موضوع امتحان بكالوريا 2024 في العلوم الفيزيائية مع الحل – شعبة علوم تجريبية

📌 التمرين الأول (07 نقاط)

نعتبر جسماً نقطياً كتلته m = 2 kg يتحرك على مستوي أفقي خشن بمعامل احتكاك μ_d. يخضع الجسم لقوة أفقية F = 10 N. نعطي g = 10 m/s².

1. مثل القوى المؤثرة على الجسم.
2. بين أن تسارع الجسم a = (F − μ_dmg)/m.
3. إذا كان μ_d = 0.2، احسب a.
4. احسب سرعة الجسم بعد 5 s إذا انطلق من السكون.

📌 التمرين الثاني (06 نقاط)

نعتبر دارة كهربائية تتكون من مولد قوته المحركة الكهربائية E = 12 V ومقاومة داخلية r = 1 Ω، موصول على التوالي مع مكثف سعته C = 100 μF ومقاومة R = 4 Ω.

1. أوجد ثابت الزمن τ للدارة.
2. أوجد قيمة التيار I₀ عند اللحظة t = 0.
3. أوجد قيمة الشحنة القصوى Q_max للمكثف.
4. أوجد الطاقة المخزنة في المكثف عندما يكون مشحوناً بالكامل.

🔹 حل التمرين الأول

1. القوى: F→ (قوة السحب)، f→ (قوة الاحتكاك)، P→ (الوزن)، R→ (رد الفعل).
2. العلاقة: F − f = ma، f = μ_dN = μ_dmg ⇒ a = (F − μ_dmg)/m.
3. التسارع: a = (10 − 0.2 × 2 × 10)/2 = (10 − 4)/2 = 3 m/s²
4. السرعة: v = a·t = 3 × 5 = 15 m/s

🔹 حل التمرين الثاني

1. ثابت الزمن: τ = RC = 4 × 100 × 10⁻⁶ = 0.4 ms
2. التيار الابتدائي: I₀ = E/R = 12/4 = 3 A
3. الشحنة القصوى: Q_max = CE = 100 × 10⁻⁶ × 12 = 1.2 mC
4. الطاقة: E = ½ Q_max²/C = ½ × (1.2 × 10⁻³)²/10⁻⁴ = 7.2 mJ