سوال ۶۰ · فیزیک
کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم · سوال ۶۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
فیزیک · فیزیک ۱ (ریاضی) · فصل ۱: فیزیک و اندازهگیری
شعاع و جرم نوترون در SI بهترتیب و است. چگالی آن چند گرم بر سانتیمتر مکعب است؟ ()
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
گام اول: نوشتن رابطهٔ چگالی
طبق تعریف کتاب، چگالی برابر نسبت جرم جسم به حجم آن است: (فیزیک ۱ (ریاضی)، صفحهٔ ۱۶–۱۷).
چون دادهها در SI هستند، داریم: و . در اینجا ممیزِ اعداد صورت سؤال با نقطه نوشته شده است.
گام دوم: محاسبهٔ حجم نوترون
نوترون را در مدل این مسئله کره در نظر میگیریم. با توجه به ، حجم آن برابر است با:
بنابراین:
توجه کنید که است.
گام سوم: محاسبهٔ چگالی در SI
گام چهارم: تبدیل یکای چگالی
طبق تمرین تبدیل یکای چگالی در کتاب، (فیزیک ۱ (ریاضی)، صفحهٔ ۱۶–۱۷). به روش زنجیرهای نیز داریم:
پس مقدار عددی چگالی در SI را در ضرب میکنیم:
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۱: این گزینه میتواند از خطا در توانهای ده هنگام مکعبکردن شعاع و تبدیل یکای حجم به دست آید. توان دهِ شعاع نیز باید مکعب شود و تبدیل متر مکعب به سانتیمتر مکعب ضریب دارد، نه .
- گزینهٔ ۲: این گزینه از تقسیم دوبارهٔ پاسخ درست بر حاصل میشود؛ مثلاً دانشآموز پس از تبدیل چگالی به گرم بر سانتیمتر مکعب، ضریب تبدیل را بار دیگر اعمال میکند. تبدیل یکا باید فقط یک بار انجام شود.
- گزینهٔ ۳: این گزینه ممکن است بر اثر خطا در محاسبهٔ ضریب حجم کره و توانهای ده انتخاب شود. برای جلوگیری از این خطا باید ضریب و مکعب شعاع را جداگانه محاسبه کرد و سپس تبدیل یکا را انجام داد.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- تعریف چگالی در بخش «چگالی» کتاب را به یاد آورید: جرم باید بر حجم تقسیم شود. برای محاسبهٔ حجم نوترون، آن را کروی در نظر بگیرید.
- از رابطهٔ استفاده کنید؛ با مقدار دادهشدهٔ ، ضریب جلوی ساده میشود. دقت کنید که هنگام مکعبکردن شعاع، هم ضریب عددی و هم توان ده مکعب میشوند.
- پس از محاسبهٔ حجم، عبارت چگالی را در SI میدهد. برای تبدیل آن به ، از استفاده کنید.