سوال ۷۲ فیزیک کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت اول با پاسخ تشریحی

پاسخ تشریحی

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

• گزینهٔ ۱: اگر نیروی اصطکاک را برابر مؤلفهٔ افقی نیروی واردشده، یعنی $40\cos60^\circ=20\,\mathrm{N}$ بگیرید، این گزینه به دست می‌آید. اما در این صورت کار خالص صفر می‌شود و جسم نمی‌تواند از حال سکون تندتر شود.
• گزینهٔ ۲: ممکن است با استفادهٔ نادرست از $mv$ به‌جای $\frac12 mv^2$، مقدار تغییر انرژی را به‌اشتباه $20\,\mathrm{J}$ بگیرید و به اصطکاک $16\,\mathrm{N}$ برسید. انرژی جنبشی به مجذور تندی وابسته است و رابطهٔ درست آن باید استفاده شود.
• گزینهٔ ۴: این گزینه می‌تواند حاصل خطای محاسباتی در انرژی جنبشی یا تقسیم کار اصطکاک بر مسافت باشد. با اصطکاک $12\,\mathrm{N}$، کار خالص برابر $(20-12)\times5=40\,\mathrm{J}$ می‌شود که با انرژی جنبشی نهایی داده‌شده سازگار نیست.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

1. رابطهٔ کار نیروی مایل را از صفحهٔ ۵۸ و رابطهٔ انرژی جنبشی را از صفحهٔ ۵۴ فیزیک ۱ به یاد آورید؛ کار خالص نیروها برابر تغییر انرژی جنبشی است.
2. جابه‌جایی افقی است؛ بنابراین وزن و نیروی عمودی سطح کاری انجام نمی‌دهند. کار نیروی کشنده مثبت و کار اصطکاک منفی است.
3. تندی داده‌شده را به‌صورت اعشاری بخوانید و در رابطهٔ $(F\cos60^\circ-f)d=\frac12 mv^2$ قرار دهید؛ سپس مجهول $f$ را جدا کنید.