سوال ۴ — سؤال ۴ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — مرداد ۱۴۰۳

الف) بدن شخص به دلیل خاصیت لختی، تمایل دارد به حرکت با سرعت ثابت ادامه دهد.

ب) برخورد بدن شخص با کیسهٔ هوای بازشده، باعث افزایش زمان تماس شده و نیروی متوسط وارد بر بدن شخص کاهش می‌یابد.

الف) طبق قانون اول نیوتون، هر جسم تمایل دارد حالت حرکت خود را حفظ کند؛ به این ویژگی لختی می‌گوییم. وقتی خودرو ناگهان ترمز می‌کند، نیروی ترمز به خودرو وارد می‌شود، نه مستقیم به بدن ما. بدن ما می‌خواهد با همان سرعت قبلی به جلو ادامه دهد، در حالی که خودرو ایستاده است؛ برای همین احساس می‌کنیم به جلو پرتاب می‌شویم. (کمربند ایمنی همان نیرویی است که جلوی این حرکت را می‌گیرد.)

ب) در تصادف، سرعت بدن باید در مدت کوتاهی به صفر برسد؛ یعنی تغییر تکانهٔ بدن ($\Delta p$) مقدار معینی است. طبق رابطهٔ

$$F_{av} = \frac{\Delta p}{\Delta t}$$

اگر زمان توقف ($\Delta t$) بیشتر شود، نیروی متوسط وارد بر بدن کمتر می‌شود. کیسهٔ هوا نرم است و به‌آرامی فرو می‌رود، پس زمان تماس بدن تا توقف کامل را زیاد می‌کند و در نتیجه نیروی متوسط وارد بر بدن و آسیب‌ها کاهش می‌یابد.