سوال ۱۱۰ · زمینشناسی
کنکور تجربی ۱۴۰۰ · سوال ۱۱۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
زمینشناسی · زمینشناسی · فصل ۳: منابع آب و خاک
آبدهی قناتی در هر دقیقه ۳۰۰۰ لیتر است. اگر عمق و عرض آب در دهانهٔ قنات بهترتیب ۴۰ و ۸۰ سانتیمتر باشد، آب تقریباً با سرعت چند متر برثانیه خارج میشود؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
۱. انتخاب رابطهٔ مناسب
طبق کتاب، آبدهی برابر حاصلضرب مساحت مقطع جریان در سرعت متوسط آب است (زمینشناسی، صفحهٔ ۴۲–۴۳):
بنابراین، برای محاسبهٔ سرعت خروج آب باید آبدهی و مساحت مقطع دهانه را با واحدهای سازگار به دست آوریم.
۲. تبدیل واحد آبدهی
واحد آبدهی در این رابطه مترمکعب بر ثانیه است (زمینشناسی، صفحهٔ ۴۳–۴۴). هر لیتر برابر و هر دقیقه برابر است؛ پس:
۳. محاسبهٔ مساحت مقطع آب
عمق و عرض آب را به متر تبدیل میکنیم:
با در نظر گرفتن مقطع مستطیلی، مساحت مقطع جریان برابر است با:
۴. محاسبهٔ سرعت خروج آب
نزدیکترین مقدار در گزینهها به این نتیجه، است.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۱: ممکن است بر اثر اشتباه در تبدیل واحدها یا تقسیم آبدهی بر مساحت مقطع، به این گزینه برسید. با تبدیل درست واحدها و استفاده از رابطهٔ ، سرعتی بسیار کمتر از به دست میآید.
- گزینهٔ ۳: ممکن است با بهکاربردن نادرست عمق یا عرض بهجای مساحت مقطع، این گزینه انتخاب شود. در رابطهٔ آبدهی باید حاصلضرب عمق و عرض را قرار داد، نه یکی از این دو طول را.
- گزینهٔ ۴: اگر سرعت محاسبهشده را زودهنگام تا یک رقم اعشار گرد کنید، به میرسید. اما در میان گزینهها باید نزدیکترین مقدار به نتیجهٔ محاسبه را انتخاب کرد و تقریب دقیقتری در گزینهها وجود دارد.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- رابطهٔ میان آبدهی، مساحت مقطع جریان و سرعت آب را از بخش «آب جاری» به یاد بیاورید.
- ابتدا آبدهی را به مترمکعب بر ثانیه و عمق و عرض را به متر تبدیل کنید؛ مساحت مقطع آب برابر حاصلضرب عمق در عرض است.
- پس از تبدیل واحدها، آبدهی و مساحت مقطع است. برای یافتن سرعت، آبدهی را بر مساحت مقطع تقسیم و نزدیکترین گزینه را انتخاب کنید.