نمونه سوال فصل ۳ فیزیک دهم ریاضی با جواب

گلوله‌ای از سطح زمین در راستای قائم رو به بالا پرتاب می‌شود و تا رسیدن گلوله به ارتفاع ۴۲ متری از سطح زمین، انرژی جنبشی آن ۳۰ درصد کاهش می‌یابد. این گلوله حداکثر تا ارتفاع چند متری از سطح زمین بالا می‌رود؟ (مقاومت هوا ناچیز است و $g = 10\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}$)

توپ فوتبالی به جرم $450\,\mathrm{g}$ از نقطه پنالتی با تندی $20\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ به طرف دروازه‌بان شوت می‌شود. توپ با تندی $16\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ به دستان دروازه‌بان برخورد می‌کند. کل کار انجام‌شده روی توپ چند ژول است؟

مطابق شکل، مکعبی را با سرعت اولیهٔ $10\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ موازی با سطح رو به بالا پرتاب می‌کنیم. این جسم ۶ متر روی سطح جابه‌جا شده و می‌ایستد. چنددرصد انرژی جنبشی اولیهٔ جسم توسط کار نیروی اصطکاک تلف شده است؟ ($g = 10\,\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{kg}}$)

شکل: سطح شیب‌داری که از بالا-چپ به پایین-راست پایین می‌آید و با افق زاویهٔ $30^\circ$ می‌سازد (زاویه در گوشهٔ پایین راست). مکعبی در پایین سطح شیب‌دار قرار دارد و با سرعت اولیهٔ $V_0$ موازی با سطح شیب‌دار رو به بالا پرتاب می‌شود (پیکان $V_0$ به سمت بالا-چپ).

فنری به جرم ناچیز و طول $20\mathrm{cm}$ را از یک انتها، از نقطه‌ای ثابت آویزان می‌کنیم. ثابت فنر $400\,\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{m}}$ است و به انتهای دیگر آن، وزنهٔ یک کیلوگرمی می‌بندیم و وزنه را در شرایطی از حال سکون رها می‌کنیم که طول فنر، همان 20 سانتی‌متر باشد. در این آزمایش، بیشترین طول فنر به چند سانتی‌متر می‌رسد و تندی وزنه در این وضعیت چند سانتی‌متر بر ثانیه است؟ $\left(g = 10\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}\right.$ و مقاومت هوا ناچیز است.)

اگر تندی جسمی را از $2\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ به $6\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ برسانیم، انرژی جنبشی آن ۴ ژول افزایش می‌یابد. جرم جسم چند گرم است؟

در شکل زیر، نیروی ثابت $F$، جسم را روی سطح افقی از حال سکون به حرکت درمی‌آورد و بعد از طی مسافت ۵ متر، سرعت جسم را به $2/5\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ می‌رساند. بزرگی نیروی اصطکاک در این حرکت چند نیوتون است؟

شکل: جسمی به جرم ۸ کیلوگرم روی سطح افقی قرار دارد. نیروی $F = 40\,\mathrm{N}$ به‌صورت مایل و رو به بالا و به سمت راست، با زاویهٔ ۶۰ درجه نسبت به افق (خط‌چین افقی) به گوشهٔ بالای سمت راست جسم وارد می‌شود.