تطبيقات الرياضيات (الميكانيكا) · الصف الثالث الثانوي
أسئلة: عزم قوة بالنسبة لنقطة في نظام إحداثي ثنائي الأبعاد
17 سؤال اختيار من متعدد و5 سؤال مقالي بنموذج إجابة، لمراجعة درس «عزم قوة بالنسبة لنقطة في نظام إحداثي ثنائي الأبعاد» من تطبيقات الرياضيات (الميكانيكا) (الصف الثالث الثانوي). راجع الأسئلة أدناه، أو اختبر نفسك فورًا.
اختبار سريع من 10 أسئلة عشوائية من بنك الأسئلة أعلاه — تُخلط الأسئلة والاختيارات في كل مرة، فلن يتكرر الاختبار بنفس الترتيب.
اختيار من متعدد
وحدة قياس عزم القوة في النظام الدولي هي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نيوتن.متر
العزم حاصل ضرب القوة (نيوتن) في ذراعها (متر).
إذا مرّ خط عمل قوة بنقطة العزم فإن عزم القوة حول يساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: صفرًا
ذراع القوة العمودي فالعزم .
يكون القياس الجبري لعزم قوة بالنسبة لنقطة موجبًا إذا كانت القوة تدير الجسم حول النقطة:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: عكس اتجاه دوران عقارب الساعة
الاصطلاح المتبع: العزم الموجب يدير عكس عقارب الساعة، والسالب يديره معها.
قوة مقدارها نيوتن يبعد خط عملها سم عن النقطة . معيار عزمها حول يساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نيوتن.سم
نيوتن.سم.
تؤثر القوة نيوتن في النقطة متر. عزمها حول نقطة الأصل يساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نيوتن.متر
نيوتن.متر.
قوة مركبتاها و نيوتن تؤثر في النقطة متر. عزمها حول نقطة الأصل:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نيوتن.متر
، وهو موجب لأن القوة ترفع الجسم يمين الأصل (دوران عكس عقارب الساعة).
تؤثر القوة نيوتن في النقطة متر. عزمها حول نقطة الأصل:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نيوتن.متر
نيوتن.متر، أي بمعيار ودورانًا مع عقارب الساعة.
تؤثر قوة نيوتن عند نقطة تبعد م عن مفصلة، وتصنع زاوية مع الخط الواصل بين المفصلة ونقطة تأثيرها. معيار عزمها حول المفصلة يساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نيوتن.متر
الذراع م، فالعزم نيوتن.متر.
تنص نظرية فارينيون على أن عزم قوة بالنسبة لنقطة يساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: مجموع عزمي مركبتيها بالنسبة للنقطة نفسها
عزم القوة = عزم + عزم حول النقطة نفسها، وهي تفسير الصيغة .
النظرية العامة للعزوم تنص على أن مجموع عزوم عدة قوى مستوية متلاقية في نقطة بالنسبة لنقطة ما يساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: عزم محصلة هذه القوى بالنسبة للنقطة نفسها
نتيجة لخاصية توزيع الضرب الاتجاهي: .
إذا كان عزم قوة حول النقطة يساوي نيوتن.متر فإن القوة تحاول تدوير الجسم:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: مع عقارب الساعة
الإشارة السالبة تدل على الدوران مع عقارب الساعة حسب الاصطلاح.
قوة تؤثر في النقطة . أي العبارات صحيحة؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: عزمها حول الأصل يساوي ، فخط عملها لا يمر بالأصل
، وهذا يعني أن خط العمل لا يمر بالأصل.
إذا كان مجموع عزوم قوى مستوية حول النقطة يساوي مجموع عزومها حول النقطة ولم تنعدم المحصلة، فإن خط عمل المحصلة:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: يوازي المستقيم
تساوي عزمي المحصلة حول و يعني أن ، أي أن توازي .
إذا كان مجموع عزوم قوى مستوية حول يساوي سالب مجموع عزومها حول (وليس صفرًا)، فإن خط عمل المحصلة:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: يمر بمنتصف القطعة
يتحقق هذا عندما يكون عزم المحصلة حول منتصف صفرًا، أي أن خط عملها يمر به.
عزم قوة معيارها نيوتن حول نقطة يساوي نيوتن.متر. بعد خط عمل القوة عن النقطة:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: م
م.
تؤثر القوة نيوتن في النقطة . عزمها حول النقطة يساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نيوتن.متر
فـ نيوتن.متر.
اتجاه متجه عزم قوة مستوية بالنسبة لنقطة في مستوى القوة يكون:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: عموديًا على المستوى
عمودي على كل من و فهو عمودي على مستويهما.
أسئلة مقالية
عرّف عزم قوة بالنسبة لنقطة كمتجه، واذكر كيف تعيّن اتجاهه ومعياره، ومتى يكون عزم القوة صفرًا.
عرض نموذج الإجابة
عزم القوة بالنسبة للنقطة هو الضرب الاتجاهي حيث و أي نقطة على خط عمل القوة. اتجاهه عمودي على مستوى والقوة ويُعيَّن بقاعدة اليد اليمنى (من إلى )، ومعياره حيث طول العمود الساقط من على خط العمل. ويكون العزم صفرًا عندما يمر خط عمل القوة بالنقطة (لأن )، أو عندما تنعدم القوة.
تؤثر القوة نيوتن في النقطة (بالمتر). أوجد القياس الجبري لعزمها حول الأصل، ثم حول النقطة ، ثم طول العمود الساقط من على خط عملها.
عرض نموذج الإجابة
حول الأصل: نيوتن.متر (مع عقارب الساعة). حول : فـ نيوتن.متر. معيار القوة نيوتن، فطول العمود من على خط العمل م.
أثبت نظرية فارينيون: عزم قوة تؤثر في النقطة حول نقطة الأصل يساوي مجموع عزمي مركبتيها.
عرض نموذج الإجابة
المركبة تؤثر في النقطة وعزمها . والمركبة عزمها . مجموع العزمين ، وهو نفسه عزم : . فعزم القوة يساوي مجموع عزمي مركبتيها.
تؤثر القوى و و نيوتن في النقطة . أوجد مجموع عزومها حول نقطة الأصل، ثم تحقق بأن ذلك يساوي عزم محصلتها.
عرض نموذج الإجابة
عزم كل قوة: ، ، . المجموع نيوتن.متر. المحصلة وعزمها . تطابق النتيجتان وهذا هو معنى النظرية العامة للعزوم.
قوة محصلة نيوتن تؤثر في النقطة . باستخدام العزوم حول و بيّن أن خط عملها يوازي المستقيم .
عرض نموذج الإجابة
حول : فـ . حول : فـ . المجموعان متساويان، وعليه يوازي خط عمل المحصلة المستقيم . وللتحقق: وهو موازٍ لـ .