فیزیک

ویژگی‌های ماده

ریاضی 1400

فشار در شاره‌ها

61 در شکل زیر، دو مایع به حالت تعادل قرار دارند. اگر چگالی آنها $ρ_{1} = 1 / 2 \frac{g}{c m^{3}}$ و $ρ_{2} = 1 \frac{g}{c m^{3}}$ باشد، فشار پیمانه‌ای گاز چند پاسکال است؟ ( $g = 10 \frac{N}{k g}$ )

$3000$
$3600$
$5000$
$5800$

پاسخ: گزینۀ 1

فشار پیمانه‌ای برابر است با

P_{گاز} - P_{0}

h_{1} = 50 c m = 0 / 5 m, h_{2} = 90 c m = 0 / 9 m

ρ_{1} = 1 / 2 \frac{g}{c m^{3}} = 1200 \frac{k g}{m^{3}}

ρ_{2} = 1 \frac{g}{c m^{3}} = 1000 \frac{k g}{m^{3}}

P_{A} = P_{B} \Rightarrow P_{گاز} + ρ_{1} g h_{1} = ρ_{2} g h_{2} + P_{0}

\Rightarrow P_{گاز} - P_{0} = ρ_{2} g h_{2} - ρ_{1} g h_{1} = g (ρ_{2} h_{2} - ρ_{1} h_{1})

\Rightarrow P_{گاز} - P_{0} = 10 ((1000 \times 0 / 9) - (1200 \times 0 / 5))

\Rightarrow P_{گاز} - P_{0} = 10 (900 - 600) = 3000 P a

تجربی 1400

فشار در شاره‌ها

62 درون لولۀ U شکلی که به یک مخزن محتوی گاز وصل شده است، جیوه به چگالی $13600 \frac{k g}{m^{3}}$ و مایعی به چگالی $ρ$ وجود دارد. اگر فشار هوای بیرون لوله $10^{5} P a$ باشد، $ρ$ چند کیلوگرم بر متر مکعب است؟ ( $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ )

$1000$
$1500$
$2000$
$2500$

پاسخ: گزینۀ 3

h_{جیوه} = 20 c m = 0 / 2 m

h = 36 c m = 0 / 36 m

P_{گاز} = 80 k P a = 0 / 8 \times 10^{5} P a

P_{A} = P_{B} \Rightarrow ρ_{جیوه} g h_{جیوه} + P_{گاز} = ρ g h + P_{0}

\Rightarrow (13600 \times 10 \times 0 / 2) + (0 / 8 \times 10^{5}) = (ρ \times 10 \times 0 / 36) + 10^{5}

\Rightarrow 3 / 6 ρ = 27200 - 20000 = 7200

\Rightarrow ρ = 2000 \frac{k g}{m^{3}}

تألیفی

شناوری

63 یک جسم کروی به شعاع $20 c m$ و جرم $5 k g$ را به طور کامل داخل آب فرو می‌بریم. نیروی شناوری و وضعیت نهایی جسم کدام است؟ (‎ $π ≃ 3$ ، $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ ، $ρ_{آب} = 1 \frac{g}{c m^{3}}$ )

$50 N$
، غوطه‌ور
$320 N$
، شناور
$50 N$
، شناور
$320 N$
، غوطه‌ور

پاسخ: گزینۀ 2

r = 29 c m = 2 \times 10^{- 1} m, ρ_{آب} = 1 \frac{g}{c m^{3}} = 10^{3} \frac{k g}{m^{3}}

V = \frac{4}{3} π r^{3} = \frac{4}{3} \times 3 \times {(2 \times 10^{- 1})}^{3} = 32 \times 10^{- 3} m^{3}

F_{b} = ρ_{آب} g V = 10^{3} \times 10 \times 32 \times 10^{- 3} = 320 N

W = m g = 5 \times 10 = 50 N

F_{b} > W \Rightarrow ρ_{آب} > ρ_{جسم}

جسم تا سطح آب بالا می‌رود و بر روی سطح آب شناور می‌شود.

تألیفی

شناوری

64 با توجه به شکل زیر قبل از بردن جسم به درون مایع، عددی را که نیروسنج و ترازو نشان می‌دادند در کدام گزینه درست بیان شده است؟

هر دو عدد بزرگ‌تری را نشان می‌دادند.
هر دو عدد کوچک‌تری را نشان می‌دادند.
ترازو عدد بزرگ‌تر و نیروسنج عدد کوچک‌تری را نشان می‌دادند.
ترازو عدد کوچک‌تر و نیروسنج عدد بزرگ‌تری را نشان می‌دادند.

پاسخ: گزینۀ 4

وقتی جسم در داخل مایع قرار دارد، نیروی شناوری به طرف بالا وارد می‌شود و باعث می‌شود نیروسنج نیروی کمتری را نشان دهد و در مورد ترازو عکس العمل نیروی شناوری به طرف پایین و به کفۀ ترازو وارد می‌شود و باعث می‌شود ترازو عدد بزرگ‌تری را نشان دهد یا می‌توان گفت وقتی جسم داخل مایع قرار می‌گیرد ارتفاع مایع بیش‌تر می‌شود و در نتیجه فشار و نیرو در کف ظرف افزایش می‌یابد.

تألیفی

شناوری

65 کدام مقایسه در مورد چگالی سه جسم ‎ $a$ ‎، ‏ $b$ و ‎ $c$ درست است؟

$ρ_{a} > ρ_{b} > ρ_{c}$
$ρ_{a} > ρ_{c} > ρ_{b}$
$ρ_{b} > ρ_{c} > ρ_{a}$
$ρ_{c} > ρ_{b} > ρ_{a}$

پاسخ: گزینۀ 2

بیش‌تر حجم جسم

a

داخل آب است در حالی که نصف جسم

c

داخل آب قرار گرفته و در مورد جسم

b

بیش‌تر حجم آن خارج از آب قرار گرفته است.

تألیفی

شناوری

66 کدام گزینه نادرست است؟

به جسم درون شاره همواره نیرویی بالاسو به نام نیروی شناوری وارد می‌شود.
اندازۀ نیروی شناوری برابر وزن شارۀ جابه‌جا شده توسط جسم است.
اگر نیروی وزن بزرگ‌تر از نیروی شناوری باشد جسم به طرف پایین حرکت می‌کند و بلعکس.
اگر نیروی وزن برابر نیروی شناوری باشد جسم روی سطح شاره شناور می‌ماند.

پاسخ: گزینۀ 4

اگر نیروی وزن برابر نیروی شناوری باشد جسم درون شاره غوطه‌ور می‌ماند.
شناور ماندن روی سطح شاره زمانی اتفاق می‌افتد که نیروی وزن کوچک‌تر از نیروی شناوری باشد که باعث می‌شود جسم تا سطح شاره بالا رود و بر روی سطح شاره شناور شود.

تألیفی

شناوری

67 نیروسنجی وزن جسمی را $15 N$ نشان می‌دهد. اگر جسم را درون آب فرو ببریم نیروسنج عدد $10 N$ را نشان می‌دهد. چگالی جسم چند واحد SI است؟ ( $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ ، $ρ_{آب} = 1 \frac{g}{c m^{3}}$ )

$10^{3}$
$3 \times 10^{3}$
$25 \times 10^{3}$
$10^{2}$

پاسخ: گزینۀ 2

ρ_{آب} = 10^{3} \frac{k g}{m^{3}}, F_{b} = 15 - 10 = 5 N, F_{b} = ρ_{آب} g V

\Rightarrow 5 = 10^{3} \times 10 \times V \Rightarrow V = 5 \times 10^{- 4} m^{3}

W = m g \Rightarrow m = \frac{15}{10} = 1 / 5 k g

ρ_{جسم} = \frac{m}{V} = \frac{15 \times 10^{- 1}}{5 \times 10^{- 4}} = 3 \times 10^{3} \frac{k g}{m^{3}}

تجربی 99

شناوری

68 در شکل زیر، یک ظرف خالی و یک قطعه چوب روی آب شناورند و یک وزنۀ فلزی در کف ظرف آب قرار دارد. اگر چوب را از سطح آب برداشته و داخل ظرف قرار دهیم، فشار در کف ظرف آب چگونه تغییر می‌کند و اگر وزنه را از جایی که قرار دارد، برداریم و درون ظرف قرار دهیم و ظرف همچنان شناور بماند، فشار در کف ظرف آب چگونه تغییر می‌کند؟ (به ترتیب از راست به چپ)

کاهش می‌یابد _ کاهش می‌یابد
افزایش می‌یابد _ افزایش می‌یابد
ثابت می‌ماند _ افزایش می‌یابد
ثابت می‌ماند _ کاهش می‌یابد

پاسخ: گزینۀ 3

می‌دانیم که در حالتی که جسم بر روی شاره شناور باشد نیروی شناوری برابر نیروی وزن است، پس با قرار گرفتن چوب داخل ظرف، نیروی شناوری و در نتیجه وزن شارۀ جابه‌جا شده تغییر نمی‌کند در نتیجه ارتفاع آب و همچنین فشار در کف ظرف آب ثابت می‌ماند.
در حالت دوم، در ابتدا وزنه در حالت ته‌نشینی قرار دارد و می‌دانیم که در این حالت نیروی شناوری کمتر از نیروی وزن است اما بعد از قرار گرفتن وزنه داخل ظرف و شناور ماندن روی آب، نیروی شناوری برابر نیروی وزن می‌شود، یعنی نیروی شناوری افزایش، حجم آب جابه‌جا شده افزایش، ارتفاع آب بیشتر و در نتیجه فشار در کف ظرف آب افزایش می‌یابد.

تألیفی

شارهٔ در حرکت و اصل برنولی

69 لوله‌ای با دو سطح مقطع متفاوت داریم به طوریکه $r_{1} = 2 r_{2}$ . اگر آب با تندی $2 \frac{m}{s}$ از قسمت بزرگ وارد لوله شود، تندی آب هنگام عبور از قسمت کوچک چند متر بر ثانیه است و آهنگ شارش آن چند برابر می‌شود؟

$4$
،
$2$
$8$
،
$1$
$2$
،
$1$
$8$
،
$2$

پاسخ: گزینۀ 2

r_{1} = 2 r_{2}, A_{1} v_{1} = A_{2} v_{2} \Rightarrow π {(r_{1})}^{2} v_{1} = π {(r_{2})}^{2} v_{2}

\Rightarrow {(2 r_{2})}^{2} v_{1} = {(r_{2})}^{2} v_{2} \Rightarrow 4 v_{1} = v_{2} \Rightarrow v_{2} = 8 \frac{m}{s}

آهنگ شارش آب در قسمت بزرگ برابر

A_{1} v_{1}

می باشد که طبق معادلۀ پیوستگی شاره با آهنگ شارش آن در قسمت کوچک، یعنی

A_{2} v_{2}

برابر است.

تألیفی

شارهٔ در حرکت و اصل برنولی

70 کدام مقایسه در مورد ارتفاع آب در لوله‌های ‎ $A$ ‎، ‏ $B$ و $C$ درست است؟

$h_{B} > h_{A} > h_{C}$
$h_{A} > h_{B} > h_{C}$
$h_{A} = h_{B} = h_{C}$
$h_{C} > h_{A} > h_{B}$

پاسخ: گزینۀ 4

با توجه به معادلۀ پیوستگی می‌دانیم که تندی شاره در قسمت‌های باریک‌تر لوله بیش‌تر است و با توجه به اصل برنولی فشار در آن قسمت‌ها کمتر است در نتیجه شاره ارتفاع کمتری را در لوله بالا می‌رود:

v_{B} > v_{A} > v_{C} \Rightarrow P_{B} < P_{A} < P_{C}

\Rightarrow h_{C} > h_{A} > h_{B}

قبلی
صفحه 7 از 8

بعدی

×

اندازه‌گیری
کار و انرژی
ویژگی‌های ماده
گرما
ترمودینامیک
الکتریسیته ساکن
جریان الکتریکی و مدار
مغناطیس
القای الکترومغناطیسی
حرکت شناسی
دینامیک
نوسان و موج
برهم کنش‌های موج
فیزیک اتمی
فیزیک هسته‌ای
مفاهیم ریاضی

حمایت مالی

حمایت مالی داوطلبانه و اختیاری

فیزیک

جستجوی درسنامه

جستجوی پیشرفتۀ تست

حمایت مالی