الفرض الأول في العلوم الفيزيائية للفصل الأول، السنة الثانية متوسط

حل التمرين الأول (6 نقاط)

1. كتلة الزيت (1 ن)

$m_{\text{زيت}} = 131{,}0 - 85{,}0 = 46{,}0\ \text{g}$
(0,5 ن للعلاقة، 0,5 ن للنتيجة مع الوحدة)

2. الكتلة الحجمية للزيت (2 ن)

$V = 50\ \text{mL} = 50\ \text{cm}^3$

$\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{46}{50} = 0{,}92\ \text{g/cm}^3$ (1 ن: 0,5 للعلاقة و0,5 للنتيجة)

بالتحويل: $\rho = 0{,}92 \times 1000 = 920\ \text{kg/m}^3$ (1 ن)

3. انصهار الجليد (3 ن)

• التغير هو الانصهار. (0,5 ن)
• كتلة الماء الناتج $90\ \text{g}$ لأن الكتلة تنحفظ أثناء تغير الحالة الفيزيائية. (1 ن)
• $V = \dfrac{m}{\rho} = \dfrac{90}{1} = 90\ \text{cm}^3$ (1 ن: 0,5 للعلاقة و0,5 للنتيجة)
• حجم الماء الناتج ($90\ \text{cm}^3$) أصغر من حجم الجليد ($100\ \text{cm}^3$)، أي أن الحجم نقص أثناء الانصهار. (0,5 ن)

حل التمرين الثاني (6 نقاط)

1. مخطط الدارة (1,5 ن)

يُرسم المخطط بالرموز الاصطلاحية كما يلي:

• المولد والقاطعة $K$ والأمبير متر مربوطة على التسلسل في الفرع الرئيسي. (0,5 ن)
• المصباحان $L_1$ و$L_2$ في فرعين متوازيين، يلتقيان في عقدتين تربطان الفرعين بالفرع الرئيسي. (0,5 ن)
• دارة مغلقة، ورموز صحيحة ومرتبة. (0,5 ن)

2.

1. العيار الأنسب هو $0{,}5\ \text{A}$ ، لأنه أكبر من الشدة المتوقعة $0{,}4\ \text{A}$ وأقرب إليها، فيكون القياس دقيقًا دون إتلاف الجهاز. (0,5 ن)
2. $I = \dfrac{\text{العيار} \times \text{القراءة}}{\text{عدد التدريجات}} = \dfrac{0{,}5 \times 90}{100} = 0{,}45\ \text{A}$ (1 ن: 0,5 للعلاقة و0,5 للنتيجة مع الوحدة)

3. شدة التيار في $L_2$ (1,5 ن)

$I_1 = 200\ \text{mA} = 0{,}2\ \text{A}$ (0,5 ن)

قانون الفروع: شدة التيار في الفرع الرئيسي تساوي مجموع شدتي التيار في الفرعين: $I = I_1 + I_2$ (0,5 ن)

$I_2 = I - I_1 = 0{,}45 - 0{,}2 = 0{,}25\ \text{A}$ (0,5 ن)

4. احتراق $L_1$ (1,5 ن)

• يبقى المصباح $L_2$ مضيئًا لأن فرعه ما زال مغلقًا ومستقلًا عن فرع $L_1$. (0,5 ن)
• لم يعد يمر تيار في فرع $L_1$، فتصبح $I = I_2 = 0{,}25\ \text{A}$ ، أي أن الأمبير متر يشير إلى $0{,}25\ \text{A}$. (1 ن: 0,5 للقيمة، 0,5 للتعليل)

حل الوضعية الإدماجية (8 نقاط)

1. نوع التركيب (2 ن)

يختار سليم التركيب على التفرع (0,5 ن). في هذا التركيب يكون لكل مصباح فرع خاص به، فإذا احترق أحدها أو فُصل بقي الآخران مضيئين (1 ن)، بينما في التركيب على التسلسل ينطفئ الجميع بتعطل مصباح واحد (0,5 ن).

2. شدة التيار الكلية (3 ن)

حسب قانون الفروع: $I = I_1 + I_2 + I_3$ (1 ن)

$I = 0{,}25 + 0{,}25 + 0{,}25 = 0{,}75\ \text{A}$ (0,5 ن)

بما أن $0{,}75\ \text{A} > 0{,}5\ \text{A}$ ، فلا يمكن للمولد تشغيل المصابيح الثلاثة معًا دون أن يتلف. (0,75 ن)

الحل المقترح: تشغيل مصباحين فقط ($I = 0{,}5\ \text{A}$) أو استعمال مولد يتحمل شدة أكبر من $0{,}75\ \text{A}$. (0,75 ن)

3. كتلة الزيت وإمكانية النقل (3 ن)

$V = 5\ \text{L} = 5\ \text{dm}^3 = 0{,}005\ \text{m}^3$ (0,5 ن)

$m = \rho \times V = 920 \times 0{,}005 = 4{,}6\ \text{kg}$ (1,5 ن: 1 للعلاقة و0,5 للنتيجة مع الوحدة)

الكتلة الكلية: $4{,}6 + 0{,}5 = 5{,}1\ \text{kg}$ (0,5 ن)

بما أن $5{,}1\ \text{kg} > 5\ \text{kg}$ ، فلا يستطيع نقل العلبة مملوءة دفعة واحدة على الدراجة، لأن الحمولة تتجاوز الحد المسموح. (0,5 ن)