معلم خصوصی فیزیک هفتم دانش آموزان بهترین مدارس متوسطه دوره اول تهران

سوال بسیار مهم و نکته دار بررسی مقایسه چگالی مایعات

 

سوال فیزیک هفتم مدرسه سلام تهران

مطابق شکل زیر، سه مایع ۱ و ۲ و ۳ را با جرم های مساوی درون سه ظرف مشابه ریخته و گلوله ای را در درون آن ها می اندازیم. کدام گزینه صحیح است؟

 

 

الف) اگر گلوله در مایع ۲ فرو رود حتما در مایع ۳ فرو می رود ولی در مایع ۱ فرو نمی رود.

ب) اگر گلوله در مایع ۲ فرو رود حتما در مایع ۳ فرو می رود و ممکن است در مایع ۱ هم فرو رود.

ج) اگر گلوله در مایع ۳ فرو رود حتما در مایع ۱ و ۲ هم فرو می رود.

د) اگر گلوله  در مایع ۱ فرو رود در مایع ۲ فرو نمی رود ولی در مایع ۳ فرو می رود.

 

پاسخ:

دانش آموزان عزیزم بر اساس فرمول چگالی d = m/v می دانیم که چگالی با جرم رابطه مستقیم دارد و با حجم رابطه عکس دارد.

با توجه به صورت سوال که گفته جرم این سه مایع یکسان است، بایستی پارامتر جرم را کنار گذاشته و به بررسی مقایسه چگالی – حجم این سه مایع بپردازیم.

از روی شکل می بینیم که:

 

V₃ > V₂ > V₁

 

بنابراین با توجه به معکوس بودن رابطه چگالی با حجم خواهیم داشت:

 

d₁ > d₂ > d₃

 

از طرفی می دانیم که وقتی جسمی در مایعی فرو می رود که چگالی آن از چگالی مایع بیشتر باشد.

 

بنابراین تحلیل های زیر را خواهیم داشت:

بررسی غلط بودن گزینه ج: اگر گلوله در مایع ۳ فرو رود حتما چگالی آن از چگالی مایع ۳ بیشتر است ولی این بدین معنی نیست که حتما چگالی آن از چگالی مایعات ۱ و ۲ هم بیشتر خواهد بود که در آن ها هم فرو بخواهد برود. بنابراین این گزینه غلط است.

بررسی غلط بودن گزینه د: اگر گلوله در مایع ۱ فرو رود حتما چگالی آن از چگالی مایع ۱ بیشتر است و بنابراین، این بدین معنی است که حتما چگالی آن از چگالی مایعات ۲ و ۳ هم بیشتر خواهد بود که در آن ها هم فرو خواهد رفت. بنابراین این گزینه غلط است.

بررسی غلط بودن گزینه الف: اگر گلوله در مایع ۲ فرو رود حتما چگالی آن از چگالی مایع ۲ بیشتر است ولی این بدین معنی نیست که چگالی آن از چگالی مایع ۱ بیشتر یا کمتر خواهد بود که در آن هم بخواهد فرو برود یا نرود. به همین خاطر نمی توان در مورد مایع اول با اطمینان کامل صحبت کرد. بنابراین این گزینه غلط است.

بررسی درست بودن گزینه ب: با توجه به تحلیل گزینه الف، نمی توان در مورد مایع اول با اطمینان کامل صحبت کرد. بنابرانی این گزینه درست است.

 

گزینه صحیح:

با توجه به تحلیل های انجام شده، گزینه ب جواب صحیح این سوال بسیار مفهومی می باشد.

 

 

 

تدریس خصوصی فیزیک (علوم) هفتم و هشتم و نهم در تهران