تمرین 1-10 فصل اول فیزیک دوازدهم تجربی
آهویی در مسیری مستقیم در امتداد محور x حرکت میکند. نمودار سرعت ــ زمان آهو مطابق شکل است. در این بازهٔ زمانی صفر تا 0.12s
الف) مسافت کل پیموده شده توسط آهو را به دست آورید.
ب) جابهجایی آهو را پیدا کنید.
پ) نمودار شتاب ــ زمان آهو را رسم کنید.
پاسخ تشریحی و گامبهگام تمرین 1-10 فصل اول فیزیک دوازدهم تجربی
الف) **محاسبه مسافت کل پیموده شده:**
۱. نمودار سرعت ــ زمان را تحلیل کنید و مساحت زیر نمودار سرعت را به عنوان مسافت کل محاسبه کنید.
۲. مساحت مثلث زیر نمودار:
$$مساحت = \frac{1}{2} \times \text{پایه} \times \text{ارتفاع}$$
پایه = 0.12s و ارتفاع = 0.3 m/s، پس
$$مسافت = \frac{1}{2} \times 0.12 \times 0.3 = 0.018 \, \text{m}$$
ب) **محاسبه جابهجایی:**
۱. جابهجایی برابر با مساحت زیر نمودار در صورتی که نمودار فقط ناحیه مثبت را پوشش دهد یا اگر همه مثبت منفیهای حرکت را در نظر بگیرد. در اینجا چون ناحیه تنها مثبت است، جابهجایی نیز همان 0.018 متر است.
پ) **رسم نمودار شتاب ــ زمان:**
۱. شتاب ثابت است زیرا نمودار سرعت ــ زمان خطی است.
۲. بنابراین نمودار شتاب ــ زمان یک خط افقی است که مقدار آن برابر شیب نمودار سرعت ــ زمان است. شیب یعنی تغییرات سرعت بر تغییرات زمان میباشد:
$$a = \frac{v_f - v_i}{t_f - t_i} = \frac{0.3 - 0}{0.12 - 0} = 2.5 \, \text{m/s}^2$$
در نتیجه نمودار شتاب ــ زمان یک خط افقی با مقدار 2.5 است.