حركت برمسيردايره اي
حركت يك جسم درمسير دايره اي نمونه ديگري ازحركت درصفحه يعني حركت دوبعدي است.مسيرحركت ماه به دورزمين وبرخي سيارهها به دورخورشيدتقريبا دايره اياست.دربعضي وسايل خانگي مانندلباسشويي،آب ميوه گيري و.... اجسام درون آنها درمسيردايره اي حركت مي كنند.
بررسي حركت دايره اي:
مطابق شكل زير ذره اي ...
دريك مسابقه پرش بانيزه،ورزشكارازمانع پرش باارتفاع6m بدون خطا عبورمي كند.نقش تشك رادرجلوگيري ازآسيب رسيدن به ورزشكارمورد بحث وبررسي قراردهيد.
جواب:
تشك باعث مي شودكه زمان وارد آمدن نيرو به ورزشكارهنگام افتادن برروي آن طولاني شود.باتوجه به رابطه ،Dpثابت است(زيرا Dv وmيعني جرم ورزشكارثابت هستند)باافزايش Dt ...
تكانه يااندازه حركت
براي متوقف كردن اجسام درحال حركت نيرو لازم است.تجربه نشان مي دهداين نيروباجرم وسرعت جسم متناسب است.كميتي بنام تكانه يا اندازه حركت اين بستگي رانشان مي دهد.لذابنا به تعريف تكانه يك جسم،حاصلضرب جرم جسم درسرعت آن است.تكانه رابانماد نمايش مي دهندويكاي آن كيلوگرم متربرثانيه (kgm/s )است:
تكانه كميتي برداري است زيرا ...
مثال5:
يك قرقره رامطابق شكل مقابل برروي پايه اي نصب مي كنيم .سپس وزنه هايm1=200gr,m2=300gr راتوسط نخي سبك به يكديگر وصل مي كنيم ونخ راازشيارقرقره مي گذرانيم.شتاب حركت وزنه ها ونيروي كشش نخ رامحاسبه كنيد.اين وسيله راماشين اتوودمي نامند.
جواب:
درشكل مقابل نيروهاي وارد برجرم هاي2 m و m1 نشان داده شده اند.چون جرم نخ ،قرقره واصطكاك ناچيزاست.كشش ...
توضيح دهيد كه آيابااستفاده ازمثال قبل (مثال4)ضريب اصطكاك ايستايي جسم وسطح رامحاسبه كرد؟
جواب:
بلي باتوجه به رابطه نيروي اصطكاك ونيزنتيجه مثال4قسمت(ب)خواهيم داشت:
آزمايشي براي تعيين ضريب اصطكاك ايستايي سطح هاي مختلف با استفاده ازسطح شيب دارطراحي كنيد.
جواب:
دوتكه ازتخته الوارتهيه مي كنيم و آنها ...
مثال4:
جسمي به جرم M راروي سطح شيب داري كه باافق زاويه a مي سازد،قرارمي دهيم:
الف)شتاب حركت جسم ونيروي عمودي تكيه گاه رامحاسبه كنيد.(دراين قسمت ازاصطكاك صرفنظر كنيد).
ب)اگردراثرنيروي اصطكاك،جسم روي سطح ساكن بايستد،نيروي اصطكاك رامحاسبه كنيد.
جواب:
الف)نمودارنيروهاي واردبرجسم دراين حالت ونيز جهت گيري محورهاي مختصات ...
مثال3:
يك تابلوي تبليغاتي مطابق شكل مقابل آويزان است .وزن تابلو 300N است.كشش سيم هاي OAوOB رامحاسبه كنيد.(ازوزن سيم ها صرفنظر كنيد).
جواب:
نمودارنيروهاي وارد برنقطه O مطابق شكل مقابل است.چون نقطهO ساكن است داريم:
نتيجه مي شود:
ازحل معادله هاي بالابه دست مي آيد:
...
مثال2:
باطنابي به جرم m=200grجسمي به جرم M=3kg رابا نيروي افقي F=6.4N مي كشيم .نيروي اصطكاك بين جسم وسطح ناچيز است.فرض مي كنيم كه دراثرحركت درطناب تغييرشكل ايجادنشود.نيروي كشش طناب رادرنقطهA (محل اتصال طناب باجسم)ودرنقطه B(وسط طناب)محاسبه كنيد.
جواب:
ابتدا شتاب حركت جسم رامحاسبه مي كنيم.چون طناب وجسم به هم متصل اند وشتاب يكسان دارند،مي ...
مثال1:
جسمي به جرم m=5kg راباطنابي كه جرم ناچيزدارد.مطابق شكل مقابل مي آويزيم.نيروهاي واردبرجسم راتعيين كنيدومقدارهريك رابه دست آوريد.
جواب:
نيروهاي واردبرجسم درراستاي محور عبارتنداز:نيروي وزن(W )كه ازطرف زمين برجسم وارد مي شودونيرويي كه ازطرف طناب به جسم وارد مي شود.(T )(چون جسم ساكن است،بايدبرايندنيروهاي واردبرآن ...
استفاده ازقانونهاي نيوتندرباره حركت يك جسم دردوبعد:
درفيزيك دوديديم كه براي حل مسئله هاي ديناميك دريك بعدچه نكاتي رابايددرنظربگيريم.اكنون براي حل مسئله هاي ديناميك دردوبعدنكات زيررابايددرنظربگيريم:
1-شكل ساده اي ازجسم وتكيه گاه آنرارسم كنيد.
2-نيروهايي راكه اجسام ديگربرجسم وارد مي كنند،روي شكل مشخص كنيد.
3-دستگاه محورهاي ...
مسئله5-
ميخواهيم به جسمي كه جرمش 70kg است شتابي برابر 4.5m/s2 بدهيم . نيروي وارد بر جسم:
الف- در حالي كه جسم روي سطح افقي بدون اصطكاك حركت كند؟
ب- در حالي كه جسم در راستاي قائم به طرف بالا حركت كند؟ g= 10
الف)
F = ma
F = 70 * 4.5
F = 1001N
ب)
F – mg = ma
F – 70*10 = 70*4.5
F = 315N
سؤال:
اگر جسم به جرم m به طرف بالا حركت كند نيروي وارد بر جسم را پيدا ...
مسئله1 –
نيروي برابر با 20N به دو جسم به جرمهاي m1 = 5kg و m2 = 2kg به طور جداگانه وارد ميشود. شتابهاي هر يك از دو جسم را حساب كنيد.
F1 = m1a1
20 = 5 * a1 Þ a1 = 4 m/s2
F2 = m2a2
20 = 3a2 Þ a2 = 20÷3=6.66 m/s2
مسئله 2-
اتومبيلي به جرم 900kg در جاده اي افقي و مستقيم شروع به حركت مي كند و پس از 20 دقيقه سرعت آن به 10m/s مي رسد.
نيروي خا لص كه بر اتومبيل وارد مي شود چقدر ...
جسمي راروي سطح افقي قراردهيدوآنرابانيروي اندك بكشيدوبتدريج نيروي كشش راافزايش دهيدتااين كه جسم در آستانه حركت قرارگيردوسپس حركت كند.حال به طوركيفي نمودارتغييرات نيروي اصطكاك رابرحسب نيروي كشش،رسم كنيد.
جواب:
وقتي به جسم نيرووارد نمي شود،نيروي اصطكاك نيزبرابرصفراست.باواردشدننيرويF به جسم،نيروي اصطكاك( f)نيزازطرف ...
درشكل مقابل تصويريك موشك رامشاهده مي كنيد.براساس قانون سوم نيوتن چگونگي حركت آنراتوجيه كنيد.
جواب:
سوخت موشك هنگام اشتعال درمحفظه خوددرزمان كوتاهي حجم بسيار زيادي پيدا مي كند.درنتيجه گازمشتعل باسرعت زيادي ازقسمت پايين موشك به بيرون رانده مي شودوهنگام خروج ضربه مداوم وشديدي به موشك وبه طرف بالا وارد مي سازد كه مساوي ...
بامراجعه به آنچه درفيزيك (2)وآزمايشگاه خوانده ايد،جمله هاي زير راكامل كنيد:
1-تغييربردارسرعت در اثر....است.
2-اگردراثراعمال نيرو،جسم ساكني به حركت درآيد،درشروع حركت بردارهاي سرعت ونيرو....
3-درمسيرخميده بردارهاي سرعت ونيرو...
4-چنانچه جسمي برروي خط راستي درحركت باشد،وبرآن نيرويي هم راستا وهم سوباسرعت حركت ان اعمال شود،حركت ...