الفيزياء: الميكانيكا والكهرباء والموجات والفيزياء الحديثة
يقيس هذا القسم فهمك للميكانيكا (قوانين نيوتن، الحركة الدورانية، الزخم)، والكهرباء والمغناطيسية، والموجات، والفيزياء الحديثة، والديناميكا الحرارية. ويُطلب منك غالباً اختيار القانون المناسب ثم التعويض بوحدات SI، فالوحدات الخاطئة تُفسد الحل حتى لو كان القانون صحيحاً.
قواعد أساسية
- القانون الثاني لنيوتن: ΣF = m·a، والوزن W = m·g حيث g ≈ 9.8 m/s².
- حفظ الزخم في التصادم: m₁v₁ + m₂v₂ = m₁u₁ + m₂u₂.
- قانون أوم مع مقاومة داخلية: ε = I(R + r)، والقدرة P = I²R.
- طاقة الفوتون: E = hf، وشرط الانبعاث الكهروضوئي hf ≥ W.
- سرعة الموجة: v = f·λ، والعلاقة بين التردد والدور T = 1/f.
- الكفاءة = الطاقة النافعة ÷ الطاقة الداخلة × 100%.
مثال محلول
جسم كتلته 2 kg يتحرك بسرعة 3 m/s فيصطدم بجسم ساكن كتلته 1 kg ويلتحمان معاً. من حفظ الزخم: 2×3 + 0 = (2+1)×v، إذن v = 2 m/s. الطاقة الحركية قبل التصادم = ½×2×3² = 9 J، وبعده = ½×3×2² = 6 J. إذن الفقد في الطاقة الحركية 3 J تحول إلى صور أخرى (حرارة وتشوه)، والتصادم غير مرن.
أخطاء شائعة
- خلط الكتلة بالوزن، أو استخدام g = 10 m/s² عندما يطلب السؤال 9.8.
- إهمال إشارات السرعة في التصادمات أحادية البعد.
- نسيان المقاومة الداخلية للبطارية في حساب التيار.
- الخلط بين التردد والطول الموجي في v = fλ.
- عدم تحويل الوحدات (سم إلى م، غرام إلى كغ) قبل التعويض.