الفيزياء · الصف الثاني الثانوي
أسئلة: البندول البسيط
15 سؤال اختيار من متعدد و7 سؤال مقالي بنموذج إجابة، لمراجعة درس «البندول البسيط» من الفيزياء (الصف الثاني 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
ما الذي يحدث للزمن الدوري للبندول البسيط إذا تضاعف طول خيطه ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: يزداد بمقدار
من العلاقة ، يتناسب طردياً مع ، فإذا تضاعف يصبح الزمن الدوري .
يعتمد الزمن الدوري للبندول البسيط عند الزوايا الصغيرة على:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: طول الخيط وعجلة الجاذبية
العلاقة تُظهر أن الزمن الدوري يعتمد فقط على طول الخيط وعجلة الجاذبية .
بندول بسيط طوله يهتز على سطح الأرض. إذا نُقل إلى القمر حيث عجلة الجاذبية أقل، فإن زمنه الدوري:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: يزداد
بما أن يتناسب عكسياً مع ، فإن نقص يؤدي إلى زيادة .
ما الشرط الأساسي لكي تكون حركة البندول البسيط توافقية بسيطة؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: أن تكون الزاوية صغيرة
التقريب لا يصح إلا عند الزوايا الصغيرة (أقل من 15 درجة)، وهو شرط اعتبار الحركة توافقية بسيطة.
بندول بسيط طوله متر، عجلة الجاذبية م/ث. احسب الزمن الدوري (علماً بأن ):
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: ثانية
ثانية.
أي من العبارات التالية صحيحة عن البندول البسيط؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: القوة الرادة هي مركبة الوزن المماسية
القوة التي تعيد البندول لوضع الاتزان هي مركبة الوزن المماسية .
إذا كان الزمن الدوري لبندول هو ثانية، فما هو تردده ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: هرتز
التردد هو مقلوب الزمن الدوري هرتز.
بندول بسيط طوله وزمنه الدوري . إذا أصبح طوله ، فإن زمنه الدوري الجديد يصبح:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
بما أن ، فإن زيادة الطول بمقدار مرات تجعل الزمن الدوري يزداد بمقدار مرة.
ما قيمة القوة الرادة للبندول البسيط عند مروره بوضع الاتزان؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: صفر
عند وضع الاتزان تكون الإزاحة ، ومن معادلة الحركة ، تكون العجلة والقوة صفراً.
بندول بسيط طوله ، إذا زادت كتلته إلى الضعف مع بقاء طوله ثابتاً، فإن زمنه الدوري:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: لا يتغير
الزمن الدوري للبندول البسيط مستقل تماماً عن كتلة الجسم المعلق.
في تجربة قياس باستخدام بندول بسيط، إذا قسنا تأرجحة في ثانية، فما الزمن الدوري ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: ثانية
ثانية.
ما هي وحدة قياس الزمن الدوري في النظام الدولي؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: ثانية
الزمن الدوري هو زمن دورة واحدة ويقاس بالثانية.
القوة الرادة في البندول البسيط المزاح بزاوية هي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: المركبة المماسية للوزن
المركبة المماسية للقوس هي التي تعيد الثقل نحو أخفض نقطة، أما المركبة فعلى امتداد الخيط مع الشد ولا تعيده.
بندول بسيط طوله 1.0 م زمنه الدوري على الأرض نحو 2.0 ث. إذا نُقل إلى القمر حيث نحو سدس قيمتها على الأرض، فإن زمنه الدوري يصبح تقريبًا:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: 4.9 ث
، فإذا قلت إلى السدس تضاعف الزمن الدوري مرة: ث.
لكي يكون الزمن الدوري لبندول بسيط 1.0 ث على الأرض، يجب أن يكون طوله تقريبًا: (خذ م/ث²)
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: 0.25 م
من : م.
أسئلة مقالية
استنتج العلاقة الرياضية للزمن الدوري للبندول البسيط بدءاً من قانون الحركة المماسية عند الزوايا الصغيرة.
عرض نموذج الإجابة
1. نبدأ بمعادلة الحركة المماسية: . 2. عند الزوايا الصغيرة ، فتصبح . 3. بما أن ، فإن . 4. بمقارنتها بمعادلة الحركة التوافقية ، نجد أن أي . 5. بما أن ، بالتعويض نحصل على .
بندول بسيط طوله متر، احسب تردده إذا كانت عجلة الجاذبية م/ث.
عرض نموذج الإجابة
1. نحسب الزمن الدوري: ثانية. 2. التردد هو مقلوب الزمن الدوري: هرتز.
لماذا لا نعتمد على كتلة الجسم في حساب الزمن الدوري للبندول البسيط؟ وضح ذلك من خلال القوى المؤثرة.
عرض نموذج الإجابة
تؤثر قوة الجاذبية (الوزن) كقوة رادة (المركبة المماسية ). في قانون نيوتن الثاني ، نجد أن الكتلة تظهر في طرفي المعادلة ()، مما يؤدي إلى اختصارها، فتصبح العجلة مستقلة عن الكتلة.
أُجريت تجربة لقياس عجلة الجاذبية، فوجد أن بندولاً طوله متر يستغرق ثانية لعمل تأرجحة كاملة. احسب قيمة الناتجة عن هذه التجربة.
عرض نموذج الإجابة
1. الزمن الدوري ثانية. 2. المعادلة: . 3. التعويض: م/ث.
قارن بين البندول البسيط والبندول الزنبركي من حيث العوامل المؤثرة على الزمن الدوري.
عرض نموذج الإجابة
البندول البسيط: يعتمد زمنه الدوري على طول الخيط وعجلة الجاذبية فقط (). البندول الزنبركي: يعتمد زمنه الدوري على كتلة الجسم وثابت الزنبرك فقط (). كلاهما لا يعتمد على سعة الاهتزازة (في حدود الحركة التوافقية).
ماذا يحدث لحركة البندول البسيط إذا أُزيح بزاوية درجة عن الرأسي؟ وهل تنطبق عليه قوانين الحركة التوافقية البسيطة؟
عرض نموذج الإجابة
عند زاوية درجة، لا يصح التقريب لأن الزاوية كبيرة. الحركة ستكون دورية ولكنها ليست توافقية بسيطة، والزمن الدوري سيعتمد على سعة الاهتزازة (الزاوية)، لذا لا تنطبق عليه العلاقة بدقة.
بندول طوله 0.56 م أتم 20 اهتزازة كاملة في 30 ث. احسب زمنه الدوري ثم قيمة عجلة الجاذبية، واذكر لماذا نقيس زمن عدد كبير من الاهتزازات بدل اهتزازة واحدة.
عرض نموذج الإجابة
ث. ومن : م/ث². نقيس زمن عدد كبير من الاهتزازات لأن خطأ تشغيل الساعة وإيقافها ثابت تقريبًا، فيتوزع على عدد كبير من الاهتزازات ويصغر أثره في الزمن الدوري.