دانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه بگیر، و اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسد ۲ میلیون تومان دیگرجدول دانشگاه‌هادانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه همین حالا، و ۲ میلیون تومان دیگر اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسدجدول دانشگاه‌ها
1xAi
کنکور ریاضی ۱۴۰۵ · فیزیک

سوال ۴۹ فیزیک کنکور ریاضی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

سوال ۴۹ دفترچهٔ اختصاصی کنکور ریاضی ۱۴۰۵، با کلید رسمی سازمان سنجش. پاسخ تشریحی، دلیل نادرستی گزینه‌های دیگر و راهنمایی‌ها را هوش مصنوعی 1xAi بر پایهٔ همین کلید و متن کتاب درسی نوشته است.

سوال ۴۹ · فیزیک

کنکور ریاضی ۱۴۰۵ · سوال ۴۹ · کلید رسمی سازمان سنجش

فیزیک · فیزیک ۳ (ریاضی) · فصل ۱: حرکت بر خط راست

گلوله‌ای در شرایط خلأ از ارتفاع ۱۸۵ متری رها می‌شود. مسافت طی‌شده در ۳ ثانیهٔ دوم چند برابر مسافت طی‌شده در ۲ ثانیهٔ سوم است؟

  1. گزینهٔ ۱: 32\frac{3}{2}
  2. گزینهٔ ۲: 94\frac{9}{4}
  3. گزینهٔ ۳: 2615\frac{26}{15}
  4. گزینهٔ ۴: 2720\frac{27}{20}
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

گام اول: بازه‌های زمانی را مشخص می‌کنیم.
«سه ثانیهٔ دوم» به معنای دومین بازهٔ سه‌ثانیه‌ای، یعنی از t=3 st=3\,\mathrm{s} تا t=6 st=6\,\mathrm{s} است. «دو ثانیهٔ سوم» نیز سومین بازهٔ دوثانیه‌ای، یعنی از t=4 st=4\,\mathrm{s} تا t=6 st=6\,\mathrm{s} است.

گام دوم: معادلهٔ مسافت سقوط را می‌نویسیم.
گلوله بدون سرعت اولیه و در خلأ رها شده است؛ بنابراین حرکت آن سقوط آزاد با شتاب ثابت است. طبق معادلهٔ سقوط آزاد، چون جهت حرکت تا برخورد تغییر نمی‌کند، مسافت طی‌شده از لحظهٔ رها شدن برابر است با s(t)=12gt2s(t)=\frac{1}{2}gt^2 (فیزیک ۳ ریاضی، صفحه‌های ۲۲–۲۳).

باید مطمئن شویم که گلوله تا پایان بازه‌های موردنظر به زمین نرسیده است. با مقدار متعارف g=10 m/s2g=10\,\mathrm{m/s^2} داریم:
s(6)=12×10×62=180 m<185 ms(6)=\frac{1}{2}\times10\times6^2=180\,\mathrm{m}<185\,\mathrm{m}.
پس گلوله در تمام هر دو بازه هنوز در حال سقوط است. استفاده از g=9.8 m/s2g=9.8\,\mathrm{m/s^2} نیز همین نتیجه را می‌دهد و مقدار شتاب گرانش در نسبت نهایی حذف می‌شود.

گام سوم: مسافت هر بازه را حساب می‌کنیم.
مسافت در سه ثانیهٔ دوم:
Δs1=s(6)−s(3)=12g(62−32)=12g×27\Delta s_1=s(6)-s(3)=\frac{1}{2}g(6^2-3^2)=\frac{1}{2}g\times27.

مسافت در دو ثانیهٔ سوم:
Δs2=s(6)−s(4)=12g(62−42)=12g×20\Delta s_2=s(6)-s(4)=\frac{1}{2}g(6^2-4^2)=\frac{1}{2}g\times20.

گام چهارم: نسبت خواسته‌شده را به دست می‌آوریم:
Δs1Δs2=12g×2712g×20=2720\frac{\Delta s_1}{\Delta s_2}=\frac{\frac{1}{2}g\times27}{\frac{1}{2}g\times20}=\frac{27}{20}.

پاسخ: گزینهٔ ۴

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: این نسبت از تقسیم طول دو بازهٔ زمانی، یعنی 32\frac{3}{2}، به دست می‌آید. اما در سقوط آزاد تندی ثابت نیست و مسافت‌ها را نمی‌توان متناسب با مدت بازه‌ها گرفت.
  • گزینهٔ ۲: ممکن است با استفادهٔ نادرست از تناسب مسافت با مربع زمان، نسبت 3222\frac{3^2}{2^2} را حساب کنید. رابطهٔ مسافت با مربع زمان برای زمانِ گذشته از لحظهٔ رها شدن است؛ برای بازه‌های میانی باید مسافت‌های تجمعی ابتدا و انتهای بازه را از هم کم کرد.
  • گزینهٔ ۳: این انتخاب می‌تواند ناشی از اشتباه در تعیین مرز بازه‌ها یا تفریق مسافت‌های تجمعی باشد. بازه‌های درست از 33 تا 6 s6\,\mathrm{s} و از 44 تا 6 s6\,\mathrm{s} هستند و نسبت مسافت‌های آن‌ها باید از 62−3262−42\frac{6^2-3^2}{6^2-4^2} به دست آید.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. معادلهٔ سقوط آزاد بدون سرعت اولیه را مرور کنید: مسافت از لحظهٔ رها شدن با مربع زمان متناسب است (فیزیک ۳ ریاضی، صفحه‌های ۲۲–۲۳).
  2. «سه ثانیهٔ دوم» یعنی بازهٔ 33 تا 6 s6\,\mathrm{s} و «دو ثانیهٔ سوم» یعنی بازهٔ 44 تا 6 s6\,\mathrm{s}. ابتدا بررسی کنید که گلوله تا پایان این بازه‌ها به زمین نرسیده باشد.
  3. مسافت هر بازه را از تفاضل مسافت‌های تجمعی به دست آورید. در نسبت 12g(62−32)12g(62−42)\frac{\frac{1}{2}g(6^2-3^2)}{\frac{1}{2}g(6^2-4^2)}، عامل مشترک را حذف کنید.

فیزیک ۳ (ریاضی) · فصل ۱: حرکت بر خط راست

سوال‌های رسمی دیگر کنکور تجربی از همین فصل:

فصل «حرکت بر خط راست» را در پنل یادگیری تمرین کن

در پنل یادگیری 1xAi سوال‌هایی مثل همین را جواب می‌دهی و جوابت ثبت می‌شود؛ پیش از دیدن پاسخ، سه راهنمایی پله‌پله داری و معلم هوشمند بی‌آن‌که جواب را لو بدهد کمکت می‌کند. تمرین و آزمون رایگان است؛ معلم هوشمند هم سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

فیزیک · ریاضی ۱۴۰۵