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...

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....

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...

مسئله حرکت روی سطح شیبدار

مسئله

مطابق شکل، یک جعبه در پایین سطح شیب‌داری قرار دارد. روی این سطح شیب‌دار یک سطح غیر صیقلی با ضریب اصطکاک ۰٫۴ وجود دارد که از ارتفاع ۲ متری از زمین شروع شده و به‌اندازه ۰٫۷۵ متر روی سطح شیب‌دار امتداد یافته است. به یک جعبه در پایین سطح شیب‌دار سرعت اولیه‌ای براثر با ۸ متر بر ثانیه داده می‌شود. این سطح شیبدار با افق زاویه ای برابر با ۳۰ درجه می سازد. آیا این جعبه از سطح غیر صیقلی عبور می‌کند؟ در صورت مثبت بودن جواب سرعت جعبه را در نقطه پایانی سطح شیب‌دار (B) مشخص کنید. در صورت منفی بودن جواب معین کنید که این جعبه تا چه ارتفاعی بالا می‌رود؟

جواب در ادامه مطلب...

مثالی از تحلیل نمودار سرعت زمان

• مسئله

متحرکی بر روی یک مسیر یک بعدی از مکان اولیه x=16m بر اساس نمودار زیر شروع به حرکت می کند. اگر در زمان t روی نمودار فاصله متحرک از مبدا 5 برابر افزایش داشته باشد، مقدار t را با توجه با اعداد مشخص شده روی نمودار بیابید.

جواب در ادامه مطلب...

مقایسه دو مسیر برای پایین آمدن از سطح شیبدار

• مسئله

دو جسم کوچک از نقطه A بدون سرعت اولیه از روی سطح شیبدار  رها می شوند و روی دو مسیر بدون اصطکاک سر می خورند تا به نقطه C برسند. جسم اول از روی سطح شیبدار پایین می آید و جسم دوم از یک مسیر پله مانند بدون آن که سرعتش در نقاط شکستگی مسیر کاهش بیابد به نقطه C می رسد. اگر در مسیر ذره دوم تنها یک شکستگی با شد چه مدت طول می کشد تا به زمین برسد؟ اگر درمسیر n شکستگی وجود داشت، جواب چه تفاوتی می کرد؟ برای این که هر دو ذره با هم به زمین برسند زاویه سطح شیبدار را بر اساس n بیابید.

جواب در ادامه مطلب...

بررسی مکانیزم میل لنگ

در بسیاری از سیستم های انتقال نیرو به یک مکانیزم برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی نیاز داریم. برای این تبدیل مکانیزم های بسیار متفاوت و خلاقانه ای وجود دارد. در اینجا سعی میکنیم تا به طور مختصر در مورد یکی از این مکانیزم ها معادلات سینماتیکی و دینامیکی را بدست بیاوریم. مکانیزم تبدیل حرکت دورانی به خطی میل لنگ در بسیاری از موتور ها کاربرد دارد. برای شروع محاسبات سینماتیکی ابتدا...

ادامه مطلب...

در تصویر زیر نحوه انتقال نیرو و تغییر نوع حرکت را می توانید مشاهده کنید.

ادامه مطلب...

مسئله سقوط در شاره

• مسئله

گلوله ای با سرعت اولیه v در یک شاره سقوط می کند. اگر در حین سقوط برایند نیرو ها شتابی برابر با kvⁿبه آن بدهند.(n>2) سرعت و مکان این جسم را در هر لحظه بیابید.

 

 

جواب در ادامه...