تمرین 2-1 فصل اول فیزیک دوازدهم تجربی
الف) در کدام لحظه دوچرخهسوار بیشترین فاصله از مبدأ را دارد؟
ب) در کدام بازهٔ زمانی دوچرخهسوار در جهت محور x حرکت میکند؟
پ) در کدام بازهٔ زمانی دوچرخهسوار در خلاف جهت محور x حرکت میکند؟
ت) در کدام بازهٔ زمانی، دوچرخهسوار ساکن است؟
ث) تندی متوسط و سرعت متوسط دوچرخهسوار را در هر یک از بازههای زمانی 0/0s تا 2/0s، 2/0s تا 5/0s، 4/0s تا 6/0s، 6/0s تا 8/0s، 8/0s تا 14/0s حساب کنید.
پاسخ تشریحی و گامبهگام تمرین 2-1 فصل اول فیزیک دوازدهم تجربی
الف) بیشترین فاصله از مبدأ زمانی است که مکان دوچرخهسوار بر روی نمودار مکان-زمان به بیشترین مقدار خود برسد. بر اساس نمودار، این لحظه در $$t = 6/0s$$ است.
ب) دوچرخهسوار در جهت محور x زمانی حرکت میکند که شیب نمودار مکان-زمان مثبت باشد. این بازه در $$0/0s$$ تا $$4/0s$$ و $$8/0s$$ تا $$10/0s$$ است.
پ) دوچرخهسوار در خلاف جهت محور x زمانی حرکت میکند که شیب نمودار مکان-زمان منفی باشد. بر اساس نمودار، این بازه در $$4/0s$$ تا $$8/0s$$ است.
ت) دوچرخهسوار ساکن است وقتی که شیب نمودار مکان-زمان صفر است، یعنی زمانی که نمودار افقی است. بنابراین، در بازههای زمانی $$10/0s$$ تا $$14/0s$$ دوچرخهسوار ساکن است.
ث)
- بازه زمانی $$0/0s$$ تا $$2/0s$$:
$$v_{avg} = \frac{x(2/0s) - x(0/0s)}{2/0s - 0/0s} = \frac{40m - 0m}{2/0s} = 20 \, m/s$$
- بازه زمانی $$2/0s$$ تا $$5/0s$$:
$$v_{avg} = \frac{x(5/0s) - x(2/0s)}{5/0s - 2/0s} = \frac{60m - 40m}{3/0s} = 6.67 \, m/s$$
- بازه زمانی $$4/0s$$ تا $$6/0s$$:
$$v_{avg} = \frac{x(6/0s) - x(4/0s)}{6/0s - 4/0s} = \frac{80m - 60m}{2/0s} = 10 \, m/s$$
- بازه زمانی $$6/0s$$ تا $$8/0s$$:
$$v_{avg} = \frac{x(8/0s) - x(6/0s)}{8/0s - 6/0s} = \frac{60m - 80m}{2/0s} = -10 \, m/s$$
- بازه زمانی $$8/0s$$ تا $$14/0s$$:
$$v_{avg} = \frac{x(14/0s) - x(8/0s)}{14/0s - 8/0s} = \frac{20m - 60m}{6/0s} = -6.67 \, m/s$$
همچنین تندی متوسط برابر همان سرعت متوسط مطلق در هر بازه زمانی است.