حل تمرین 1 فصل دوم فیزیک دهم

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۲-۱ صفحه ۳۷ فیزیک دهم سلام! این تمرین محاسبه‌ی **فشار و نیرو در عمق مایع** (آب) است. باید از رابطه‌ی فشار پیمانه‌ای و کل استفاده کنیم. 😊 ### داده‌های مسئله * **عمق ($$h$$):** $$\text{0/50 m}$$ * **فشار هوا ($$P_0$$):** $$\text{1/01} \times 10^5 \text{ Pa}$$ * **مساحت پرده‌ی گوش ($$A$$):** $$\text{1 cm}^2$$ * **چگالی آب ($$\rho$$):** $$\text{1000 kg}/\text{m}^3$$ * **شتاب گرانش ($$g$$):** $$\text{9/8 N}/\text{kg}$$ (یا $$\text{9/8 m}/\text{s}^2$$) --- ### الف) محاسبه‌ی فشار کل در عمق ($$P$$) از رابطه‌ی فشار در عمق مایع استفاده می‌کنیم: $$\mathbf{P = P_0 + \rho g h}$$ $$\mathbf{P} = 1/01 \times 10^5 \text{ Pa} + (1000 \frac{\text{kg}}{\text{m}^3} \times 9/8 \frac{\text{N}}{\text{kg}} \times 0/50 \text{ m})$$ $$\mathbf{P} = 101000 \text{ Pa} + (4900 \text{ Pa})$$ $$\mathbf{P} = 105900 \text{ Pa}$$ * **پاسخ الف:** فشار کل در عمق $$\text{0/50 m}$$ تقریباً **$$\text{105900 Pa}$$** است. --- ### ب) محاسبه‌ی بزرگی نیروی وارد بر پرده‌ی گوش ($$F$$) از رابطه‌ی تعریف فشار استفاده می‌کنیم: $$\mathbf{P} = \frac{\mathbf{F}}{\mathbf{A}} \implies \mathbf{F = P \cdot A}$$ **گام ۱: تبدیل مساحت به $$\text{m}^2$$** $$\text{1 cm} = 10^{-2} \text{ m} \implies 1 \text{ cm}^2 = (10^{-2} \text{ m})^2 = 10^{-4} \text{ m}^2$$ $$A = 1 \text{ cm}^2 = 10^{-4} \text{ m}^2$$ **گام ۲: محاسبه نیرو** $$\mathbf{F} = P \cdot A = (105900 \frac{\text{N}}{\text{m}^2}) \times (10^{-4} \text{ m}^2)$$ $$\mathbf{F} = 105900 \times 0/0001 \text{ N} = 10/59 \text{ N}$$ * **پاسخ ب:** بزرگی نیروی ناشی از این فشار که به پرده‌ی گوش وارد می‌شود، تقریباً **$$\text{10/6 N}$$** است. (توجه کنید که این **نیروی کل** است؛ فشار داخل گوش نیز نیروی مشابهی وارد می‌کند، اما این نیروی خارجی بزرگ است.)