نمونه سوال فصل ۲ فیزیک دوازدهم ریاضی با جواب

۴۵ دور بر دقیقه برابر با چند رادیان بر ثانیه است؟

جسمی از نخی آویزان است و با شتاب رو به پایین $0/8\,\mathrm{g}$ در راستای قائم حرکت می‌کند. بزرگی نیروی کشش نخ چند برابر وزن جسم است؟

مطابق شکل، جسم تحت‌تأثیر نیروی افقی $F$ با شتاب ثابت، از حال سکون به حرکت درمی‌آید. اگر به جسم، نیروی عمودی $30\,\mathrm{N}$ رو به پایین وارد کنیم، جسم با سرعت ثابت به حرکت خود ادامه می‌دهد. شتاب جسم در حالت اول، چند متر بر مربع ثانیه است؟ $\left(g = 10\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}\right)$

شکل: جسمی به جرم $2\,\mathrm{kg}$ روی سطح افقی قرار دارد. نیروی افقی $F$ به سمت راست به جسم وارد می‌شود. ضریب اصطکاک جنبشی $\mu_k = \frac{1}{4}$ است.

فرض کنید ماهواره‌ها روی مدارهای دایره‌ای به دور زمین به‌طور یکنواخت می‌چرخند. کدام مورد صحیح است؟

روی سطح افقی بدون اصطکاک، جسمی به جرم ۸۰۰ گرم با تندی $5\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ به سمت غرب در حرکت است. نیروی ثابت $2\,\mathrm{N}$ به‌طور پیوسته به سمت شرق بر جسم وارد می‌شود تا جسم متوقف شود و سپس به همان تندی $5\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ به سمت شرق برسد. زمان اثر این نیرو چند ثانیه است؟

رانندهٔ خودرویی که با تندی $54\,\frac{\mathrm{km}}{\mathrm{h}}$ در مسیر مستقیم در حرکت است، ناگهان ترمز می‌کند و خودرو با به جا گذاشتن خط ترمزی به طول 22/5 متر می‌ایستد. ضریب اصطکاک جنبشی بین لاستیک‌ها و جاده چقدر است؟ $\left(g = 10\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}\right)$

معادلهٔ تکانهٔ متحرکی به جرم ۵۰۰ گرم که روی محور $x$ حرکت می‌کند، در $\mathrm{SI}$ به‌صورت $\vec{P} = (3t - 6)\vec{i}$ است. نیروی خالص متوسطی که در بازهٔ زمانی $t_1 = 1\,\mathrm{s}$ تا $t_2 = 3\,\mathrm{s}$ بر این متحرک وارد می‌شود، برحسب نیوتون، کدام است؟

جسم ساکنی به جرم $10\,\mathrm{kg}$ روی سطح افقی قرار دارد و ضریب اصطکاک ایستایی و جنبشی بین جسم و سطح $0/5$ و $0/25$ است. اگر به جسم نیروی افقی $55\,\mathrm{N}$ وارد شود، نیروی خالص وارد بر جسم چند نیوتون است؟

جسمی به جرم $50\,\mathrm{kg}$ را می‌خواهیم با طنابی پایین بیاوریم. بیشینهٔ نیروی کششی که طناب می‌تواند تحمل کند، $430\,\mathrm{N}$ است. جسم را در راستای قائم با شتاب چند متر بر مربع‌ثانیه پایین بیاوریم تا طناب در آستانهٔ پاره شدن باشد؟ ($g=9/8\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s^2}}$)

شکل زیر، نمودار نیروی خالص وارد بر جسمی به جرم $4\,\mathrm{kg}$ را نشان می‌دهد. اگر جسم تحت اثر این نیرو از حال سکون شروع به حرکت کند، شتاب متوسط جسم در این ۵ ثانیه، چند متر بر مربع ثانیه است؟

شکل: نمودار نیروی خالص $F(\mathrm{N})$ بر حسب زمان $t(\mathrm{s})$: از $t=0$ تا $t=2$ نیرو برابر $5$؛ از $t=2$ تا $t=4$ نیرو برابر $8$؛ از $t=4$ تا $t=5$ نیرو برابر $6$. محور قائم دارای مقادیر $5$، $6$ و $8$ و محور افقی دارای مقادیر $2$، $4$ و $5$ است.

دورهٔ عقربهٔ ساعت‌شمار، چند برابر دورهٔ عقربهٔ ثانیه‌شمار است؟

جسمی به جرم $5\,\mathrm{kg}$ روی سطح افقی قرار دارد و ضریب اصطکاک ایستایی و جنبشی بین جسم و سطح به‌ترتیب 0/5 و 0/4 است. اگر به جسم نیروی افقی و ثابت $26\,\mathrm{N}$ وارد کنیم، در حین حرکت، شتاب جسم و نیرویی که جسم به سطح وارد می‌کند، در SI کدام‌اند؟ ($g=10\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s^2}}$)

نیروی خالص $F$ به جسمی به جرم $m_1$ شتاب $12\,\mathrm{\frac{m}{s^2}}$ و به جسمی به جرم $m_2$ شتاب $4\,\mathrm{\frac{m}{s^2}}$ می‌دهد. اگر این نیرو به جسمی به جرم $m_2-m_1$ وارد شود، شتاب آن چند متر بر مربع‌ثانیه می‌شود؟

خودرویی در یک سطح افقی درحال حرکت است و از سقف آن آونگی آویزان است. اگر خودرو شتاب رو به جلو داشته باشد و یا اگر خودرو در مسیر دایره‌ای یکنواخت حرکت کند، به‌ترتیب، در هر مورد آونگ به کدام سمت منحرف می‌شود؟

در شکل زیر، جسمی به جرم $m$ را با نیروی افقی $F$ به دیوار قائم می‌فشاریم و جسم به حال سکون می‌ماند. $F$ را به‌تدریج کاهش می‌دهیم تا جسم در آستانهٔ لغزش قرار گیرد. در مدت تغییر $F$، بزرگی نیروی اصطکاک چگونه تغییر می‌کند؟

شکل: دیوار قائم در سمت چپ (با خطوط مورب نشان‌دهندهٔ دیوار)، جسمی مستطیلی به جرم m چسبیده به دیوار و یک پیکان افقی با برچسب F که از سمت راست به جسم وارد می‌شود و آن را به دیوار می‌فشارد.

خودرویی به جرم ۲ تُن روی سطح افقی با تندی ثابت $18\,\frac{\mathrm{km}}{\mathrm{h}}$ مسیر دایره‌ای به شعاع ۲۰ متر را دور می‌زند. نیروی مرکزگرای خودرو چند نیوتون است و کدام نیرو آن را تأمین می‌کند؟

نردبانی به جرم ۴۸ کیلوگرم به دیوار قائم بدون اصطکاک تکیه دارد و پایهٔ آن روی سطح افقی در آستانهٔ سُر خوردن قرار دارد. اگر نیرویی که سطح افقی به نردبان وارد می‌کند $120\sqrt{17}$ نیوتون باشد، ضریب اصطکاک ایستایی بین نردبان و سطح افقی چقدر است؟ ($g=10\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{kg}}$)

یک میز افقی دوار حول مرکز خود به‌طور یکنواخت می‌چرخد و هر ۳/۱۴ ثانیه، ۳ دور کامل می‌زند. سکه‌ای روی میز در ۱۰ سانتی‌متری مرکز دوران قرار دارد که در آستانهٔ لغزش است. ضریب اصطکاک ایستایی بین سکه و سطح میز چقدر است؟ ($g=10\,\mathrm{\frac{m}{s^2}}$)

جسمی توسط نخی آویزان شده است و در لحظه‌ای نیروی کشش نخ کمتر از نیروی وزن جسم است. در آن لحظه حرکت جسم ممکن است کدام‌یک از حالت‌های زیر باشد؟
الف: با شتاب رو به پایین در حال پایین رفتن باشد.
ب: تندشونده در حال بالا آمدن باشد.
ج: با شتاب رو به پایین در حال بالا آمدن باشد.
د: کندشونده در حال پایین رفتن باشد.

در شکل زیر، نیروی $F_1=40\,\mathrm{N}$ بر جعبهٔ ۸ کیلوگرمی وارد می‌شود و جعبه ساکن می‌ماند. حال اگر نیروی عمودی $F_2=40\,\mathrm{N}$ را هم بر جعبه وارد کنیم، بزرگی نیروی اصطکاک ایستایی و نیرویی که از طرف سطح افقی به جسم وارد می‌شود، به‌ترتیب هرکدام چند برابر می‌شود؟ ($g=10\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{kg}}$)

شکل: جعبه‌ای روی سطح افقی قرار دارد. بردار نیروی $\vec{F_1}$ به‌صورت افقی و به سمت راست از سمت چپ به جعبه وارد می‌شود. بردار نیروی $\vec{F_2}$ به‌صورت عمودی و رو به پایین از بالا بر روی جعبه وارد می‌شود.

خودرویی به جرم ۲ تُن با سرعت $72\,\frac{\mathrm{km}}{\mathrm{h}}$ روی سطح افقی در حال حرکت است، راننده ترمز می‌کند و خودرو با شتاب ثابت بعد از طی ۴۰ متر می‌ایستد. در حالت کاهش سرعت، نیرویی که از طرف سطح بر خودرو وارد می‌شود چند نیوتون است؟ ($g=10\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s^2}}$)

شکل زیر، نمودار تکانه ـ زمان متحرکی است که در مسیر مستقیم حرکت می‌کند. اگر جرم متحرک ۴۵۰ گرم باشد، بزرگی شتاب آن در لحظهٔ $t=5\,\mathrm{s}$ چند متر بر مربع ثانیه است؟

شکل: نمودار تکانه $P\left(\frac{\mathrm{kg.m}}{\mathrm{s}}\right)$ بر حسب زمان $t(\mathrm{s})$: خطی راست که از مقدار ۱۸ در لحظهٔ $t=0$ شروع می‌شود و به‌طور خطی کاهش می‌یابد و در $t=5\,\mathrm{s}$ محور زمان را قطع می‌کند (تکانه صفر می‌شود) و ادامه می‌یابد (به مقادیر منفی).

اگر تندی ماهوارهٔ A، دو برابر تندی ماهوارهٔ B باشد، دورهٔ آن چند برابر دورهٔ ماهوارهٔ B است؟