روش اجرای آزمونک
جسم را انتخاب کنید، محور مثبت را بنویسید، نیروها را با عاملشان نام ببرید و سپس مؤلفههای هممحور را علامتدار جمع کنید.
حرکت، سرعت یا نیرویی که جسم به دیگری وارد میکند روی نمودار جسم آزاد همان جسم قرار نمیگیرد.
۱. برآیند همجهت
دو نیروی ۳ و ۵ N به راست وارد میشوند. برآیند چیست؟
پاسخ
8 N به راست.
۲. برآیند مخالف
نیروی ۱۲ N به راست و ۷ N به چپ وارد میشود.
پاسخ
با راست مثبت، Fnet=12−7=5 N به راست.
۳. قانون دوم
برآیند ۱۰ N بر جرم ۲ kg وارد میشود. شتاب چیست؟
پاسخ
a=Fnet/m=10÷2=5 m/s² در جهت برآیند.
۴. یافتن برآیند
جرم ۴ kg با شتاب ۳ m/s² حرکت میکند.
پاسخ
Fnet=ma=4×3=12 N.
۵. تعادل
آیا برآیند صفر یعنی جسم حتماً ساکن است؟
پاسخ
خیر؛ شتاب صفر است. جسم میتواند ساکن یا با سرعت ثابت روی خط مستقیم حرکت کند.
۶. وزن
جرم ۳ kg و g=10 N/kg است. وزن را بیابید.
پاسخ
W=mg=30 N رو به پایین.
۷. سطح افقی
جسم روی سطح افقی بدون شتاب عمودی است و جز وزن و نیروی عمودی، نیروی قائم دیگری ندارد. رابطه چیست؟
پاسخ
N−mg=0، پس N=mg. این برابری نتیجهٔ شرایط مسئله است، نه قاعدهای برای همهٔ وضعیتها.
۸. اصطکاک
نیروی کشش ۲۰ N به راست و اصطکاک ۶ N به چپ روی جرم ۷ kg وارد میشود.
پاسخ
برآیند 14 N به راست و شتاب 14÷7=2 m/s² به راست است.
۹. کنش و واکنش
آیا وزن جسم و نیروی عمودی سطح زوج کنش–واکنشاند؟
پاسخ
خیر؛ هر دو بر یک جسم وارد میشوند. زوجهای کنش–واکنش بر دو جسم متفاوت وارد میشوند.
۱۰. خطای نمودار جسم آزاد
دانشآموز پیکان سرعت را کنار پیکان نیروها رسم کرده است.
پاسخ
سرعت نیرو نیست و در جمع نیروها وارد نمیشود. نمودار جسم آزاد فقط نیروهای خارجی وارد بر جسم انتخابشده را نشان میدهد.
خودتصحیح
| مرحله | کنترل |
|---|---|
| جسم | مرز جسم مورد بررسی روشن است؟ |
| نیرو | هر پیکان عامل و جهت دارد؟ |
| محور | علامت نیروها با محور مثبت سازگار است؟ |
| برآیند | از نیروی منفرد جدا شده؟ |
| قانون | Fnet=ma با واحد درست اجرا شده؟ |
تمرین انتقالی
سه وضعیت برای جسم روی سطح افقی بسازید: تعادل، شتاب همجهت حرکت و شتاب خلاف جهت حرکت. نیروها و معادلهٔ هر محور را بنویسید.