بررسی سوال امتحانی از مبحث انرژی مکانیکی فیزیک هفتم مدرسه ربانی تهران

آموزش خصوصی فیزیک هفتم با بهترین معلم فیزیک تهران

 

بررسی سوال امتحانی فیزیک هفتم مدرسه دخترانه ربانی تهران

یک قطره باران به جرم ۰٫۲ گرم از فاصله ۲ کیلومتری سطح زمین بدون سرعت اولیه سقوط می کند. سرعت آن در لحظه برخورد با زمین چند متر بر ثانیه است؟ (g = 10 N/Kg)

 

پاسخ:

دانش آموزان عزیزم در حل مسائل فیزیک، همیشه اولین کاری که باید بکنید این است که تمامی واحدهای دده شده را به واحدهای SI تبدیل کنید. پس جرم و فاصله را که به ترتیب بر حسب گرم و کیلومتر داده است را بایستی ابتدا به کیلوگرم و متر تبدیل کنیم:

m = 0.0002 kg

h = 2000 kg

 

حالا اگر به مسئله دقت کنیم دو حالت داریم:

الف: حالتی که قطره در فاصله دو کیلومتری قرار دارد.

ب: حالتی که قطره به سطح زمین رسیده است.

طبق پایستگی انرژی، انرژی مکانیکی (مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل) در یک سیستم منزوی یا بسته، در دو حالت با هم برابر هستند.

 

پس بنابراین ابتدا انرژی مکانیکی (E) را در حالت اول حساب می کنیم:

K₁ = 0

U₁ = mgh = 0.0002 × ۱۰ × ۲۰۰۰ = ۴ j

E₁ = U₁ + K₁ = 4 + 0 = 4 j

 

پس انرژی مکانیکی در حالت دوم نیز باید ۴ ژول باشد:

E₂ = E₁ = 4 j

U₂ = mgh = 0.0002 × ۱۰ × ۰ = ۰

E₂ = K₂ + U₂ = 4 j

K₂ = 4 j

 

پس انرژی جنبشی قطره باران وقتی به سطح زمین می رسد برابر با ۴ ژول می باشد. حالا از انرژی جنبشی، می توانیم سرعت قطره باران را در سطح زمین حساب کنیم:

V₂² = 2K₂/m

V₂² = 2 × (۴/۰٫۰۰۰۲) = ۴۰۰۰۰

V₂ = 200 m/s

 

پس سرعت قطره باران در سطح زمین برابر با ۲۰۰ متر بر ثانیه می باشد.

 

 

 

تدریس خصوصی فیزیک هفتم و هشتم و نهم در تهران