هفت سوال جالب فیزیک(سری اوّل سوالات)

در این مطلب ۷ سوال فیزیک جذاب از کتاب “چگونه مفاهیم فیزیک را درک کنیم”(thinking physics) قرار دارد که نام سوالات:
-دوچرخه‌ها و زنبور
-سگ و پرتقال‌فروش(نام سوال در کتاب زبان انگلیسی sam است)
-سرعت رو سرعت
-سرعت شتاب نیست
-شتاب در نقطه‌ی اوج
-واژگون‌سازی زمان
-بدون سرعت سنج

دوچرخه‌ها و زنبور

دو دوچرخه‌سوار با سرعت ثابت ۱۰ مایل بر ساعت به سمت هم حرکت میکنند. در لحظه‌ای که فاصله‌ی دو دوچرخه از هم ۲۰ مایل است، یک زنبور بزرگ از جلوی چرخ یکی از دو چرخه‌ها با سرعت ثابت ۲۵ مایل بر ساعت در مسیر صاف به سمت چرخ دوچرخه‌ی دیگر حرکت میکند. زمانی که که زنبور چرخ دوچرخه را لمس می‌کند، در زمانی بسیار کوتاه و قابل صرفنظر جهت حرکتش را با حفظ همان سرعت ۲۵ مایل بر ساعت عوض میکند. مسیر حرکت زنبور هر دفعه کوتاه‌تر می‌شود و این اتفاق تا زمانی که دو دوچرخه با هم تصادف کنند و زنبور در میان آن‌ها له شود ادامه پیدا می‌کند.

بیشترین مقدار حرکت زنبور از زمانی که فاصله‌ی دو دوچرخه ۲۰ مایل است(زمانی که زنبور از جلوی چرخ دوچرخه عبور میکند) تا زمانی که زنبور بین دو دوچرخه له شود چقدر است؟

(این سوال می‌تواند بسیار ساده یا بسیار سخت باشد که به راه‌حل انتخابی شما بستگی دارد.)

الف) ۲۰مایل

ب) ۲۵ مایل

ج) ۵۰ مایل

د) بیشتر از ۵۰ مایل

هـ) این سوال را با اطلاعات داده‌شده نمی‌توان حل کرد


سگ و پرتقال فروش(!)

آقای پرتقال‌فروش هر روز سگ صاحبخانه‌ی ظالم خود را به مدّت ۱۵ دقیقه برای قدم زدن از خانه بیرون میبرد. او برای انتقام گرفتن از صاحبخانه تلاش می‌کرد تا سگ صاحبخانه را هر چه بیشتر بدواند. برای این کار تکه چوبی را پرتاب می‌کرد تا سگ دنبال آن بدود و آن را برگداند. پرتقال‌فروش میخواهد بداند برای اینکه سگ را مسافت بیشتری بدواند چوب را به کدام سمت پرتاب کند.

الف) به سمت جلویش

ب) به پشت سر

ج) طرفین

د) در هر مسیری مقدار حرکت برابر است


سرعت رو سرعت

ترانوای شهری خیابان چارلز به سمت خیابان کانال(canal) با سرعت ۱۴۴ اینچ بر ثانیه حرکت میکنند. شخصی در ترانوا با سرعت ۳۶ اینچ بر ثانیه نسبت به صندلی‌ها و اجسام داخل تراموا در حال قدم زدن است. این فرد در حال خوردن ساندویچ بندری(!) است و آن را با سرعت ثابت ۲ انیچ بر ثانیه می‌خورد (طبیعتا سرعت ورود ساندویچ به دهان ۲ اینچ بر ثانیه است). مورچه‌ای روی ساندویچ در حال حرکت به انتها‌یی از ساندویچ که از دهان فرد دور می‌باشد با سرعت ۱ اینچ بر ثانیه است. حالا سوال این است که سرعت مورچه نسبت به خیابان کانال چقدر است؟

الف) صفر اینچ بر ثانیه

ب) ۱۰۰ اینچ بر ثانیه

ج) ۱۷۰ اینچ بر ثانیه

د) ۱۷۹ اینچ بر ثانیه

هـ) ۱۸۰ اینچ بر ثانیه


سرعت شتاب نیست(!)

هنگامی که توپ از بالای تپه پایین می‌آید، …

الف) سرعتش افزایش و شتابش کاهش میابد.
ب) سرعتش کاهش و شتابش افزایش میابد.
ج) هر دو افزایش میابند.
د) هر دو ثابت باقی می‌مانند.
هـ) هر دو کاهش میابند.


شتاب در نقطه‌ی اوج

یک سنگ به صورت کاملا عمودی پرتاب شده‌است. زمانی که به بالاترین نقطه‌ی مسیر خود (نقطه‌ی اوج) برسد سرعت آن در یک لحظه صفر می‌شود. شتاب سنگ در آن نقطه چقدر است؟

الف) صفر
ب) ۱۰ متر بر مجذور ثانیه
ج) بین صفر و ۱۰ متر بر مجذور ثانیه


واژگون‌سازی زمان

همانطور که میدانید فیلم از حرکت سریع عکس‌ها پشت سر هم تشکیل می‌شود.
فیلمی از افتادن یک جسم ایجاد شده. شتاب این جسم به سمت پایین است. حالا فیلم را برعکس می‌کنیم، شتاب جسم به سمت …
الف) بالا
ب) پایین
خواهد بود.


بدون سرعت سنج

یک ماشین مسابقه‌ای با حداقل امکانات ساخته شده(!) به همین دلیل سرعت سنج ندارد! این خودرو با حداکثر شتاب خود از حالت سکون حرکت می‌کند و ۱/۱۰ (یک دهم) مایل را در ۱۰ ثانیه می‌پیماید. سرعت این خودرو بعد از گذشت این ۱۰ ثانیه چقدر خواهد بود؟
الف) ۶ مایل بر ساعت
ب) ۵۲ مایل بر ساعت
ج) ۶۰ مایل بر ساعت
د) ۶۲ مایل بر ساعت
هـ) ۷۲ مایل بر ساعت

جواب سوال‌ها همراه با سری بعدی سوالات در سری دوم سوالات منتشر خواهد شد…

لینک کوتاه:
عباس آخوندی

نویسنده: عباس آخوندی

عبّاس آخوندی هستم. دانش‌آموز ریاضی-فیزیک. به مبحث فیزیک حالت جامد و به طور خاص لایه نازک علاقه‌مند هستم. با کمک معلّم‌های مدرسه از طریق شبیه‌سازی فیزیکی با پژوهشی فیزیک آشنا شدم.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *