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.

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...

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...

 

 

تکانه و ساز و کار موشک ها

ساز و کار و مکانیزم دسته‌ای از موشک‌ها بر اساس تغییرات جرم و تغییرات تکانه ساخته شده است. به بیان دیگر سوخت داخل محفظه‌های موشک پس از احتراق و تغییر حجم نسبتاً زیاد با خروج سریع از نازل خروجی تغییر جرمی چشم گیر در ساختار موشک به وجود می‌آورد. این تغییر تکانه و به دنبال آن تغییر جرم به گونه ایست که باعث شتاب دادن به بدنه موشک می‌شود. دسته‌ای از مسائل در بخش مکانیک و سیالات مطرح می‌شوند که در آن‌ها از مقدار نیرو اعمال شده، تغییرات سرعت و مواردی از این دسته مورد سؤال قرار می‌گیرد. در ادامه به بررسی یکی از این مسائل پرداخته می‌شود. شکل زیر نمونه ای از این راکت ها را تشان می دهد.

ادامه مطلب...

• مسئله

به یکی از محفظه‌های موشک هیدروژنی با نرخ ثابت m’ هیدروژن تزریق می‌شود. هم چنین از سوی دیگر اکسیژن به مقدار کافی در محفظه وجود دارد؛ و هیدروژن به‌صورت کامل می‌سوزد و به‌صورت بخار آب خارج می‌شود. فشار و دمای گاز در این محفظه به ترتیب P و T است. مشخص کنید که در مجموع این محفظه چقدر نیرو باید تحمل کند؟

جواب در ادامه مطلب...

فشار سنجی (مانومتری)

یکی از روش های ساده برای اندازه گیری فشار سیالات در فشار کم استفاده از پیزومتر و مانومتر است. اساس کار هر دو این فشار سنج ها بر مشاهده تغییرات ارتفاع ستون مایع تعادل یافته قرار دارد. این متن به معرفی این دو فشار سنج می پردازد. باید دقت کرد که هنگامی که سیال در لوله ها در حال حرکت است، عموما منظور از فشار، فشار در محور لوله می باشد. در مورد گاز ها تفاوت فشار بین محور و جداره لوله بسیار کم است ولی در مایعات، مخصوصا در لوله های قطور این اختلاف فشار غیر قابل صرف نظر کردن است.

ادامه مطلب...

بررسی حرکت ذره در یک حفره ای به شکل نیم کره

• مسئله

یک بلوک متقارن به جرم m₁ دارای یک حفره نیم کروی به شعاع r است. روی یک سطح افقی هموار و در کنار دیواری مطابق شکل قرار دارد. جسمی به جرم m₂ بدون اصطکاک ار مکان اولیه اش در درون حفره رها می شودو بیشینه سرعت بلوک را در طی حرکت معلوم کنید.

(منبع: برگزیده مسائل فیزیک روسیه، اپتیتود)

جواب در ادامه مطلب...

گرادیان به زبان ساده

تابعی ار سه متغیر مانند دما (T(x,y,z را در نظر بگیرید.( یک دستگاه مختصات را فرض کنید و برای هر نقطه یک دما در نظر بگیرید) در اینجا هدف تعمیم مفهوم مشتق برای توابعی است که تنها به یک متغیر وابسته نیستند. 

انتظار داریم که مشق، سرعت تغییرات تابع f را در قبال یک جابه جایى کوچک معلوم کند.اما این دفعه مسئله کمی پیجیده تر است زیرا این تغییرات بستگی به جهت جابه جایی، دارد: با حرکت مستقیم به سمت بالا ممکن است تغییرات تا حدودى سریع باشد اما مثلا اگر افقى حرکت کنبم امکان دارد که با هیچ تغییری مواجه نشویم. در واقع تعدادی نامتناهی پاسخ برای سرعت تغییرات (T(x,y,z وجود دارد. ولی با مشتقات جزئی می توان بیان کرد:

که این تابع تغییرات را در در هر سه راستا نشان می دهد. به همین ترتیب می توان با نوشتن ضرب داخلی هم همین مقدار را پییدا کرد:

ادامه مطلب...

برخورد در مسیر نیم دایره ای شکل

• مسئله

مطابق شکل دو ذره با جرم های متفاوت از لبه یک مسیر نیم دایره ای رو به پایین در اثر گرانش سقوط می کنند. در پایین مسیر نیم دایره ای این دو ذره به صورت کاملا غیر کشسان برخورد می کنند و به هم می چسبند. 

الف) پس از برخورد این دو ذره ی به هم متصل شده تا چه ارتفاعی بالا می رود؟

ب) در این برخورد چه مقدار انرژی تلف شده است؟

R=2m, m=2kg, M=8kg, g=10m/s²

منبع: سوال چهارم آزمون پایانترم فیزیک یک دانشگاه علم و صنعت

جواب در ادامه مطلب...

جزوه خلاصه فیزیک عمومی 1

جزوه خلاصه فیزیک عمومی 1

در این جزوه در 7 صفحه به نکات و خلاصه درس های فیزیک عمومی 1 پرداخته شده. در این جزوه علاوه توضیحات کلی در خصوص روش های عادی حل مسائل به روش های خلاقانه و ابتکاری برای محاسبات گشتاور هم اشاره شده است.

این جزوه دارای 7 صفحه و به صورت دست نویس می باشد.

دریافت جزوه در ادامه مطلب...