علوم تجربی -

1

جاهای خالی را کامل کنید.

الف)اگر مزیت مکانیکی ایده آل ماشینی برابر 5 باشدو آن ماشین دارای اصطکاک باشد ، دراین صورت مزیت مکانیکی واقعی ......

از 5 است.

ب)در آسانسوری که ثابت است وزن شخصی 800نیوتون است وقتی آسانسور شروع به حرکت می کند وزنش به 880می رسد در این صورت آسانسور به طرف ............... حرکت می کند.

ج)فندق شکن باعث صرفه جویی در ........... می شود.

د)برای این که به کمک یک قرقره ی متحرک بابازده 90% یک وزنه ی 200نیوتونی را 2متر بالا ببریم باید نیروی محرک ......... جابجا شود.

2

گزینه ی صحیح را مشخص کنید.

*) از چوب بلندی به طول 2متر برای جابجایی سنگی به وزن 110نیوتون استفاده می شود. اگر نیروی محرک 5/27 نیوتون باشد طول بازوی محرک چقدر است؟

   الف) 6/1            ب)8/0              ج)4/0              د)2/0

*)به تازگی اولین فضاپیما به فضا پرتاب شد. به امید این که شما از فضانوردان آینده باشید.اگر احساسات بر شما غلبه کرد و جرأت کردید به راهپیمایی فضایی به کمک یک طناب متصل به فضاپیما ، از سفینه خارج شویدو در فضا قذم بزنید، کدامیک از گزاره های زیر توصیف دقیقی از فرآیند های فیزیکی موثر در راهپیمایی شما هستند؟

  الف)هیچ کاری بر روی شما انجام نمی شود چرا که در فضای دوردست بدون هیچ گونه اصطکاک قدم می زنید و همواره با سرعتی ثابت در جهت معینی حرکت میکنید.

  ب)شما برروی سفینه کارانجام میدهید چرا که هروقت میخواهید به سفینه نزدیک شوید طناب متصل به سفینه را محکم می کشیدو به آن نیرو وارد می کنید.

  ج)سفینه به روی شما کار انجام میدهد چرا که این فضاپیماست که به کمک موتورها و ابزار های دقیق و از طریق اتصال یک طناب متحرک به شما کمک میکند تا درجهت های مختلف با سرعت های مختلف در بیرون فضا قدم بزنید.

  د)هردو گزینه ی ب و ج در کنارهم توصیف دقیقی از فرآیند های موثر درقدم زنی فیزیکی شماست.

*)دریک ماشین چرخ ومحور قطر چرخ 20سانتی متر ئ قطر محور 8سانتی متراست. اگر بازده ماشین50% باشد.چند نیوتون نیروی محرک لازم است تابار 250نیوتونی توسط این ماشین بالا برده شود؟(نیروی محرک بروی چرخ است)

الف)200              ب)150               ج)125                د)100

*)دریک نوع اهرم نوع دوم که مزیت مکانیکی 3 و بازده اهرم 80% است.اگر نیروی محرک دراین اهرم 5 نیوتون باشد.نیروی مقاوم چند است:

  الف)15                  ب)18                     ج)12                     د)14

پاسخ سوالات تستی

۱ الف) کمتر  -  ب)   بالا    ج)نیرو   د)شاید جواب بیشتر از ۲ باشد

۲  الف   -    د  -    الف   -   ج 

به سوالات تشریحی پاسخ دهید.

 الف) بازده ماشینی 60درصد است. این ماشین با نیروی محرک 400نیوتونی نیروی مقاومی 2400نیوتونی را 10مترجابجا کرده. جابجایی نیروی محرک چقدراست؟

۶۰:۱۰۰  = ۲۴۰۰×۱۰:۴۰۰×.....        X=۱۰۰متر     :  جواب

ب)  می دانیم که حورشید در هر ثانیه 5/4میلیون تن ماده به انرژی تبدیل میشود اگر از آزاد شدن انرژی هسته ای یک کیلوگرم ماده ی خورشیدی مقدار انرژی معادل سوختن 5/2 میلیون تن زغال سنگ تولید می شود. اولا حساب کنید انرژی تولید شده ی خورشید در مدت1 ثانیه برابر سوختن چند کیلوگرم زغال سنگ خواهد بود. ثانیا اگر جرم خورشید 10³⁰×2 کیلوگرم در نظر گرفته شود به مدت چند سال میتواند انرژی بدهد؟(اگر کل جرم خورشید زغال سنگ فرض شود)

جواب:  ۵/۴×۱۰۰۰۰۰۰×۱۰۰۰=۴۵۰۰۰۰۰۰۰۰  کیلوگرم

  ۵/۲×۱۰۰۰۰۰۰×۴۵۰۰۰۰۰۰۰۰=۱۱۲۵۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰ کیلوگرم زغال سنگ

۲×۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰=۲۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰ جرم خورشید

جرم خورشیدتقسیم بریک سال به ثانیه= مدت زمان تمام شدن خورشید

پ) بازده دستگاه مقابل 75% است. مقدار نیروی محرک را بیابید.(شعاع چرخ 3برابر شعاع محور است)

ت)در دستگاه مقابل دو وزنه به جرم M و سطح شیبداری بدون اصطکاک دیده می شود. وزن قرقره ها و نخ ناچیز است. زاویه a چقدر باشد تا دستگاه درحالت تعادل قرار گیرد؟

ث) در کشورهای حاشیه ی خلیج فارس مانند امارات که آب ها بسیار شور اند و تقریبا شوری آنها 80% است برای تولید آب آشامیدنی 100کارخانه وجوددارد و در هرکارخانه 200دستگاه تصفیه آب وجوددارد ، که هرکدام توانشان برابر 2کیلووات است.هر کارخانه بازدهش 50%درصد است و مامیدانیم در این کشورها هوا بسیار گرم است پس ، هرساعت 20لیتر آب تبخیر می شود. در این صورت اگر انرژی لازم برای این کار از 200باتری خورشیدی تهیه شود چند لیتر آب آشامیدنی در یک شبانه روز تولید می شود؟ درپشت سدی مقدار آبی که کارخانه در 24ساعت تصفیه می کند جمع شده است.اگر دریچه ی سد باز شود و توربین های پشت سد شروع به کار کنند چه مقدار انرژی تولید می شود در صورتی که از هر 10لیتر 10کیلوژول انرژی تولید شود. این مقدار انرژی چند لامپ صدواتی بابازده 50% را روشن میکند؟

ج) دو کیلوگرم زغال سنگ را اگر در سطح زمین بسوزانیم 2 مگاژول گرما تولید میکند. اگر آن را در ارتفاع 10متری بسوزانیم ، با توجه به این که 1 کیلوژول انرژی پتانسیل گرانشی آن افزایش می یابد. چند کیلوژول گرما تولید می کند؟(امتیازی)

د) دربین کشورهای همسایه ی ایران ، ایران بیشترین منابع سوخت فسیلی را دارد. که عبارتند از 10²⁰×2تن زغال سنگ و همچنین 10²⁰×4لیتر بنزین و 10²⁰×2000 نفت. ما می خواهیم برای تمام کشور برق تولید کنیم. اگر در هرخانه به طور متوسط وسایل زیر روشن باشند :

4لامپ 100وات- یک یخچال بابازده 80% که کار مفیدش 1000وات است- یک تلویزییون که توان اسمی اش 1500وات است.

در این صورت اگر تعداد خانه ها برابر10¹⁰ باشندو در هرخانه 10ساعت انرژی مصرف شود چند روز انرژی خانه ازطریق سوخت فسیلی تامین می شود.(امتیازی)

۴×۱۰۰=۴۰۰         +۱۵۰۰  + ۱۲۵۰=۳۱۵۰۰ توان وسایل

انرژی=توان×زمان=۳۵۰۰×۱۰=۳۱۵۰۰۰×۱۰^۱۰=۳۱۵×۱۰^۱۳انرژی مصرفی درهمه خانه ها

۲×۱۰^۲۰×۴×۱۰^۲۰×۲۰۰×۱۰^۲۰=۱۶۰۰۰×۱۰^{۶۰ مجموع انرژی سوخت ها}

۱۶۰۰۰×۱۰^۶۰: ۳۱۵×۱۰^۱۳=۵۰×۱۰^۲۷ مدت زمانی که میتوان ازسوخت استفاده کرد به روز