شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر

امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی

سوالات و پاسخ‌های تشریحی امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی
همراه با بارم‌بندی و نکات کلیدی

۲۰ بارم کل۲۱ تعداد سوال۱۱۰ دقیقه زماندانلود PDF

سوال ۱۳ — سؤال ۱۳ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر

۰.۷۵ بارم

سیمی با چگالی 8 g/cm38\ \mathrm{g/cm^3} و سطح مقطع 5×10−7 m25 \times 10^{-7}\ \mathrm{m^2} بین دو نقطه بسته شده است. اگر نیروی کشش سیم 160 N160\ \mathrm{N} باشد، تندی انتشار موج عرضی در این سیم چند متر بر ثانیه است؟

دیدن پاسخپاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!پاسخ تشریحیبستن پاسخ

ρ=8000 kg/m3\rho = 8000\ \mathrm{kg/m^3} و v=FρA=1608000×5×10−7=200 m/sv = \sqrt{\dfrac{F}{\rho A}} = \sqrt{\dfrac{160}{8000 \times 5 \times 10^{-7}}} = 200\ \mathrm{m/s}

راه‌حل قدم‌به‌قدم

گام ۱ — تبدیل چگالی به SI: یک گرم 10−3 kg10^{-3}\ \mathrm{kg} و یک سانتی‌متر مکعب 10−6 m310^{-6}\ \mathrm{m^3} است:

ρ=8 g/cm3=8×10−3 kg10−6 m3=8000 kg/m3\rho = 8\ \mathrm{g/cm^3} = \frac{8 \times 10^{-3}\ \mathrm{kg}}{10^{-6}\ \mathrm{m^3}} = 8000\ \mathrm{kg/m^3}

گام ۲ — رابطهٔ تندی موج عرضی در سیم: تندی به نیروی کشش FF و جرم واحد طول سیم (μ=ρA\mu = \rho A) بستگی دارد:

v=Fμ=FρAv = \sqrt{\frac{F}{\mu}} = \sqrt{\frac{F}{\rho A}}

گام ۳ — جای‌گذاری:

ρA=8000×5×10−7=4×10−3 kg/m\rho A = 8000 \times 5 \times 10^{-7} = 4 \times 10^{-3}\ \mathrm{kg/m} v=1604×10−3=40000=200 m/sv = \sqrt{\frac{160}{4 \times 10^{-3}}} = \sqrt{40000} = 200\ \mathrm{m/s}
این پاسخ مفید بود؟