سوال ۲ — سؤال ۲ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — شهریور ۱۴۰۵، نوبت صبح

الف) $t_2$ — ب) صفر — پ) صفر تا $t_1$ — ت) $t_1$ تا $t_2$

الف) $t_2$. بردار مکان از مبدأ به جای متحرک کشیده می‌شود و جهت آن را علامت $x$ تعیین می‌کند. تا لحظهٔ $t_2$ مکان متحرک مثبت است (بردار مکان در جهت محور $x$) و بعد از $t_2$ منفی می‌شود (بردار مکان در خلاف جهت محور). پس در لحظهٔ $t_2$ که نمودار محور زمان را قطع می‌کند، بردار مکان تغییر جهت می‌دهد.

ب) صفر. سرعت در هر لحظه برابر شیب خط مماس بر نمودار مکان–زمان در آن لحظه است. در لحظهٔ $t_3$ نمودار به پایین‌ترین نقطهٔ خود رسیده و خط مماس بر آن افقی است (خط‌چین افقی شکل)؛ شیب خط افقی صفر است، پس $v = 0$.

پ) صفر تا $t_1$. متحرک وقتی در جهت محور $x$ حرکت می‌کند که مکانش زیاد شود، یعنی شیب نمودار مثبت باشد. از صفر تا $t_1$ نمودار بالا می‌رود ($v > 0$)؛ بعد از $t_1$ پایین می‌آید و سرعت منفی است.

ت) $t_1$ تا $t_2$. تندی همان اندازهٔ سرعت، یعنی اندازهٔ شیب نمودار است. در $t_1$ شیب صفر است و تا $t_2$ نمودار هر لحظه تندتر پایین می‌آید؛ پس تندی زیاد می‌شود. از $t_2$ تا $t_3$ نمودار کم‌کم افقی می‌شود و تندی کم می‌شود؛ از صفر تا $t_1$ هم شیب کم‌کم به صفر می‌رسد و تندی کاهش می‌یابد.

به زبان دیگر، در بازهٔ $t_1$ تا $t_2$ سرعت منفی است و نمودار رو به پایین خم شده (شتاب هم منفی است)؛ سرعت و شتاب هم‌جهت‌اند، پس حرکت تندشونده است.