پاسخ پرسش 3 صفحه69 فیزیک دهم

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۳-۱۲ صفحه ۷۵ فیزیک دهم سلام! این تمرین محاسبه‌ی **انرژی پتانسیل گرانشی** و **کار نیروی وزن** در یک حرکت پرتابی است. 😊 ### ۱. داده‌ها و انتخاب مبدأ پتانسیل * **جرم ($$m$$):** $$\text{150 kg}$$ * **ارتفاع اولیه ($$h_1$$):** $$\text{9/0 m}$$ * **ارتفاع نهایی ($$h_2$$):** $$\text{5/0 m}$$ * **شتاب گرانش ($$g$$):** $$\text{9/8 m}/\text{s}^2$$ * **مبدأ پتانسیل:** کف دره (ارتفاع صفر) در نظر گرفته می‌شود. --- ### الف) محاسبه‌ی انرژی پتانسیل گرانشی ($$U$$) $$\mathbf{U = m g h}$$ **۱. در تپه‌ی اولیه ($$h_1$$):** $$U_1 = m g h_1$$ $$U_1 = (150 \text{ kg}) \times (9/8 \text{ m}/\text{s}^2) \times (9/0 \text{ m})$$ $$\mathbf{U}_{\mathbf{1}} = 13230 \text{ J}$$ **۲. در تپه‌ی نهایی ($$h_2$$):** $$U_2 = m g h_2$$ $$U_2 = (150 \text{ kg}) \times (9/8 \text{ m}/\text{s}^2) \times (5/0 \text{ m})$$ $$\mathbf{U}_{\mathbf{2}} = 7350 \text{ J}$$ * **پاسخ الف:** انرژی پتانسیل گرانشی روی تپه‌ی اول $$\mathbf{\text{13230 J}}$$ و روی تپه‌ی دوم $$\mathbf{\text{7350 J}}$$ است. --- ### ب) محاسبه‌ی کار نیروی وزن ($$W_g$$) کار نیروی وزن برابر با **منفی تغییرات انرژی پتانسیل گرانشی** است: $$\mathbf{W}_{\mathbf{g}} = - \Delta U = - (U_2 - U_1)$$ $$\mathbf{W}_{\mathbf{g}} = U_1 - U_2$$ $$W_g = 13230 \text{ J} - 7350 \text{ J}$$ $$\mathbf{W}_{\mathbf{g}} = 5880 \text{ J}$$ * **پاسخ ب:** کار نیروی وزن در این جابه‌جایی **$$\text{5880 J}$$** است. **توضیح:** از آنجایی که کار نیروی وزن **مثبت** است، یعنی نیروی وزن در جهت جابه‌جایی خالص عمل کرده و باعث **افزایش انرژی جنبشی** موتورسوار می‌شود (یا انرژی پتانسیل آن را کاهش داده است).