حل سوال 16 تا 18 اخر فصل 2 فیزیک دهم

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۶ آخر فصل دوم فیزیک دهم سلام! نیروی شناوری ($$F_b$$) یک مفهوم کلیدی در دینامیک شاره‌ها است که به دلیل **اختلاف فشار** در مایعات و گازها به وجود می‌آید. 😊 ### ۱. وابستگی فشار به عمق در یک شاره‌ی ساکن، **فشار** با **عمق** افزایش می‌یابد (رابطه‌ی $$\mathbf{P = P_0 + \rho g h}$$). این یعنی: * فشار وارد بر **سطح پایینی** یک جسم غوطه‌ور، بیشتر از فشار وارد بر **سطح بالایی** آن است. ### ۲. علت رو به بالا بودن نیروی شناوری نیروی فشار در هر نقطه به صورت **عمود بر سطح جسم** وارد می‌شود. نیروی خالص (برآیند) ناشی از فشار در یک جهت خاص، همان نیروی شناوری است: 1.  **نیروی رو به بالا ($$F_{\text{پایین}}$$)** ناشی از فشار سطح پایینی جسم: $$\mathbf{F}_{\text{پایین}} = P_{\text{پایین}} \cdot A$$ 2.  **نیروی رو به پایین ($$F_{\text{بالا}}$$)** ناشی از فشار سطح بالایی جسم: $$\mathbf{F}_{\text{بالا}} = P_{\text{بالا}} \cdot A$$ چون $$\mathbf{P}_{\text{پایین}} > \mathbf{P}_{\text{بالا}}$$, نیروی رو به بالا (از پایین) **بزرگ‌تر** از نیروی رو به پایین (از بالا) است. **نیروی خالص شناوری ($$F_b$$)** برابر است با برآیند این دو نیرو: $$\mathbf{F}_{\mathbf{b}} = F_{\text{پایین}} - F_{\text{بالا}} = (P_{\text{پایین}} - P_{\text{بالا}}) \cdot A$$ * **نتیجه:** چون نیروی رو به بالا بزرگ‌تر است، نیروی خالص ناشی از فشار (نیروی شناوری) همواره **رو به بالا** خواهد بود. **خلاصه‌ی ارشمیدس:** بزرگی این نیروی رو به بالا ($$F_b$$) دقیقاً برابر با **وزن شاره‌ای است که توسط جسم جابه‌جا شده است** ($$F_b = W_{\text{شاره جابه‌جا شده}} = \rho_{\text{شاره}} g V_{\text{جسم}}$$).

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۷ آخر فصل دوم فیزیک دهم سلام! این تمرین بر اساس **معادله‌ی پیوستگی** ($$\mathbf{A \cdot v = \text{Constant}}$$) است که رابطه بین سطح مقطع لوله ($$A$$) و تندی شاره ($$v$$) را توضیح می‌دهد. 😊 ### الف) تغییرات تندی در قسمت‌های مختلف تغییرات تندی در هر قسمت به تغییرات سطح مقطع در آن ناحیه بستگی دارد: 1.  **قسمت $$\mathbf{A}$$:** سطح مقطع **ثابت** است. $$\mathbf{\implies}$$ تندی **ثابت** است. 2.  **قسمت $$\mathbf{B}$$:** سطح مقطع در حال **کاهش** است (لوله باریک می‌شود). $$\mathbf{\implies}$$ تندی **در حال افزایش** است. 3.  **قسمت $$\mathbf{C}$$:** سطح مقطع **ثابت** است (باریک‌ترین قسمت). $$\mathbf{\implies}$$ تندی **ثابت** است. 4.  **قسمت $$\mathbf{D}$$:** سطح مقطع در حال **افزایش** است (لوله گشاد می‌شود). $$\mathbf{\implies}$$ تندی **در حال کاهش** است. 5.  **قسمت $$\mathbf{E}$$:** سطح مقطع **ثابت** است. $$\mathbf{\implies}$$ تندی **ثابت** است. --- ### ب) مقایسه‌ی تندی آب در قسمت‌های $$\text{A}$$، $$\text{C}$$ و $$\text{E}$$ در قسمت‌های $$\text{A}$$، $$\text{C}$$ و $$\text{E}$$ , تندی جریان ثابت است، اما لوله‌ها دارای سطح مقطع متفاوتی هستند. * **معادله پیوستگی:** $$\mathbf{A}_{\text{A}} v_{\text{A}} = A_{\text{C}} v_{\text{C}} = A_{\text{E}} v_{\text{E}} = \text{Constant}$$ 1.  **مقایسه سطح مقطع:** از شکل می‌بینیم که $$\mathbf{A}_{\mathbf{A}} = A_{\text{E}} > A_{\text{C}}$$. 2.  **مقایسه تندی:** چون تندی ($$v$$) و سطح مقطع ($$A$$) رابطه‌ی معکوس دارند، هر جا سطح مقطع کوچک‌تر باشد، تندی بیشتر است. $$\mathbf{v}_{\mathbf{C}} > v_{\text{A}} = v_{\text{E}}$$ * **پاسخ ب:** تندی در قسمت $$\text{C}$$ (تنگه) **بیشترین** مقدار را دارد و تندی در قسمت‌های $$\text{A}$$ و $$\text{E}$$ **با یکدیگر برابرند**.