سوال ۶ — سؤال ۶ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر

الف) هنگامی که خودرو شروع به حرکت می‌کند، سرنشین خودرو به‌دلیل خاصیت لختی تمایل دارد حالت سکون خود را حفظ کند؛ بنابراین به صندلی فشرده می‌شود.

ب) طبق رابطهٔ $F_N = m(g + a)$، عدد ترازو از وزن شخص بزرگ‌تر است.

الف) طبق قانون اول نیوتون، هر جسم می‌خواهد حالت حرکت خود را حفظ کند؛ به این ویژگی لختی می‌گوییم. بدن شما در ابتدا ساکن است. وقتی خودرو ناگهان به جلو شتاب می‌گیرد، بدن‌تان تمایل دارد همان‌جا ساکن بماند؛ پس صندلی که همراه خودرو جلو می‌رود به پشت شما فشار می‌آورد تا شما را هم با خود ببرد. این فشار را به صورت «فشرده شدن به صندلی» حس می‌کنید.

ب) وقتی آسانسور از حال سکون به طرف بالا راه می‌افتد، شتاب آن رو به بالاست. بر شخص دو نیرو وارد می‌شود: وزن $mg$ رو به پایین و نیروی عمودی ترازو $F_N$ رو به بالا. با قانون دوم نیوتون (جهت بالا مثبت):

$$F_N - mg = ma \Rightarrow F_N = m(g + a)$$

چون $a$ مثبت است، $F_N$ از $mg$ بزرگ‌تر است. طبق قانون سوم نیوتون، شخص هم به همین اندازه به ترازو نیرو وارد می‌کند و ترازو همین $F_N$ را نشان می‌دهد؛ پس عدد ترازو از وزن شخص بزرگ‌تر است.