شلیک گلوله در رودخانه

از کف یک رودخانه به عمق h یک گوی فلزی با سرعت ₀u به سمت بالا شلیک می‌شود. به دلیل خاصیت چسبندگی، آب از خود مقاومتی در برابر حرکت گلوله در راستای عمودی از خود نشان می‌دهد، نیروی واردشده از سمت آب به گلوله در حال حرکت متناسب با جرم و سرعت گلوله است. همان‌طور که در شکل مشخص‌شده در آب رودخانه به سمت چپ در حال حرکت است. پروفیل سرعت رسم شده سرعت آب را در هر عمق بیان می‌کند. در این مسئله فرض می‌شود که گلوله در جهت افقی سرعتی برابر با سرعت جریان آب دارد و سرعت آن در راستای افقی از رابطه Vx=y*V1/h پیروی می‌کند. ابتدا سرعت گلوله و مکان گلوله را برحسب زمان بیابید و پس‌ازآن دیاگرامی حدودی از مسیر حرکت گلوله در آب را رسم کنید. آیا ممکن است گلوله از آب خارج نشود؟

جواب را در ادامه مطلب مشاهده کنید.

سرعت حرکت لکه نور

در دستگاه شکل آینه طور یکنواخت حول محوری که نقطه O می‌گذرد دور خودش می‌چرخد و درو هر چرخش آن T  است. لیزری پرتو نوری را به نقطه O می‌تاباند. نور بازتابیده روی دیوار یک لکه نورانی متحرک ایجاد می‌کند. در لحظه‌ای که نور از نقطه H عبور می‌کند، سرعت آن چقدر است؟(منبع: دوره سی و دوم المپیاد دانش آموزی فیزیک)

برای مشاهده جواب به ادامه مطلب مراجعه کنید.

مسئله پرتاب گلوله

گلوله‌ای با سرعت اولیه v₀  از لبه پرتگاهی کاملاً عمودی به سمت بالا پرتاب می‌شود. اگر اندازه سرعت گلوله زمانی که در ارتفاع h از لبه پرتگاه قرار دارد، n برابر اندازه سرعت آن هنگامی‌که به‌اندازه 2h پایین‌تر از لبه پرتگاه  در حال سقوط است باشد، ارتفاع اوج این گلوله را برحسب n و h بیابید. چه n هایی برای این مسئله قابل‌قبول است؟ از تمام اتلاف‌ها صرف‌نظر کنید. (مشابه سؤال حرکت‌شناسی دوره ۳۲ المپیاد دانش‌آموزی فیزیک)

ادامه مطلب و مشاهده جواب مسئله...

مسئله تخمین: انرژی خورشیدی

روی سقف خانه‌ای تعدادی پنل خورشیدی، کاملاً افقی و بدون زاویه روی سطحی صاف و بدون مانع قرارگرفته‌اند. مساحت کل ای صفحات ۵ مترمربع و بازدهی آن‌ها حدود ۲۰ درصد است. با فرض این‌که خورشید دقیقاً از وسط آسمان عبور کند، این صفحات خورشیدی دمای چند لیتر آب را تا ۵۰ درجه می‌تواند افزایش دهد؟ خورشید به یک سطحی که عمود بر جهت تابش آن قرارگرفته ۱۰۰۰ ژول به ازای واحد زمان و به یک مترمربع می‌تابد.

جواب، در ادامه مطلب...

مقاومت هوا

در این مطلب توضیحاتی پیرامون مقاومت هوا و نحوه محاسبه آن داده خواهد شد و پس‌ازآن به بررسی یک مسئله سقوط آزاد به در نظر گرفتن مقاومت هوا پرداخته می‌شود. هنگامی‌که جسمی در یک سیال به حرکت دربیاید، از سمت سیال به جسم، در خلاف جهت حرکت جسم نیرویی به جسم وارد می‌شود که از حرکت آن ممانعت می‌کند، زمانی که سیالی که جسم در آن به حرکت درمی‌آید، هوا باشد به این نیرو، نیروی درگ یا مقاومت هوا اطلاق می‌شود. اندازه نیروی مقاومت هوا معمولاً تابعی از سرعت جسم، خواص سیال و هندسه جسم است و همان‌طور که گفته شد، مانند اصطکاک جهت این نیرو همواره در خلاف جهت حرکت خواهد بود.

ادامه مطلب...

کسب درامد از فیزیک

معمولاً رشته‌های محض مانند ریاضی و فیزیک در جامعه به‌عنوان رشته‌هایی شناخته می‌شوند که چندان کاربردی نیستند. از سوی دیگر به دلیل این‌که این رشته‌ها بیشتر تحقیقاتی هستند، مردم تصور می‌کنند که تنها در صورتی رشته‌های محض پردرآمد خواهند بود که یک پژوهشکده خاص از آن‌ها حمایت کند. همین دیدگاه‌ها موجب شد تا به‌عنوان یک علاقه‌مند به رشته فیزیک، مدتی تحقیق کنم تا ببینم آیا این دیدگاه‌ها درست است یا صرفاً یک باور اشتباه رایج است. در ادامه به چند راه کسب درامد از رشته فیزیک توضیح داده می شود

ادامه مطلب...

 

 

دستگاه مختصات عمودی مماسی

در دستگاه عمودی مماسی نحوه حرکت ذره در فضا توسط یک بردار مماس بر مسیر و دو بردار عمود بر مسیر گزارش می‌شود. در این در دستگاه مختصات، بردارهای معرف مسیر راستای سرعت، پیچش و چرخش ذره را مشخص می‌کند که در ادامه هرکدام به‌تفصیل شرح داده می‌شود. بردار مماس بر مسیر به این صورت به‌سرعت و بردار مکان مرتبط می‌شود:

ادامه مطلب....

تعیین مرز محدوده سایه

مسئله

یک منبع نور نقطه‌ای روی یک صفحه افقی قرار دارد، این منبع تمام اطراف خودش را تا نقاط بسیار دور را روشن می‌کند. در نزدیکی این منبع نور یک جسم کدر مطابق شکل قرار می‌گیرد و مانع روشن شدن قسمتی از صفحه می‌شود. منبع از مرکز جسم کدر به‌اندازه r فاصله دارد و شعاع جسم کدر هم برابر با R است.

الف) برحسب شعاع جسم کدر و فاصله منبع از آن مشخص کنید که چه کسری از صفحه تاریک می‌ماند.

ب) معادله مرزهای قسمت تاریک را بیابید

 

جواب در ادامه مطلب...

مسئله: فاصله قطرات باران

مسئله

در اثر بارش باران، از دو روزنه ایجاد شده در سقف کارگاهی به ارتفاع h  قطرات آب روی زمین می‌چکد. هنگامی که قطره با شماره n (قطره n ام) از سوراخ اول جدا می‌شود قطره اول روی زمین برخورد می‌کند و هنگامی که قطره‌ای با شماره m از سطح سوراخ دوم جدا می‌شود قطره اول رها شده از سوراخ دوم روی زمین بر خورد می‌کند. اگر اولین قطره از دو روزنه ایجاد شده در سقف هم‌زمان باهم رها شوند، فاصله قطره دوم که از سوراخ اول رها شده از قطره m-1 که از سوراخ دوم رها شده چقدر است؟ (برحسب m و n)

جواب در دامه مطلب...

کوانتش انرژی (قسمت دوم)

همان‌طور که در مطالب گذشته اشاره شد در قرن نوزدهم دانشمندان برای استخراج روابط از منحنی تابش جسم سیاه تلاش‌های بسیاری کردند و نهایتاً ماکس پلانک با رفع مشکل فاجعه فرا بنفش» رابطه‌ای درست برای این منحنی ارائه داد. این رابطه با ایجاد تغییر بر روابطِ وین و رایلی-جینز به دست آمد؛ که این رابطه به این فرم است:

رای تعیین ثوابت a و b پلانک در هنگام رخ دادن فاجعه فرابنفش، از یک حیله ریاضی استفاده کرد...

ادامه مطلب...

ماکس پلانک