درسنامه کامل فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 1 فیزیک و اندازه گیری
تعداد بازدید : 3.74Mخلاصه نکات فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 1 فیزیک و اندازه گیری - درسنامه شب امتحان فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 1 فیزیک و اندازه گیری - جزوه شب امتحان فیزیک (1) رشته ریاضی نوبت اول فصل 1 فیزیک و اندازه گیری
مدل سازی
مدل سازی
در ابتدا به تعاریف مورد نیاز در این فصل می پردازیم.
فیزیک چیست؟
واژه ی فیزیک، ریشه در یونان باستان دارد و به معنای شناخت طبیعت است.
فیزیک پایه و اساس تمامی مهندسی ها و فناوری ها است.
نظریه
نتیجه پژوهش درباره علت رخداد یک پدیده که می تواند به کمک آزمایش ثابت و یا باطل شود.
مدل اتمی
نتیجه نظریات دانشمندان مختلف درباره ساختار درون اتم است.
نظریه اتمی که دنیای درون اتم را توصیف می کند چندین بار به خاطر بدست آوردن اطلاعات جدید از رفتار اتم ها اصلاح شد.
قانون های فیزیکی
به گزاره های کلی که دانشمندان رابطه بین برخی از کمیت های فیزیکی را توصیف می کنند، قانون های فیزیکی می گویند. مانند قوانین نیوتون
اصل
به گزاره های مختصری که دانشمندان برای توصیف دامنه محدود تری از پدیده های فیزیکی، که عمومیت کمتری دارند.
مانند اصل پاسکال
مدل سازی در فیزیک
فرایندی است که طی آن یک پدیده فیزیکی، آنقدر ساده و آرمانی می شود تا امکان برسی و تحلیل آن فراهم شود.
مدل سازی تحلیل حرکت توپ بسکتبال در هوا
تحلیل حرکت مدل سازی توپ بسکتبال در هوا
هنگام مدل سازی یک پدیده فیزیکی، باید اثر های جزئی تر را نادیده بگیریم نه اثر های مهم و تعیین کننده را.
فرق کیفیت و کمیت چیست؟
کیفیت:
آنچه را که نتوان اندازه گیری کرد.
مانند زیبایی، مهربانی، بد اخلاقی، کثیفی و ......
کمیت:
آنچه را که بتوان اندازه گیری کرد.
مانند ارتفاع، عمق، حجم، زمان، جرم و .....
یکا یا واحد اندازه گیری:
به مقدار مشخصی از هر کمیت گفته می شود که به عنوان مقیاس انتخاب شده است.
به طور مثال برای طول، یکاهای مختلفی وجود دارد، مانند یک متر، یک کیلومتر و ......
ویژگی های یکای هر کمیت فیزیکی
- تغییر نکنند.
- قابلیت باز تولید در مکان های مختلف داشته باشند.
کمیت های فیزیکی
کمیت های نرده ای:
کمیت هایی که، تنها دارای یک عدد و یکا باشد.
مانند: انرژی، دما، حجم، جرم و زمان و.......
کمیت های برداری:
کمیت هایی که علاوه بر عدد و یکا، دارای جهت باشد.
مانند: جا به جایی، سرعت، شتاب و نیرو و .....
دانشمندان در نشست های بین المللی توافق کرده اند که برای هر کمیت، یکای معینی تعریف کنند.
سیستم SI:
سیستمی است بین المللی که همه کمیت ها در آن دارای واحد مشخص و ثابتی هستند.
کمیت های فیزیکی از نظر یکا به دو دسته تقسیم می شوند:
کمیت های اصلی:
به کمیت هایی که یکای آنها به صورت مستقل تعریف می شود، کمیت های اصلی و به یکاهایشان، یکاهای اصلی گفته می شود.
مانند: طول، جرم، زمان، دما، شدت جریان و مقدار ماده
کمیت های اصلی و یکاهای اصلی دستگاه بین المللی (SI)
کمیت های فرعی:
به کمیت هایی که یکاهای آنها بر حسب یکاهای اصلی مشخص می گردد، کمیت های فرعی گفته می شود و به یکاهایشان، یکاهای فرعی می گویند. مانند: مساحت، حجم، انرژی، سرعت، شتاب، چگالی، فشار و ....
چند مثال از یکاهای فرعی دستگاه بین المللی (SI)
تعریف واحد طول:
یک ده میلیونیم (\(\frac{1}{{10000000}}\) ) فاصله استوا تا قطب شمل است.
واحد طول: یک متر
فاصله میان دو خط نازک حک شده در نزدیکی دو سر میله ای از جنس پلاتین ایریدیوم، وقتی میله در دمای صفر درجه سلسیوس قرار داشت، برابر یک متر تعریف شده بود.
یکای زمان: 1 ثانیه است.
(\(\frac{1}{{86400}}\) ) طول یک شبانه روز
یکای استاندارد جرم
جرم استوانه ای فلزی از جنس پلاتین و ایریدیوم است که در اداره ی بین المللی وزن ها و مقیاس نگه داری می شود.
برخی یکاهای غیر SI طول
یکاهای قدیمی
ذرع
فرسنگ
فوت (پا)
مایل (mi)
اینچ (in)
یکای نجومی (AU): میانگین فاصله زمین تا خورشید (\(1AU \approx 1/5 \times {10^{11}}m\) ) است.
سال نوری (ly): مسافتی است که نور در مدت یکسال طی می کند.
برخی یکاهای غیر SI جرم
یکاهای قدیمی
خروار
من تبریز
مثقال
سیر
نخود
گندم
قیراط
بازه زمانی: \(\Delta t\)
مدت زمان بین شروع و پایان یک رویداد را بازه زمانی می نامیم.
\(\Delta t = {t_2} - {t_1}\)
آهنگ
تغییر هر کمیت را نسبت به زمان، معمولا آهنگ آن کمیت می نامیم.
مای درس ، برترین اپلیکیشن کمک درسی ایران
پوشش تمام محتواهای درسی پایه ریاضی- آزمون آنلاین تمامی دروس پایه ریاضی
- گام به گام تمامی دروس پایه ریاضی
- ویدئو های آموزشی تمامی دروس پایه ریاضی
- گنجینه ای از جزوات و نمونه سوالات تمامی دروس پایه ریاضی
- فلش کارت های آماده دروس پایه ریاضی
- گنجینه ای جامع از انشاء های آماده پایه ریاضی
- آموزش جامع آرایه های ادبی، دستور زبان، قواعد زبان انگلیسی و ... ویژه پایه ریاضی
کاملا رایگان
+500 هزار کاربر
همین حالا نصب کن
تبدیل واحد
تبدیل واحد
1) تبدیل واحد به روش زنجیره ای:
از ریاضیات می دانیم عدد 1 عضو خنثی ضرب است. بر این اساس می توان در فیزیک یکاها را به یکدیگر تبدیل کرد.
در این روش یکای اولیه با ضرب شدن در کسرهایی که صورت و مخرج آن معادل هم هستند، به یکای مورد نظر تبدیل می شوند.
(\(\frac{{100cm}}{{1m}} = 1\) ) و (\(\frac{{1m}}{{100cm}} = 1\) )
مثال
میزی 230 سانتی متر است، طول میز را برحسب متر بیان کنید.
\(230cm = xm \to 230cm \times \frac{{1m}}{{100cm}} = 2/3m\)
نماد گذاری علمی
هر مقدار را به صورت حاصل ضرب عددی بین 1 تا 10 و توان صحیحی از 10 می نویسند.
در بعضی از اندازه گیری ها با مقادیر بسیار بزرگ یا بسیار کوچک سر و کار داریم.
مثال
فاصله ی زمین تا خورشید 150،000،000،000 متر است.
\(150,000,000,000m = 1/5 \times {10^{11}}m\)
جرم یک ذره برابر 0/0000012 گرم می باشد.
\(0/0000012g = 1/2 \times {10^{ - 6}}g\)
2) حذف پیشوند در تبدیل واحد:
نماد پیشوند را برداشته معادل عددی آن را جای گذاری می کنیم.
مثال
مضرب مگا (\({10^6}\) ) است، نمایش 20 مگاژول برحسب ژول به صورت زیر می باشد.
\(20MJ = X \to X = 20 \times {10^6}J\)
3) حل مسائل با تناسب گیری:
ابتدا زبان فارسی مسئله را به زبان ریاضی در آورده، سپس مجهول را پیدا می کنیم.
مثال
1389 دکا متر چند دسی متر است.
\(1389dam = Xdm \to X = \frac{{1389dam}}{{1dm}} = \frac{{1389 \times {{10}^1}}}{{1 \times {{10}^{ - 1}}}} = 1/389 \times {10^5}\)
1 نماد بعضی از پیشوند ها مشابه نماد بعضی از یکاها است.
2 به طور مثال m برای یکای متر و پیشوند میلی به کار می رود. به چنین تشابهاتی کاملا دقت کنید.
3 اگر در یک اندازه گیری، یکا به توان رسیده باشد، در این گونه موارد پیشوند یکا نیز به توان می رسد.
مثال
305 دکا متر مربع چند دسی متر مربع است؟
\(305{\left( {dam} \right)^2} = X{\left( {dm} \right)^2} \to X = \frac{{305{{\left( {dam} \right)}^2}}}{{{{\left( {dm} \right)}^2}}} = \frac{{305{{\left( {{{10}^1}} \right)}^2}}}{{{{\left( {{{10}^{ - 1}}} \right)}^2}}} = 3/05 \times {10^6}\)
1 1 متر مکعب = 1000 لیتر
2 1 لیتر = 1 دسی متر مکعب
3 1 سی سی = 1 سانتی متر مکعب
4 1 سی سی = 1 میلی لیتر
جزوات جامع پایه ریاضی
جزوه جامع فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 1 فیزیک و اندازه گیری
جزوه جامع فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 2 ویژگی های فیزیکی مواد
جزوه جامع فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 3 کار، انرژی و توان
جزوه جامع فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 4 دما و گرما
جزوه جامع فیزیک (1) رشته ریاضی فصل 5 ترمودینامیک
دقت و خطا
دقت و خطا
دقیق بودن یک اندازه گیری به سه عامل زیر بستگی دارد.
- دقت و حساسیت وسیله اندازه گیری
- مهارت شخص آزمایشگر
- تعداد دفعات اندازه گیری
با انتخاب وسیله های دقیق و روش صحیح اندازه گیری می توان مقدار خطا را کاهش و دقت اندازه گیری را افزایش داد.
1) دقت و حساسیت وسیله اندازه گیری
حداقل مقداری است که یک ابزار اندازه گیری می تواند اندازه گیری کند.
یا کمینه تقسیم بندی مقیاس آن وسیله است.
2) مهارت شخص آزمایشگر
نحوه خواندن نتیجه اندازه گیری است.
گزارش شخصی که از منظر B نتیجه اندازه گیری را می خواند دقیق تر است.
3) تعداد دفعات اندازه گیری
اندازه گیری آن را چند بار تکرار می کنند. میانگین عدد های حاصل از اندازه گیری به عنوان نتیجه اندازه گیری گزارش می شود.
مثال
در آزمایشی، عدد های 0/3، 2/10، 1/10، 4/10، 0/18 و 7/9 به عنوان نتیجه به دست آمده است. جواب نهایی برای آزمایش چه عددی است؟
اعداد 3 و 18 به علت اختلاف زیادی که با سایر اعداد دارند از میانگین گیری حذف می شوند و نتیجه نهایی به صورت زیر است:
نتیجه نهایی =\(\frac{{9/7 + 10/1 + 10/2 + 10/4}}{4} = 10/1\)
چگالی
چگالی
جرم یکای حجم هر ماده را چگالی آن ماده می نامند:
چگالی \(\rho \) (رو)
\(\rho = \frac{m}{V}\)
که در این فرمول
\(\rho \) به معنای چگالی است.
M به معنای جرم است.
V به معنای حجم است.
در SI، یکای چگالی، \(\frac{{Kg}}{{{m^3}}}\) است.
یکاهای (\(\frac{g}{{c{m^3}}}\) ) و (\(\frac{g}{{lit}}\) ) هم رایج اند.
چگالی جامدات از چگالی مایعات بیشتر و چگالی مایعات از چگالی جامدات از چگالی گاز ها بیشتر است.
هرچه فاصله بین مولکول های یک جسم کمتر باشد، چگالی جسم بیشتر است (چگال تر است).
مثال
چگالی جیوه (\(13600\frac{{Kg}}{{{m^3}}}\) ) است، یعنی چه؟
یعنی هر یک متر مکعب جیوه،\(13600Kg\) جرم دارد.
به چگالی اجسام جرم حجمی نیز گفته می شود.
جرم:
مقدار ماده تشکیل دهنده یک جسم را جرم می گویند.
جرم را معمولا با ترازو اندازه می گیرند.
حجم:
فضایی که یک جسم اشغال می کند.
حجم را با روابط هندسی یا استوانه مدرج اندازه می گیرند.
نحوه محاسبه حجم اشکال:
1) اگر جسم شکل هندسی مشخصی داشته باشد (مکعب، مکعب مستطیل، استوانه و ......) به کمک فرمول های هندسی محاسبه می کنیم.
2) اگر جسم شکل هندسی مشخصی نداشته باشد.
جسم را داخل استوانه مدرجی که حاوی مقدار مشخصی آب است می اندازیم؛ حجم بالا آمده، حجم جسم است (با کم کردن حجم ثانویه از حجم اولیه، حجم بالا آمده محاسبه می شود).
مثال
چگالی کره ای همگن به جرم 2Kg و به شعاع 20cm، چند کیلوگرم بر متر مکعب است؟(\(\pi \cong 3\) )
\(\begin{array}{l}m = 2Kg\\r = 20cm = 0/2m \to V = \frac{4}{3}\pi {r^3} \to V = \frac{4}{3} \times 3 \times {0/2^3} = 4 \times 0/008 = 32 \times {10^{ - 3}}{m^3}\\\rho = ?\\ \to \rho = \frac{m}{V} \to \rho = \frac{2}{{32 \times {{10}^{ - 3}}}} = 62/5\frac{{Kg}}{{{m^3}}}\end{array}\)
1 چگالی اجسامی که دارای حفره (قسمتی از جسم توخالی) است. به شرح زیر محاسبه می گردد:
حجم حفره (فضای خالی) = حجم ظاهری – حجم واقعی
2 اگر دو مایع را مخلوط کنیم و هیچ تغییر حجمی صورت نگیرد، چگالی مخلوط با توجه به تعریف چگالی از رابطه ی زیر بدست می آید:
\(\rho = \frac{{{m_1} + {m_2}}}{{{V_1} + {V_2}}}\)
مای درس ، برترین اپلیکیشن کمک درسی ایران
پوشش تمام محتواهای درسی پایه ریاضی- آزمون آنلاین تمامی دروس پایه ریاضی
- گام به گام تمامی دروس پایه ریاضی
- ویدئو های آموزشی تمامی دروس پایه ریاضی
- گنجینه ای از جزوات و نمونه سوالات تمامی دروس پایه ریاضی
- فلش کارت های آماده دروس پایه ریاضی
- گنجینه ای جامع از انشاء های آماده پایه ریاضی
- آموزش جامع آرایه های ادبی، دستور زبان، قواعد زبان انگلیسی و ... ویژه پایه ریاضی
کاملا رایگان
+500 هزار کاربر
همین حالا نصب کن