أو +e، ولها تأيين ونفاذ متوسطان. غاما فوتونات كهرمغناطيسية لا كتلة لها ولا شحنة، وهي الأقل تأيينا والأكبر نفاذا.

س: اكتب المعادلة العامة لاضمحلال ألفا، ثم طبقها على اضمحلال اليورانيوم-238 إلى الثوريوم.

ج: المعادلة العامة: AZX→A-4Z-2Y+42He. لليورانيوم-238: 23892U→23490Th+42He. ينقص العدد الكتلي 4 والعدد الذري 2.

س: فسر كيف تنبعث بيتا السالبة أو بيتا الموجبة من النواة رغم أن النواة لا تحتوي إلكترونات أو بوزيترونات.

ج: في بيتا السالبة يتحول نيوترون داخل النواة إلى بروتون وإلكترون وضديد نيوترينو، فينشأ الإلكترون لحظة التحول ويغادر النواة. في بيتا الموجبة يتحول بروتون إلى نيوترون وبوزيترون ونيوترينو، فينشأ البوزيترون لحظة التحول كذلك.

س: فرق بين التفاعل النووي والاضمحلال الإشعاعي.