۸ سوال در مورد حرکت مستقیم
۱. به عبارت زیر توجه کنید!
۱. عابران پیاده از طریق خط عابر پیاده عبور میکنند
۲. گربه دنبال موش دوید
۳. انبههای رسیده از درخت میافتند
۴. یک توپ تنیس روی یک سطح شیبدار پرتاب میشود.
عبارت بالا که شامل حرکت خطی با شتاب یکنواخت (GLBB) میشود...
الف. ۱ و ۲
ب. ۱ و ۳
ج. ۱ و ۴
د. ۲ و ۳
پمباهاسان
حرکت خطی با شتاب یکنواخت (GLBB) حرکتی با شتاب ثابت است. برای مثال، در ابتدا جسم ساکن است، پس از 1 ثانیه جسم با سرعت 1 متر بر ثانیه حرکت میکند، پس از 2 ثانیه جسم با سرعت 2 متر بر ثانیه حرکت میکند، پس از 3 ثانیه جسم با سرعت 3 متر بر ثانیه حرکت میکند. بنابراین سرعت جسم به ازای هر 1 ثانیه 1 متر بر ثانیه افزایش مییابد یا جسم شتاب 1 متر بر ثانیه را تجربه میکند . نمونههایی از حرکت خطی با شتاب یکنواخت عبارتند از: افتادن یک انبه رسیده از درخت و پرتاب یک توپ تنیس روی سطح شیبدار.
یک انبه رسیده که از درخت میافتد، حرکت سقوط آزاد با شتاب گرانشی ثابت ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه را تجربه میکند . این بدان معناست که پس از ۱ ثانیه، سرعت انبه به ازای هر ۱ ثانیه ۹.۸ متر بر ثانیه افزایش مییابد. پس از ۱ ثانیه سقوط، سرعت انبه ۹.۸ متر بر ثانیه میشود، پس از ۲ ثانیه سقوط سرعت انبه ۲ ضربدر ۹.۸ متر بر ثانیه میشود که برابر با ۱۹.۶ متر بر ثانیه میشود و به همین ترتیب ادامه مییابد.
یک توپ تنیس که از روی سطح شیبدار پرتاب میشود نیز با شتاب گرانشی ثابت حرکت میکند، اما مقدار شتاب کمتر از ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه است زیرا به شیب تخته نیز بستگی دارد.
جواب صحیح D است.
۲. نتایج زیر حاصل از تایپ کردن با استفاده از tickertimer از یک آزمایش حرکت است! حرکت خطی یکنواخت و حرکت خطی با شتاب یکنواخت به ترتیب در شکل شماره ... نشان داده شده است.
الف. ۱ و ۲
ب. ۱ و ۳
ج. ۱ و ۴
د. ۲ و ۳
پمباهاسان
تیکرتیمر هر ۱ ثانیه یک نقطه ایجاد میکند، به طوری که از یک نقطه به نقطه دیگر، فاصله زمانی یکسانی، یعنی یک ثانیه، طول میکشد.
اگر فاصله بین هر نقطه همیشه یکسان باشد، سرعت جسم ثابت است (حرکت مستقیم یکنواخت).
اگر فاصله بین هر نقطه کمتر باشد، سرعت جسم کمتر میشود (حرکت مستقیم با تغییر یکنواخت کند میشود).
اگر فاصله بین هر نقطه بیشتر باشد، سرعت جسم بیشتر است (حرکت خطی با شتاب یکنواخت)
با توجه به تصویر و توضیحات بالا، میتوان نتیجه گرفت که:
شکل ۱: حرکت مستقیم یکنواخت
شکل ۲: حرکت خطی با شتاب یکنواخت
شکل ۳: حرکت خطی با شتاب یکنواخت و کاهش شتاب
شکل ۴: حرکت خطی با شتاب یکنواخت
بنابراین، حرکت مستقیم یکنواخت در شکل ۱ و حرکت مستقیم با شتاب یکنواخت در شکل ۴ نشان داده شده است.
جواب صحیح B است.
۳. به نتایج تایمر تیکنر از آزمایش زیر توجه کنید! کدام یک حرکت خطی با شتاب یکنواخت است؟
پمباهاسان
تیکرتیمر هر ثانیه یک نقطه ایجاد میکند، به طوری که از یک نقطه به نقطه دیگر، فاصله زمانی یکسانی، یعنی یک ثانیه، طول میکشد.
اگر فاصله بین هر نقطه همیشه یکسان باشد، سرعت جسم ثابت است (حرکت مستقیم یکنواخت).
اگر فاصله بین هر نقطه کمتر باشد، سرعت جسم کمتر میشود (حرکت مستقیم با تغییر یکنواخت کند میشود).
اگر فاصله بین هر نقطه بیشتر باشد، سرعت جسم بیشتر است (حرکت خطی با شتاب یکنواخت)
با توجه به تصویر و توضیحات بالا، میتوان نتیجه گرفت که:
شکل الف: حرکت خطی با شتاب یکنواخت
شکل ب: حرکت خطی با شتاب یکنواخت ابتدا کند و سپس شتاب میگیرد.
شکل ج: حرکت خطی با شتاب یکنواخت
شکل D: حرکت مستقیم یکنواخت
جواب صحیح الف است.
۴. کودکی همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، بدون اینکه دوچرخهاش را رکاب بزند، روی جاده به جلو میغلتد.
نوعی حرکت خطی با شتاب یکنواخت (GLBB) که هنگام عبور دوچرخه از روی یک ریل رخ میدهد...
پمباهاسان
AB = دوچرخه نه به دلیل رکاب زدن، بلکه به دلیل شتاب گرانشی ثابتی که تجربه میکند، سر میخورد. دوچرخه شتاب گرانشی ثابتی را تجربه میکند، به این معنی که سرعت آن به دلیل نیروی گرانشی که آن را به سمت پایین میکشد، به طور منظم افزایش مییابد. بنابراین این حرکت نمونهای از حرکت خطی با شتاب یکنواخت (GLBB) است.
CD = هنگام حرکت از C به D، دوچرخه کاهش سرعت گرانشی ثابتی را تجربه میکند. کاهش سرعت گرانشی ثابت به این معنی است که سرعت دوچرخه به دلیل نیروی جاذبه که آن را به سمت پایین میکشد، به طور منظم کاهش مییابد. بنابراین این حرکت نمونهای از حرکت خطی با شتاب یکنواخت (GLBB) با کاهش سرعت است.
جواب صحیح D است.
۵. نموداری که رابطه بین مسافت و زمان را در حرکت مستقیم یکنواخت نشان میدهد...
پمباهاسان
شرح نمودار: s = مسافت، t = زمان
جواب صحیح الف است.
۶. جسمی در عرض ۵ دقیقه ۶۰ متر حرکت میکند. سرعت جسم را در سیستم بینالمللی واحدها محاسبه کنید!
پمباهاسان
معلوم است که:
سیستم بینالمللی واحدها برای زمان، ثانیه است، نه دقیقه، بنابراین دقیقهها به ثانیه تبدیل میشوند.
فاصله زمانی (t) = 5 دقیقه = 5 (60 ثانیه) = 300 ثانیه
فاصله (ها) = ۱۵۰ متر
پرسیده شد: سرعت (v)
پاسخ:
فرمول سرعت:
v = ثانیه / ثانیه
v = 60 متر / 300 ثانیه
v = 0,2 متر بر ثانیه
بنابراین سرعت جسم در سیستم بینالمللی واحدها 0,2 متر بر ثانیه است. متر، واحد سیستم بینالمللی واحدها برای مسافت است، در حالی که ثانیه، واحد سیستم بینالمللی واحدها برای زمان است.
۷. شکل زیر شکلی از حرکت خطی با شتاب یکنواخت است...
الف) قطار در حال حرکت
ب. یک ماشین پارک شده
ج. افرادی که مدام در حال دویدن هستند
د. نارگیلهایی که از درختان میافتند
پمباهاسان
حرکت خطی با شتاب یکنواخت، حرکتی است که جهت ثابتی دارد، به طوری که مسیر حرکت مستقیم است و سرعت جسم به طور پیوسته افزایش مییابد. برای مثال، سرعت جسم هر ۱ ثانیه ۲ متر بر ثانیه افزایش مییابد، سپس پس از ۲ ثانیه، سرعت جسم ۴ متر بر ثانیه میشود، پس از ۳ ثانیه سرعت جسم ۶ متر بر ثانیه میشود و به همین ترتیب. در این حالت، گفته میشود که جسم شتاب ثابت ۲ متر بر ثانیه بر ثانیه یا ۲ متر بر ثانیه را تجربه میکند.
الف. قطار در حال حرکت، سرعت و جهت متغیری دارد، بنابراین حرکت آن به صورت یکنواخت و مستقیمالخط نیست.
ب. یک ماشین پارک شده متحرک محسوب نمیشود زیرا ماشین ساکن است.
ج. افرادی که به طور پیوسته میدوند، اگر جهت و سرعت ثابتی داشته باشند، در حرکت یکنواخت و مستقیمالخط هستند.
د. میوه نارگیلی که از درخت میافتد، جهت ثابتی دارد و سرعت آن به طور مداوم با شتاب گرانش ۹.۸ متر بر ثانیه افزایش مییابد . این بدان معناست که سرعت نارگیل هر ۱ ثانیه ۹.۸ متر بر ثانیه افزایش مییابد، پس از ۲ ثانیه سرعت نارگیل ۱۹.۶ متر بر ثانیه میشود، پس از ۳ ثانیه سرعت نارگیل ۲۹.۴ متر بر ثانیه میشود و به همین ترتیب ادامه مییابد.
جواب صحیح D است.
۸. به وقایع زیر در زندگی روزمره توجه کنید!
۱. توپی که از روی یک سطح شیبدار و لغزنده به پایین میغلتد
۲. شخصی بدون رکاب زدن، دوچرخه سواری کرده و از تپه ای پایین می آید.
۳. توپ بیسبال به صورت عمودی به سمت بالا پرتاب میشود تا به بالاترین نقطه خود برسد.
۴. توپ پینگ پنگ روی شنها میغلتد
این رویداد که نمونهای از GLBB شتابیافته است، با عدد ... نشان داده شده است.
الف. (1) و (2)
ب. (1) و (3)
ج. (2) و (4)
د. (3) و (4)
پمباهاسان
۱. توپی که از روی یک سطح شیبدار و لغزنده به پایین میغلتد
این نمونهای از حرکت خطی با شتاب یکنواخت است که در آن توپ به دلیل شتاب گرانشی ثابت به پایین میغلتد.
۲. شخصی بدون رکاب زدن، دوچرخه سواری کرده و از تپه ای پایین می آید.
این نمونهای از حرکت خطی با شتاب یکنواخت است که در آن دوچرخه به دلیل شتاب گرانشی ثابت به سمت پایین حرکت میکند.
۳. توپ بیسبال به صورت عمودی به سمت بالا پرتاب میشود تا به بالاترین نقطه خود برسد.
این نمونهای از حرکت عمودی رو به بالا است که در آن توپ تحت تأثیر گرانش، کاهش سرعت ثابتی را تجربه میکند. این کاهش سرعت (کاهش سرعت) باعث میشود توپ قبل از بازگشت به سطح زمین، در حداکثر ارتفاع خود متوقف شود.
۴. توپ پینگ پنگ روی شنها میغلتد
این مثالی از حرکت خطی با شتاب یکنواخت نیست.
جواب صحیح الف است.
