የማስፋፊያ ቀመር

የምሳሌ ጥያቄዎች እና የማስፋፊያ ቀመሮች

1. ቴርሞሜትርን ለመሙላት የሚያገለግለው ፈሳሽ ከሜርኩሪ ወይም ከአልኮል የተሰራ ነው። ይህንን ቴርሞሜትር ለመሥራት መሰረት የሆነው የለውጥ መርህ ነው...

ሀ. የሙቀት ለውጥ ምክንያት የሜርኩሪ መስፋፋት መጠን
ለ. በሜርኩሪ የሙቀት መጠን ለውጦች ምክንያት የሚመጣ የሙቀት መምጠጥ
ሐ. በሜርኩሪ ውስጥ ባለው የሙቀት መጠን ለውጥ ምክንያት የሚመጣ ግፊት
መ. በሜርኩሪ ውስጥ ባለው የሙቀት መጠን ለውጦች ምክንያት የሚመጣ መጠን

ውይይት
የአንድ ነገር መጠን የሙቀት መጠኑ ሲቀየር ይለወጣል። በአጠቃላይ የሙቀት መጠኑ ቢጨምር መጠኑ ይጨምራል፣ በተቃራኒው ደግሞ የሙቀት መጠኑ ቢቀንስ መጠኑ ይቀንሳል። ይህ ለሜርኩሪ እና ለአልኮልም ይሠራል።
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

2. በ26 የሙቀት መጠን የቢሜታል ምስልን ይመልከቱ^oሲ ከታች!

ቢሜታል ወደ 50 ሲሞቅ^oሐ፣ የተከሰቱት ክስተቶች እንደሚከተለው ነበሩ፡

የመታጠፍ አቅጣጫ እና ትክክለኛው ምክንያት የሚጠቁሙት በ...

ሀ. (1) እና (2)
ለ. (1) እና (4)
ሐ. (2) እና (3)
መ. (3) እና (4)

ውይይት
ቢሜታል የተለያዩ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት ያላቸው ሁለት የብረት ቁርጥራጮች ጥምረት ሲሆን፣ አንደኛው የብረት ክፍል የበለጠ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት ሲኖረው ሌላኛው የብረት ክፍል ደግሞ አነስተኛ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት አለው።

የብረቱ የሙቀት መጠን ቢጨምር፣ የብረቱ ርዝመት መስፋፋት (የብረቱ ርዝመት ይጨምራል) ያጋጥመዋል፣ በተቃራኒው የብረቱ የሙቀት መጠን ቢቀንስ፣ የብረቱ ርዝመት መኮማተር ያጋጥመዋል (የብረቱ ርዝመት ይቀንሳል)። ለተመሳሳይ የሙቀት መጠን መጨመር፣ ሁለቱ የብረት ቁርጥራጮች በተለያየ ርዝመት ይስፋፋሉ። ትልቅ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት ያለው ብረት ትልቅ ርዝመት መጨመር ያጋጥመዋል፣ አነስተኛ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት ያለው ብረት ደግሞ አነስተኛ ርዝመት መጨመር ያጋጥመዋል። በተመሳሳይ፣ ለተመሳሳይ የሙቀት መጠን መቀነስ፣ ሁለቱ የብረት ቁርጥራጮች በተለያዩ የርዝመት ቅነሳዎች ይቀንሳሉ። ትልቅ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት ያለው ብረት ትልቅ ርዝመት መቀነስ ያጋጥመዋል፣ አነስተኛ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት ያለው ብረት ደግሞ አነስተኛ ርዝመት መቀነስ ያጋጥመዋል።

ስለዚህ፣ የቢሜታል የሙቀት መጠን ሲጨምር፣ ከፍተኛ መጠን ያለው መስመራዊ ማስፋፊያ ያለው የብረት ስትሪፕ በትንሽ ኮፊሸንት ወደ ብረቱ ስትሪፕ ይጎነበሳል። ይህ ለምን ሆነ? ምክንያቱም ይህ ሁኔታ ከፍተኛ መጠን ያለው መስመራዊ ማስፋፊያ ያለው የብረት ስትሪፕ አነስተኛ መጠን ያለው መስመራዊ ማስፋፊያ ካለው የብረት ስትሪፕ የበለጠ እንዲረዝም ስለሚያስችለው።
በተቃራኒው፣ የቢሜታል የሙቀት መጠን ሲቀንስ፣ አነስተኛው የሊኒየር ማስፋፊያ ኮፊሸንት ያለው የብረት ስትሪፕ ወደ ብረቱ ስትሪፕ ወደ ትልቁ የሊኒየር ማስፋፊያ ኮፊሸንት ይጎነበሳል። ይህ ሁኔታ ትልቁ የሊኒየር ማስፋፊያ ኮፊሸንት ያለው የብረት ስትሪፕ አነስተኛው የሊኒየር ማስፋፊያ ኮፊሸንት ካለው የብረት ስትሪፕ አጭር እንዲሆን ያስችለዋል።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

3. ሁለት ዘንጎች መጀመሪያ ላይ እያንዳንዳቸው 10 ሜትር ርዝመት አላቸው። ሁለቱ ዘንጎች ከብረት እና ከአሉሚኒየም የተሠሩ ሲሆኑ በቅደም ተከተል 11 x 10 መስመራዊ የማስፋፊያ ኮፊሸንት አላቸው።^-6 /^oሲ እና 24 x 10^-6 /^oሐ. የሙቀት መጠኑ በ40 ከጨመረ በኋላ^oሲ፣ የብረትና የአሉሚኒየም ዘንጎች ርዝመት በቅደም ተከተል...
ሀ. 10,044 ሜትር እና 10,096 ሜትር
ቢ. 10,0044 ሜትር እና 10,0096 ሜትር
ሐ. 10,096 ሜትር እና 10,044 ሜትር
ዲ. 10,0096 ሜትር እና 10,0044 ሜትር
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የመጀመሪያ ርዝመት (ሊትር)_o) የብረት ዘንግ = 10 ሜትር
የመጀመሪያ ርዝመት (ሊትር)_o) የአሉሚኒየም ዘንግ = 10 ሜትር
የአረብ ብረት መስመራዊ መስፋፋት (α) ኮፊሸንት = 11 x 10^-6 /^oC
የአሉሚኒየም መስመራዊ መስፋፋት (α) ኮፊሸንት = 24 x 10^-6 /^oC
የሙቀት ለውጥ (ΔT) = 40^oC
ጥያቄ፡- የሙቀት መጠኑ ከጨመረ በኋላ የብረትና የአሉሚኒየም ዘንጎች ርዝመት
መልስ፡
የርዝመት ማስፋፊያ ቀመር፡
ኤል = ኤል_o + ΔL
ኤል = ኤል_o + α L_o .ቲ
የሙቀት መጠኑ ከጨመረ በኋላ የብረት አሞሌው ርዝመት፡
ኤል = ኤል_o + α L_o .ቲ
L = 10 + (11 x 10)^-6)(10)(40)
L = 10 + (11 x 10)^-6)(400)
L = 10 + (4400 x 10)^-6)
L = 10 + 0,0044
L = 10,0044 ሜትር

የሙቀት መጠኑ ከጨመረ በኋላ የአሉሚኒየም ዘንግ ርዝመት:
ኤል = ኤል_o + α L_o ΔT)
L = 10 + (24 x 10)^-6)(10)(40)
L = 10 + (24 x 10)^-6)(400)
L = 10 + (9600 x 10)^-6)
L = 10 + 0,0096
L = 10,0096 ሜትር
ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

4. የሊኒየር ማስፋፊያ α ኮፊሸንት ያለው የብረት አሞሌ በ25 የሙቀት መጠን ርዝመት l አለው^oሐ. እስከ 30 ድረስ ቢሞቅ^oሲ፣ የርዝመት Δl ጭማሪ ያጋጥመዋል። ብረቱ ከመጀመሪያው ርዝመቱ 1/3ኛ ከተቆረጠ፣ እስከ 35 የሙቀት መጠን ሲሞቅ ርዝመቱ ይጨምራል።^oሲ… ነው።
ሀ. 2/3 Δl
ቢ. 3/2 Δl
ሐ. 5/3 Δl
መ. 5/2 Δl
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
ከሆነ
የብረታ ብረት መስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት (α) = α
የብረቱ የመጀመሪያ ርዝመት (L)^o) = l
የሙቀት መጨመር (ΔT) = 30^oሲ - 25^oC = 5^oC
ከዚያ
የርዝመት መጨመር (ΔL) = Δl
ጥያቄ፡ ሎ = 1/3 ሊትር እና ΔT = 35 ከሆነ^oሲ - 25^oC = 10^oሐ ከዚያም የርዝመት መጨመር = …..?
መልስ፡
የብረት ርዝመት ለመጨመር ቀመርን በመጠቀም የብረታ ብረት መስመራዊ መስፋፋት (α) ኮፊሸንት ያሰሉ፡

የሙቀት መጠኑ ከ 25 ሲቀየር የብረቱ ርዝመት መጨመርን ለማስላት ይህንን የሊኒየር ማስፋፊያ እሴት ኮፊሸንት ይጠቀሙ።^oሲ 35 ይሆናል^oC.

ትክክለኛው መልስ ሀ.

5. በ20 የሙቀት መጠን^oሲ፣ የአሉሚኒየም ዘንግ ርዝመት 200 ሴ.ሜ ነው። እስከ 100 የሙቀት መጠን ቢሞቅ^oሐ. ርዝመቱ በ0,00384 ሜትር ይጨምራል። የሙቀት መጠኑ በ20 ከሆነ^oሐ ከተመሳሳይ የአሉሚኒየም ቁሳቁስ የተሰራ ኳስ አለ፣ ስለዚህ የኳሱ መጠን ከመጀመሪያው ኳስ መጠን በ1% እንዲጨምር፣ ኳሱ ወደ ሙቀት መሞቅ አለበት...
ሀ. 139^oC
ቢ. 159^oC
ሲ. 208^oC
መ. 228^oC
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የአሉሚኒየም ዘንግ የመጀመሪያ ርዝመት (ሊ)_o) = 200 ሴ.ሜ = 2 ሜትር
የሙቀት ለውጥ (ΔT) = 100^oሲ - 20^oC = 80^oC
የርዝመት መጨመር (Δl) = 0,00384 ሜትር
ጥያቄ፡ የኳሱ መጠን ከመጀመሪያው የኳሱ መጠን በ1% እንዲጨምር፣ ኳሱ እስከ... የሙቀት መጠን ድረስ መሞቅ አለበት።
መልስ፡
የአሉሚኒየም ዘንግ የርዝመት ኮፊሸንት ርዝመትን በፎርሙላ በመጠቀም ያሰሉ፡

የአሉሚኒየም (β) የመጠን መስፋፋት ኮፊሸንት = 3 x የቁመታዊ መስፋፋት ኮፊሸንት (α) = 3 (0,000024) = 0,000072

እንደሚታወቀው፡-
የኳሱ የመጀመሪያ መጠን = V
የአሉሚኒየም ኳስ መጠን መጨመር (ΔV) = (1%)(V) = (1/100)(V) = V/100
የሙቀት መጠን መጨመር (ΔT) = T – 20
ተጠይቋል፡ ኳሱ እስከ የሙቀት መጠን (T) ድረስ ይሞቃል = ….. ?
መልስ፡

ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

6. ክብ ቅርጽ ያለው የብረት ሳህን በመሃል ላይ ማዕከላዊ ክብ ቀዳዳዎች አሉት። ሳህኑ ሲሞቅ...
ሀ. የሳህኑ ዲያሜትር ይጨምራል እና የቀዳዳው ዲያሜትር ይቀንሳል
ለ. የሳህኑ ዲያሜትር ይቀንሳል እና የቀዳዳው ዲያሜትር ይጨምራል
ሐ. የሳህኑ ዲያሜትር ይጨምራል እና የቀዳዳው ዲያሜትር ይጨምራል
መ. የሳህኑ ዲያሜትር ይቀንሳል እና የቀዳዳው ዲያሜትር ይቀንሳል
ውይይት
የክበብ ስፋት ቀመር (A):
A = π r²
የክብ ዲያሜትር ቀመር (D):
D = 2 r
የብረት ሳህን ሲሞቅ የብረት ሳህን ስፋት (A) ይጨምራል። የብረት ሳህን ስፋት ሲጨምር የብረት ሳህን ዲያሜትር (D) ወይም ራዲየስ (r) ይጨምራል። የብረት ሳህን ዲያሜትር (D) ወይም ራዲየስ (r) ከጨመረ የቀዳዳው ዲያሜትር እና ራዲየስ ይጨምራል።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

7. የዓይን መነፅር ክፈፎች ጥንድ ከፕላስቲክ የተሠሩ ሲሆኑ 1,3 x 10 የሆነ መስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት አለው።^-4 (^oC)^-1የሌንስ ቀዳዳዎቹ ክብ ቅርጽ ያላቸው ሲሆኑ 2,2 ሴ.ሜ ራዲየስ አላቸው። የሌንስ ቀዳዳዎቹ 2,21 ሴ.ሜ ራዲየስ ያላቸውን ሌንሶች ለማስተናገድ፣ የዓይን መስታወት ፍሬሙ የሙቀት መጠኑ እስኪቀየር ድረስ መሞቅ አለበት።
ሀ. 25^oC
ቢ. 35^oC
ሲ. 45^oC
መ. 55^oC
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የፕላስቲክ መስመራዊ መስፋፋት (α) ጥምርታ = 1,3 x 10^-4 (^oC^-1)
የሌንስ ቀዳዳ ራዲየስ (r)¹) = የመጀመሪያ የሌንስ ቀዳዳ ራዲየስ = 2,2 ሴ.ሜ
ከማሞቅ በኋላ የሌንስ ቀዳዳ ራዲየስ (r)²) = 2,21 ሴ.ሜ
ጥያቄ፡ የዓይን መስታወት ፍሬም የሙቀት መጠን ለውጥ
መልስ፡
ስለዚህ የሌንስ ቀዳዳው 2,21 ሴ.ሜ ራዲየስ ባለው ሌንስ እንዲገጠም፣ ከተሞቀ በኋላ የሌንስ ራዲየስ በ2,21 ሴ.ሜ - 2,20 ሴ.ሜ = 0,01 ሴ.ሜ መጨመር አለበት።
የብረት ሳህን ስፋት መስፋፋት (β) = 2 x የመስመር መስፋፋት (α) = 2 x 1,3 x 10^{-4 o}C^-1 = 2,6x10^{-4 o}C^-1

የሙቀት ለውጦች;

ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

8. በሚከተለው ምስል ላይ፣ ከብረት በተሠሩ ሁለት የባቡር ሐዲዶች መካከል ክፍተት አለ። ይህ ክፍተት የታሰበው...
ሀ. ባቡሩ ሲያልፍ የሚፈጠረው የግጭት ኃይል ይቀንሳል።
ለ. ባቡሩ ሲያልፍ የሚፈጠረው ንዝረት ይቀንሳል።
ሐ. ብረቱ ሲሰፋ የባቡር ሐዲድ መንገዶች አይታጠፉም
መ. የባቡር ሐዲዶቹ ባቡር ሲያልፋቸው አይታጠፉም።
ውይይት
የባቡር ሀዲዶች ከብረት የተሠሩ ሲሆኑ የሙቀት መጠኑ ሲቀየር በቀላሉ ይስፋፋሉ። በሞቃት ቀን የባቡር ሀዲዶቹ የሙቀት መጠን ይጨምራል፣ ይህም እንዲስፋፉ ያደርጋል። የባቡር ሀዲዶቹ ከባቡር ጎማዎች ጋር ሲጋጩ የሙቀት መጠኑም ይጨምራል፣ ይህም እንዲስፋፉ ያደርጋል። ስለዚህ፣ በሁለት የባቡር ሀዲዶች መካከል ያለው ክፍተት ብረቱ ሲሰፋ የባቡር ሀዲዶቹ እንዳይታጠፉ ለመከላከል ይረዳል።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

9.
የኤሌክትሪክ ብረት ብረቱ የተወሰነ የሙቀት መጠን ሲደርስ ጅረቱን በራስ-ሰር የሚቆርጥ ቴርሞስታት የተገጠመለት ነው። የሙቀት መጠኑ መጨመር በምስሉ ላይ እንደሚታየው የቢሜታሊክ ስትሪፕ እንዲታጠፍ ያደርገዋል። ይህ የሚከሰተው…
ሀ. የብረት የተወሰነ ሙቀት (ለ) ከብረት የተወሰነ ሙቀት (ሀ) ይበልጣል።
ለ. የብረት የተወሰነ ሙቀት (ለ) ከብረት የተወሰነ ሙቀት (ሀ) ያነሰ ነው
ሐ. የብረታ ብረት መስመራዊ መስፋፋት (B) ኮፊሸንት ከሊኒየር መስፋፋት ኮፊሸንት (A) ይበልጣል
መ. የብረታ ብረት መስመራዊ መስፋፋት (B) ኮፊሸንት ከሊኒየር መስፋፋት ኮፊሸንት (A) ያነሰ ነው
ውይይት
ቢሜታል የተለያዩ የመስመራዊ መስፋፋት ኮፊሸንት ያላቸውን ብረት ኤ እና ብረት ቢን ያካትታል። ከላይ ባለው ምስል ላይ በመመስረት፣ የሙቀት መጠኑ ሲጨምር፣ ብረት ኤ ወደ ብረት ቢ የሚታጠፍ ይመስላል። ስለዚህ፣ በተመሳሳይ የሙቀት መጠን መጨመር፣ ብረት ኤ የበለጠ መስመራዊ መስፋፋት ሲያጋጥመው ብረት ቢ ደግሞ መስመራዊ መስፋፋት ያነሰ እንደሆነ መደምደም ይቻላል። የብረት ኤ ርዝመት መጨመር ከብረት B የበለጠ ነው፣ ስለዚህ ብረት ኤ ከብረት B የበለጠ መስመራዊ መስፋፋት አለው።
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

የጥያቄ ምንጭ፡

የጁኒየር ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት የፊዚክስ ኦኤስኤን ጥያቄዎች