جواب تمرین‌های آخر فصل ۱ فیزیک دهم: فیزیک و اندازه‌گیری 📏

فصل اول فیزیک دهم با عنوان "فیزیک و اندازه‌گیری"، پایه و اساس تمام مباحث فیزیک در سال‌های آینده است. حل تمرین‌های این فصل نه تنها نمره شما را بهبود می‌بخشد، بلکه درک شما از مفاهیم بنیادی مانند یکاها، تبدیل واحدها، اندازه‌گیری و تخمین را تقویت می‌کند. در این مقاله، پاسخ کامل و تشریحی تمام تمرین‌های پایان فصل ۱ را به زبان ساده ارائه می‌دهیم. --- بخش ۱: مرور سریع مفاهیم کلیدی فصل ۱ ۱.۱ یکاهای اصلی SI - طول: متر (m) - جرم: کیلوگرم (kg) - زمان: ثانیه (s) ۱.۲ پیشوندهای متداول - سانتی‌ (centi): ۱۰⁻² → ۱ cm = ۰٫۰۱ m - میلی‌ (milli): ۱۰⁻³ → ۱ mm = ۰٫۰۰۱ m - کیلو (kilo): ۱۰³ → ۱ km = ۱۰۰۰ m ۱.۳ دقت و رقم معنادار - رقم‌های معنادار به تمام رقم‌های قطعی به اضافه اولین رقم تخمینی گفته می‌شود. - مثال: در اندازه‌گیری ۳٫۴۵ cm، سه رقم معنادار داریم. --- بخش ۲: پاسخ تمرین‌های فصل ۱ (به ترتیب کتاب) تمرین ۱-۱: تبدیل واحدها صورت مسئله:طول یک میز ۱۵۲ سانتی‌متر است. این طول را بر حسب متر و میلی‌متر بیان کنید. پاسخ تشریحی: ۱. تبدیل به متر: ۱۵۲ cm = ۱۵۲ × ۰٫۰۱ m = ۱٫۵۲ m ۲. تبدیل به میلی‌متر: ۱۵۲ cm = ۱۵۲ × ۱۰ mm = ۱۵۲۰ mm ✅ نکته: هر ۱ cm = ۰٫۰۱ m = ۱۰ mm --- تمرین ۱-۲: تخمین زدن صورت مسئله : تعداد ضربان‌های قلب خود را در یک روز تخمین بزنید. راه حل نمونه: ۱. تعداد ضربان در حالت استراحت: ≈ ۷۰ بار در دقیقه ۲. تعداد دقیقه در یک روز: ۲۴ × ۶۰ = ۱۴۴۰ دقیقه ۳. فرض می‌کنیم ۸ ساعت خواب هستیم: ۱۶ ساعت بیداری ۴. زمان بیداری به دقیقه: ۱۶ × ۶۰ = ۹۶۰ دقیقه ۵. تعداد کل ضربان: ۷۰ × ۹۶۰ = ۶۷,۲۰۰ بار ✅ نکته: این یک تخمین است و برای افراد مختلف متفاوت است. --- تمرین ۱-۳: استفاده از پیشوندها صورت مسئله : جرم یک خودرو حدود ۱۵۰۰ کیلوگرم است. این جرم را بر حسب گرم و مگاگرم بیان کنید. پاسخ: ۱. تبدیل به گرم: ۱۵۰۰ kg = ۱۵۰۰ × ۱۰۰۰ g = ۱,۵۰۰,۰۰۰ g = ۱٫۵ × ۱۰⁶ g ۲. تبدیل به مگاگرم: ۱۵۰۰ kg = ۱۵۰۰ ÷ ۱۰۰۰ Mg = ۱٫۵ Mg --- تمرین ۱-۴: اندازه‌گیری با کولیس صورت مسئله : شکل یک کولیس نشان داده شده است. اندازه قرائت‌شده را تعیین کنید. پاسخ نمونه (با توجه به شکل کتاب): قرائت کولیس = اندازه اصلی + قرائت ورنیه مثال: اگر خط اصلی ۲٫۳ cm و خط منطبق ورنیه ۰٫۰۴ cm باشد: اندازه نهایی = ۲٫۳ + ۰٫۰۴ = ۲٫۳۴ cm 🔬 نکته مهم: در کولیس، دقت معمولاً ۰٫۱ mm یا ۰٫۰۵ mm است. --- تمرین ۱-۵: محاسبه مساحت و حجم صورت مسئله: ابعاد یک اتاق ۴m × ۵m × ۳m است. مساحت کف و حجم اتاق را محاسبه کنید. پاسخ: ۱. مساحت کف: A = طول × عرض = ۴ × ۵ = ۲۰ m² ۲. حجم اتاق: V = طول × عرض × ارتفاع = ۴ × ۵ × ۳ = ۶۰ m³ --- بخش ۳: حل مسائل ترکیبی فصل ۱ مسئله ترکیبی ۱: اگر سرعت نور ۳×۱۰⁸ m/s باشد، فاصله‌ای که نور در ۱ نانوثانیه طی می‌کند چقدر است؟ حل: ۱ نانوثانیه = ۱۰⁻⁹ s فاصله = سرعت × زمان = (۳×۱۰⁸) × (۱۰⁻⁹) = ۳×۱۰⁻¹ = ۰٫۳ m = ۳۰ cm مسئله ترکیبی ۲: جرم یک ذره‌ی گرد و غبار ۲٫۵ میکروگرم است. این جرم را بر حسب کیلوگرم بیان کنید. حل: ۱ میکروگرم = ۱۰⁻⁹ kg ۲٫۵ میکروگرم = ۲٫۵ × ۱۰⁻⁹ kg = ۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۲۵ kg --- بخش ۴: اشتباهات رایج دانش‌آموزان در فصل ۱ فیزیک دهم اشتباه ۱: گیج شدن در تبدیل واحدها راه حل:همیشه از روش کسرهای واحد استفاده کنید: ۱۵۰ cm به متر: ۱۵۰ cm × (۱ m / ۱۰۰ cm) = ۱٫۵ m اشتباه ۲: شمردن نادرست ارقام معنادار راه حل:قوانین را یاد بگیرید: - اعداد غیرصفر همیشه معنادارند. - صفرهای بین اعداد غیرصفر معنادارند. - در اعداد اعشاری، صفرهای بعد از اعشار معنادارند. اشتباه ۳: استفاده نکردن از نماد علمی راه حل:برای اعداد خیلی بزرگ یا کوچک حتماً از نماد علمی استفاده کنید: ۰٫۰۰۰۴۵ = ۴٫۵ × ۱۰⁻⁴ --- بخش ۵: نمونه سوال امتحانی با پاسخ سوال ۱: ابعاد یک زمین ورزشی ۱۲۰m × ۹۰m است. این ابعاد را بر حسب کیلومتر بیان کنید. پاسخ: طول: ۱۲۰ m = ۰٫۱۲ km عرض: ۹۰ m = ۰٫۰۹ km سوال ۲: اگر دقت یک خط‌کش ۱mm باشد، اندازه‌گیری طول یک مداد با این خط‌کش چند رقم معنادار دارد؟ پاسخ: با توجه به دقت ۱mm، اگر طول مداد ۱۷٫۵ cm باشد، اندازه‌گیری سه رقم معنادار دارد. --- بخش ۷: پرسش و پاسخ (FAQ) ❓ سوال: در تبدیل واحدها، چطور از اشتباه جلوگیری کنم؟ پاسخ: از روش کسرهای واحد استفاده کنید و واحدها را مانند اعداد جبری ساده کنید. ❓ سوال:ارقام معنادار در ضرب و تقسیم چه قاعده‌ای دارد؟ پاسخ: در ضرب و تقسیم، تعداد ارقام معنادار نتیجه برابر است با کمترین تعداد ارقام معنادار در عوامل. ❓ سوال:این فصل در کنکور چگونه مطرح می‌شود؟ پاسخ:معمولاً ۱ سوال از تبدیل واحدها یا تحلیل ابعادی در کنکور می‌آید. --- بخش ۸: جمع‌بندی و نکات نهایی ✅ نکته ۱:فصل ۱، ساده اما بسیار مهم است – آن را دست کم نگیرید! ✅ نکته ۲:حتماً با کولیس و ریزسنج کار عملی انجام دهید. ✅ نکته ۳:تبدیل واحدها را تا حدی تمرین کنید که برایتان خودکار شود. ✅ نکته ۴:برای امتحان، حتماً ماشین حساب ساده همراه داشته باشید.