پایهٔ ۱۲ · فصل ۲
۸ مبحث منتخباین برگه، گزیدهای برای مرور سریع است: رابطه را همراه شرطش بخوان، سپس دام و نمونهٔ حل را بررسی کن.
اصطکاک ایستایی تا سقف خود تنظیم میشود؛ هر نیروی عمودی که N را عوض کند، سقف اصطکاک را نیز تغییر میدهد.
برآیند صفر یعنی شتاب صفر، نه الزاماً سرعت صفر.
کنش و واکنش بر دو جسم وارد میشوند.
نیروی عمودی سطح همیشه برابر وزن نیست.
در معادلهٔ کل دستگاه نیروهای داخلی حذف میشوند.
صفر بودن برآیند به معنی نبود همهٔ نیروها نیست؛ نیروها میتوانند همدیگر را خنثی کنند.
شرط کاربرد: چارچوب لَخت یا تقریب مناسب آن در مسئلهٔ مدرسهای.
تصور نادرست: برای حرکت با سرعت ثابت، برآیند نیرو باید رو به جلو باشد.
اصلاح علمی: در حرکت مستقیم با سرعت ثابت، برآیند نیرو صفر است.
F در قانون دوم برآیند است، نه نام یک نیروی خاص مانند کشش.
شرط کاربرد: جرم ثابت و چارچوب مناسب؛ هر معادله فقط نیروهای وارد بر همان جسم را شامل شود.
تصور نادرست: شتاب همیشه همجهت سرعت است.
اصلاح علمی: شتاب همجهت برآیند نیروست؛ میتواند همجهت، خلافجهت یا در وضعیتهای دیگر نسبت به سرعت باشد.
برابری اندازه و مخالفت جهت کافی نیست؛ نام دو جسم و نوع برهمکنش را مشخص کن.
شرط کاربرد: دو نیرو از یک برهمکنش و روی دو جسم متفاوت باشند.
تصور نادرست: وزن جسم و نیروی عمودی میز جفت کنش و واکنشاند.
اصلاح علمی: وزن جسم و نیروی عمودی میز هر دو بر خود جسم وارد میشوند و جفت قانون سوم نیستند؛ واکنش وزن، نیروی گرانشی جسم بر زمین است و واکنش نیروی عمودی، نیروی جسم بر میز است.
جهت حرکت آسانسور را بهجای جهت شتاب وارد نکن.
شرط کاربرد: برای شخص روی کف افقی آسانسور با تماس برقرار؛ a علامتدار و بالا مثبت.
تصور نادرست: در سقوط آزاد، نیروی گرانشی زمین بر جسم صفر میشود.
اصلاح علمی: در سقوط آزاد وزن همچنان وجود دارد؛ نیروی تماس و وزن ظاهری میتواند صفر شود.
اگر نیروی هل دادن از حد بیشینه کمتر است و تعادل ممکن است، fs برابر همان نیروی لازم است.
شرط کاربرد: در مدل اصطکاک خشک، اصطکاک ایستایی خلاف تمایل لغزش و اصطکاک جنبشی خلاف حرکت نسبی دو سطح است؛ μs N حد بیشینه است، نه مقدار همیشگی اصطکاک ایستایی.
تصور نادرست: اصطکاک ایستایی همیشه برابر μs N است.
اصلاح علمی: کمیت μs N بیشینهٔ اصطکاک ایستایی است؛ مقدار واقعی اصطکاک ایستایی از صفر تا μs N تنظیم میشود.
طول فنر را به جای افزایش طول آن در kx نگذار.
شرط کاربرد: قانون هوک در محدودهٔ خطی؛ برای نخ و قرقره فرضهای ایدهآل باید برقرار باشند.
تصور نادرست: نیروی فنر به طول کل فنر متناسب است.
اصلاح علمی: در قانون هوک، نیروی فنر با تغییر طول نسبت به طول طبیعی متناسب است.
در Δp برای برگشت، سرعتها را با علامت بنویس؛ کم کردن تندیها پاسخ صفر نادرست میدهد.
شرط کاربرد: نیروی خالص متوسط را از نیروی یک عامل خاص جدا کن.
تصور نادرست: اگر تندی ابتدا و انتها برابر باشد، تغییر تکانه همیشه صفر است.
اصلاح علمی: در برگشت جهت، سرعت و تکانه تغییر میکنند حتی اگر تندی برابر بماند.
در ارتفاعی برابر شعاع زمین، فاصله از مرکز دو برابر شده است، نه برابر شعاع.
شرط کاربرد: مدل جرم کروی متقارن و نقطهٔ بیرونی؛ فاصله از مرکز.
تصور نادرست: در قانون گرانش فاصله همان ارتفاع از سطح زمین است.
اصلاح علمی: فاصله باید از مرکز زمین سنجیده شود؛ برای ارتفاع h، فاصله R+h است.
جسم با سرعت ثابت حرکت میکند. آیا باید تمام نیروهای وارد بر آن صفر باشند؟
جسم ابتدا روی سطح افقی ساکن است و جز نیروی هلدادن افقی و اصطکاک، نیروی افقی دیگری ندارد. اگر بیشینهٔ اصطکاک ایستایی ۱۵ نیوتون و نیروی هلدادن ۹ نیوتون باشد، چرا f=۱۵ غلط است؟
در ارتفاع h از زمین، چرا جایگذاری r=h در قانون گرانش غلط است؟
پیشنیاز این فصل: بردار سرعت و شتاب و نمودار حرکت
راهنمای شکل و نمودار: برای هر جسم نمودار جسم آزاد جدا بکش و فقط نیروهای وارد بر همان جسم را قرار بده.
کنترل نهایی پاسخ: نیوتون و کیلوگرم را جدا کن؛ جهت شتاب با برآیند و اصطکاک ایستایی با بازهٔ مجاز سازگار باشد.
جمع برداری همهٔ نیروهای وارد بر یک جسم.
نمایش جسم جداشده و فقط نیروهایی که محیط بر آن وارد میکند.
نیروی تماسی سطح، عمود بر محل تماس؛ همیشه برابر وزن نیست.
نیرویی تنظیمشونده تا یک بیشینه که از لغزش نسبی جلوگیری میکند.
برداشت نادرست: وزن و نیروی عمودی جفت قانون سوماند.
اصلاح: هر دو بر یک جسم وارد میشوند؛ جفتهای قانون سوم روی دو جسم متفاوتاند.
برداشت نادرست: جسم حرکت میکند، پس نیروی برآیند حتماً همجهت سرعت است.
اصلاح: برآیند جهت شتاب را تعیین میکند؛ در ترمز میتواند خلاف سرعت باشد.
در مسئلهٔ دو جسم در تماس، رسم دو نمودار جدا جلوی اشتباه را میگیرد. برای یافتن شتاب مشترک میتوان دو جسم را یک سامانه گرفت؛ نیروی تماس درون سامانه است و در جمع نیروهای خارجی ظاهر نمیشود.
برای یافتن خود نیروی تماس باید یکی از جسمها را جدا بررسی کرد. مقدار تماس به محل اعمال نیروی بیرونی وابسته است، هرچند شتاب کل سامانه با جرم کل تعیین میشود.
جسمی ۵ کیلوگرمی در لحظهٔ مورد بررسی روی سطح افقی به راست میلغزد. نیروی افقی ۳۰ نیوتونی به راست و اصطکاک جنبشی ۱۰ نیوتونی به چپ وارد است و نیروی افقی دیگری ندارد. راست را مثبت بگیر و برآیند نیرو و شتاب را بیاب.
در همان وضعیتِ لغزش به راست، نیروی اعمالی در یک لحظه به ۵ نیوتون کاهش مییابد و اصطکاک جنبشی همچنان ۱۰ نیوتون است. برآیند و شتاب را با راستِ مثبت بیاب و تغییر تندی را در همان لحظه مشخص کن.
دو قطعهٔ ۲ و ۳ کیلوگرمی روی سطح افقی بدون اصطکاک در تماساند. نیروی ۲۰ نیوتونی به قطعهٔ ۲ کیلوگرمی وارد میشود و هر دو را میراند. شتاب و نیروی تماس را بیاب.
در همان دستگاه، اگر نیروی ۲۰ نیوتونی از سمت دیگر به قطعهٔ ۳ کیلوگرمی وارد شود، نیروی تماس وارد بر قطعهٔ ۲ چقدر است؟
شتاب همچنان ۴ متر بر مجذور ثانیه است؛ برای شتابدادن قطعهٔ ۲ کیلوگرمی نیروی تماس ۲×۴=۸ نیوتون لازم است.
محورها، جهتها و برچسبهای شکل را جدا بخوان.
ببین شکل کدام نسبت یا تغییر را نشان میدهد.
نتیجه را فقط در محدودهای بگو که شکل پشتیبانی میکند.
آیا جسم متحرک میتواند برآیند نیروی صفر داشته باشد؟
چرا وزن و نیروی عمودی کنش و واکنش نیستند؟
این صفحه برای جستوجوی «جزوه فیزیک دوازدهم فصل ۲»، «نکات ناب فیزیک» و مرور سریع کنکور و امتحان نهایی آماده شده است.