آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم

آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم به مباحث حرکت شناسی، انواع بردارها، جابجایی و مسافت، تندی متوسط و سرعت متوسط و... پرداخته است که اکثر این مباحث در بودجه بندی های کنکور های سراسری سال های اخیر ذکر شده است. با توجه به اهمیت و ضریب بالای درس فیزیک در کنکور دو رشته ریاضی و تجربی، یادگیری و آموزش به شیوه ای اصولی از جمله گام های موفقیت در این درس برای دانش آموزان می باشد. لذا مرکز آکادمی آریانا به آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم پرداخته است.

آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم

فیزیک، درس مشترک دو رشته ریاضی و تجربی می باشد که ضریب آن در هر زیر گروه متفاوت است. این درس 45 سوال از دفترچه اختصاصی کنکور ریاضی با 55 دقیقه زمان و45 سوال از دفترچه اختصاصی کنکور تجربی را با 55 دقیقه زمان به خود اختصاص داده است. درس فیزیک اولین درس اختصاصی دفترچه سوالات اختصاصی کنکور ریاضی است و جزو درس اصلی این رشته به لحاظ ضریب بالایی که دارد برای دانش آموزان محسوب می شود. همچنین درس فیزیک جزو اولین سوالات درس اختصاصی دفترچه دروس اختصاصی کنکور تجربی می باشد . این درس، در رشته تجربی دارای ضریب 6 است، یعنی هر یک پاسخ صحیح در کنکور برای درس فیزیک تجربی 6 امتیاز برای داوطلب به همراه خواهد داشت و در رشته ریاضی دارای ضریب 12 می باشد.

لذا به دلیل اهمیت بالای این درس در کنکور آشنایی و یادگیری اصولی هر کدام از مباحث این فصل ها بسیار مهم و حیاتی تلقی می شود. بدین ترتیب در ادامه به آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم می پردازیم.

آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم حرکت شناسی

حرکت‌ شناسی اولین فصل از کتاب فیزیک دوازدهم است و متاسفانه برای اکثر دانش آموزان جزو فصل های سخت در یادگیری به حساب می آید. این فصل در بودجه‌ بندی فیزیک کنکور برای رشته تجربی 4 تست و برای رشته ریاضی 5 تست را به خود اختصاص می ‌دهد و به همین دلیل از اهمیت بالایی برخوردار است.

حرکت شناسی بخشی از علم مکانیک است که درباره حرکت جسم بدون در نظر گرفتن علت آن صحبت می ‌کند. برای حل مسائل و بررسی حرکت جسم باید یک دستگاه مختصات انتخاب کنیم. اگر حرکت روی خط راست و در راستا افق باشد، محور xها و اگر حرکت روی خط راست و در راستا قائم باشد، محور yها را در نظر می ‌گیریم.

در واقع زمانی می گوییم جسم نسبت به آن دستگاه در حال حرکت است که مختصات جسمی نسبت به یک مبدا بر حسب زمان تغییر کند. حرکت و سکون، مفاهیمی نسبی ‌اند، بدین معنی که ممکن است، یک جسم نسبت به مبدا ساکن و نسبت به مبدا دیگر دارای حرکت باشد. مثلا شخصی ساکن روی پله برقی نسبت به دستگاه مختصات متصل به آن پله، ساکن ولی نسبت به دستگاه مختصات متصل به زمین، دارای حرکت است.

مسیر حرکت در واقع مکان هندسی نقاطی است که متحرک از آن ‌ها می ‌گذرد. به عبارت دیگر، مسیر حرکت، مکان هندسی نقاطی است که از تغییرات انتهای بردار های مکان حاصل شده است. مسیر حرکت می ‌تواند خط راست، دایره و یا هر شکل دیگری باشد.  مبدا مکان نقطه ‌ای است که وضعیت متحرک در هر لحظه نسبت به آن سنجیده می ‌شود البته این نقطه لزوما نقطه شروع حرکت نیست.

طول مسیر طی شده توسط متحرک را مسافت می‌ گویند. مسافت کمیتی نرده ‌ای و مثبت است که به شکل مسیر طی شده بین دو نقطه بستگی دارد.

بردار مکان، برداری است که موقعیت متحرک را در هر لحظه نسبت به مبدا مشخص می ‌کند. در واقع بردار مکان برداری است که ابتدای آن مبدا مختصات و انتهای آن مکان جسم است. بردار مکان را با r نمایش می‌ دهند.

بردار جابجایی برداری است که ابتدای آن مکان اولیه جسم و انتها آن مکان نهایی جسم باشد. همچنین بردار جابجایی، برداری است که مکان اولیه متحرک را به مکان ثانویه آن وصل کند و نشان دهنده تغییر موقعیت جسم نسبت به مبدا باشد.

نکات مربوط به مبحث جابجایی و مسافت:

جابجایی مستقل از مسیر طی شده است و به شکل مسیر و انتخاب مبدا بستگی ندارد.

جابجایی تنها به مکان اولیه و مکان ثانویه جسم بستگی دارد.

بردار مکان به مبدا مختصات بستگی دارد.

جابجایی کمیتی است برداری ولی مسافت کمیتی نرده ای است.

جابجایی می ‌تواند منفی، مثبت و یا صفر باشد اما مسافت طی شده همواره مثبت است.

جابجایی به مسیر حرکت بستگی ندارداما مسافت طی شده به مسیر حرکت بستگی دارد.

برای محاسبه جابجایی، تنها فاصله بین نقاط ابتدایی و انتهایی را محاسبه می‌کنیم اما برای محاسبه مسافت طی شده باید تک تک مسافت های پیموده شده را با علامت مثبت با یکدیگر جمع کنیم.

اگر جابجایی جسمی صفر باشد یعنی یا جسم حرکت نکرده یا حرکت کرده ولی به مکان اولیه ‌اش بازگشته است.

 آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم تندی متوسط و سرعت متوسط

نمودار مکان - زمان

 این نمودار برای توصیف حرکت یک جسم به کار می‌ رود. با استفاده از این نمودار، می ‌توان دریافت که متحرک در هر لحظه در چه مکانی قرار دارد و جابجایی آن بین هر دو لحظه چقدر است. اگر معادله مکان - زمان را در دستگاه مختصات رسم کنیم، نمودار مکان - زمان به دست می‌آید.

سرعت متوسط

 هر گونه جابجایی متحرک در واحد زمان را سرعت متوسط می ‌گویند. البته از لحاظ هندسی شیب خط واصل بین دو نقطه از نمودار مکان - زمان را سرعت متوسط میگویند.

بردار سرعت متوسط همواره با بردار جابجایی هم جهت و هم راستا است.

سرعت متوسط کمیتی برداری است و یکای آن در SI متر بر ثانیه است.

تعیین سرعت متوسط به کمک نمودار مکان - زمان

مدت زمان بین دو لحظه را بازه زمانی می‌ نامند. نحوه تعیین بازه ‌های زمانی بدین صورت است که پس n ثانیه، بازه زمانی بین 0 =1t و t2 = ns است. بعنوان مثال، بعد از 4 ثانیه، بازه زمانی بین 0 =1t و t2 =4s است.

آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم تندی لحظه ‌ای و سرعت لحظه ‌ای

سرعت لحظه‌ ای

آهنگ تغییر مکان جسم را سرعت لحظه‌ ای می ‌نامند. همچنین، تغییر مکان یا جابجایی در بازه زمانی بسیار کوچک نیز سرعت لحظه ‌ای نامیده می‌ شود. از نظر هندسی نیز شیب خط مماس بر نمودار مکان - زمان برابر سرعت لحظه ‌ای است. حد سرعت متوسط، هنگامی که تغییرات زمان به سمت صفر می رود، نیز سرعت لحظه ‌ای نام دارد. مشتق مکان در واحد زمان را سرعت لحظه ‌ای می ‌نامند. هر چه شیب مماس بر نمودار مکان - زمان با گذشت زمان بیشتر شود، بزرگی سرعت لحظه ‌ای متحرک بیشتر می‌ شود و بالعکس. اگر شیب مماس مثبت باشد، سرعت مثبت و حرکت در جهت مثبت محورها و اگر شیب مماس منفی باشد، سرعت منفی و حرکت در خلاف جهت محورها خواهد بود.

تندی متوسط

 نسبت مسافت به زمان را تندی متوسط می ‌نامند. تندی متوسط کمیتی نرده‌ ای است و واحد آن در SI متر بر ثانیه است.

تندی لحظه‌ ای

 تندی متحرک در هر لحظه از زمان را تندی لحظه‌ ای می ‌نامند.

آموزش فصل اول فیزیک دوازدهم شتاب متوسط و لحظه ای

معادله سرعت - زمان

معادله سرعت - زمان تابعی است که در هر لحظه، سرعت جسم را مشخص می ‌کند. اگر معادله سرعت - زمان را در دستگاه مختصات رسم کنیم، نمودار سرعت - زمان به دست می ‌آید. با استفاده از این نمودار می‌ توان دریافت که سرعت متحرک در هر لحظه چقدر است.

شتاب متوسط

تغییرات سرعت در واحد زمان را شتاب متوسط می‌ گویند. البته از نظر هندسی شیب خط واصل بین دو نقطه از نمودار سرعت - زمان برابر شتاب متوسط است.

نکات مربوط به شتاب متوسط:

بردار شتاب متوسط همواره با بردار تغییر سرعت هم جهت و هم راستا می باشد.

شتاب متوسط کمیتی است برداری و یکای آن در SI متر بر مجذور ثانیه است.

جهت شتاب هم جهت با تغییرات سرعت است.

سرعت یک متحرک می ‌تواند در حال افزایش یا کاهش باشد، اما شتاب آن در حال کاهش یا افزایش یا ثابت است.

شتاب لحظه ‌ای

آهنگ تغییر سرعت جسم را شتاب لحظه ‌ای می گویند البته تغییرات سرعت در بازه زمانی بسیار کوچک را نیز شتاب لحظه ‌ای می نامند. شتاب متوسط، هنگامی که تغییرات زمان به سمت صفر میل می کند، شتاب لحظه ‌ای نام دارد.

نمودار شتاب – زمان

 تابعی است که در هر لحظه شتاب جسم را مشخص می ‌کند. اگر معادله شتاب - زمان را در دستگاه مختصات رسم کنیم، نمودار شتاب - زمان به دست می‌آید. با استفاده از این نمودار می ‌توان فهمید که شتاب متحرک در هر لحظه چه قدر است.

منابع فیزیک کنکور ریاضی

بودجه بندی فیزیک کنکور تجربی

منابع فیزیک کنکور تجربی

جمع بندی فیزیک کنکور

چگونه فیزیک بخوانیم؟