گام به گام علوم تجربی نهم | فصل 4: حرکت چیست؟

مسافت و جابه‌جایی هر دو از جنس طول‌اند و برحسب متر (m) اندازه‌گیری می‌شوند، ولی می‌توانیم آنها را برحسب واحدهای بزرگ‌تر یا کوچک‌تر طول نیز بیان کنیم.
الف) مسافت طی شده در شکل ۳ چقدر است؟ مقدار به دست آمده را برحسب متر و کیلومتر(km) بیان کنید.

متر 1418 = 200+ 323 + 300+ 73 + 320+ 202
یک کیلو متر و 418 متر

ب) با توجه به مقیاس داده شده روی شکل، اندازهٔ بردارجابه‌جایی دانش آموز را به کمک خط کش به دست آورید.

870 متر

یک جسم باید چگونه حرکت کند تا مسافت طی شده توسط آن با اندازهٔ بردارجابه‌جایی‌اش یکسان باشد؟

اگر جسم روی خط راست حرکت کند، مسافت و جابجایی برابر می‌شوند.

شکل روبه رو مسیر پیموده شده توسط یک دونده را نشان می‌دهد. مسافت و بردار جابه‌جایی دونده را روی شکل مشخص کنید.

تندی متوسط خودتان را هنگام رفتن از خانه به مدرسه حساب کنید. اگر با پای پیاده این فاصله را طی می‌کنید تعداد قدم‌های خود را از خانه تا مدرسه بشمارید. طول هر قدم را حدود ۰/۴ متر بگیرید. اگر با خودرو این فاصله را می‌پیمایید مسافت طی شده را از روی کیلومتر شمار خودرو بخوانید. در هر دو حالت زمان طی مسافت را به کمک ساعت یا زمان سنج اندازه بگیرید.

۱- رکورد جهانی دوی ۱۰۰ متر مردان، 9/85 ثانیه و در اختیار اوسین بولت دوندهٔ جامائیکایی است که در سال ۲۰۰۹ به نام خود ثبت کرده است. تندی متوسط این قهرمان جهانی را حساب کنید. مفهوم فیزیکی عدد به دست آمده را توضیح دهید.

m/s $\frac{100}{9/58} =10/43$ :تندی متوسط
مفهوم فیزیکی: این دونده در هر ثانیه به طور متوسط 10/43 متر دویده است.

۲- کیلومتر بر ساعت (km/h) یکی دیگر از یکاهای تندی است که معمولاً برای وسایل نقلیه موتوری به کار می‌رود. با توجه به اینکه هر کیلومتر برابر۱۰۰۰m وهر ساعت برابر ۳۶۰۰s است، نشان دهید یکاهای km/h و m/s به صورت روبه رو به یکدیگر تبدیل می‌شوند.

۳- شکل زیر نقشهٔ جزیره ابوموسی را واقع در خلیج فارس نشان می‌دهد. فاصلهٔ بین مسجد جامع و مسجد خلیج فارس در این جزیره حدود ۳/۴ کیلومتر است. اگر ۶ دقیقه طول بکشد تا شخصی با خودرو از مسجد جامع به مسجد خلیج فارس برود، تندی متوسط خودروی وی را برحسب متر بر ثانیه به دست آورید.

۴- تندی متوسط هر یک از متحرک‌ها را با توجه به داده‌های جدول زیر حساب کنید.

وسایل و مواد لازم: یک تکه نخ بلند (۴متر یا بیشتر)، نی نوشابه، بادکنک، چسب نواری، زمان سنج، متر
۱- تکه‌ای از نی نوشابه به طول تقریبی ۱۰ سانتی‌متر را ببرید و نخ را از آن عبور دهید.
۲- دو سر نخ را به دو طرف کلاس که فاصله بیشتری از هم دارند ببندید و طول آن را به کمک متر یا خط‌کش اندازه بگیرید.
۳- بادکنک را باد کنید و درب آن را محکم با دست خود بگیرید تا هوای درون آن خارج نشود و آن را مطابق شکل الف به نی بچسبانید.
۴- بادکنک را رها کنید تا به کمک نی متصل به آن، از یک طرف به طرف دیگر تکه نخ حرکت کند.
۵- به کمک زمان سنج، مدت زمانی را که بادکنک در حرکت است، اندازه بگیرید. 3 ثانیه
۶- نسبت جابه جایی بادکنک را به مدت زمان صرف شده حساب کنید.

$\frac{4m}{3s} = 1/33  m/s$

۷- اندازه گیری و محاسبه‌ها را چند بار تکرار کنید تا دقت آنها بیشتر شود.

تندی متوسط قایق در مثال بالا چقدر است؟ توضیح دهید چرا مقدار آن با مقدار به دست آمده برای سرعت متوسط یکسان است.

$\frac{113m}{8s} = 141/33  m/s$ = تندی متوسط

طول جاده شهر کوهستانی بروجن از شهر تاریخی اصفهان حدود ۱۱۹ کیلومتر و فاصلهٔ مستقیم آنها ۸۴ کیلومتر است. اگر خودرویی فاصلهٔ بین دو شهر را در مدت ۷۰ دقیقه طی کند، تندی متوسط و سرعت متوسط اتومبیل برحسب متر بر ثانیه و همچنین کیلومتر بر ساعت چقدر است؟ (لازم است توجه شود که به دلایل مختلفی از قبیل موانع طبیعی و هزینه احداث جاده، معمولا جاده بین دو شهر به صورت مسیر مستقیم نیست).

$\frac{119\times 1000m}{70\times 60s}=28 m/s\times 3/6 = 101  km/h$ = تندی متوسط

$\frac{84\times 1000m}{70\times 60s}=20 m/s\times 3/6 = 72  km/h$ = سرعت متوسط

الف) بیشترین تندی مجاز رانندگی برای خودروهای سواری در بزرگراه‌های ایران و هنگام روز برابر ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت است. این تندی مجاز را برحسب متر بر ثانیه بنویسید.

ب) اگر خودرویی با تندی متوسط 112km/h مسافت ۴۶۰ کیلومتری تهران به اصفهان را از مسیر بزرگراه طی کند، مدت زمان حرکت آن را به دست آورید.

١- موتور سواری در مسیر مستقیم از حال سکون شروع به حرکت می‌کند و پس از ۶ ثانیه سرعت آن به ۵۴ کیلومتر بر ساعت به طرف شمال شرق می‌رسد. شتاب متوسط موتور سوار را پیدا کنید.

٢- شکل زیر، دونده‌ای را نشان می‌دهد که سرعت آن در شروع حرکت و ٢٠ دقیقه پس از آن داده شده است. شتاب متوسط دونده را حساب کنید.

8-2=6 m/s

20*60=1200 s

$\frac{6m/s}{1200s}=0.005  m/s$