سوال ۲۶ کنکور ارشد فیزیک ۱۴۰۲

قضیهٔ کار و انرژی

در حرکت یک‌بعدی، تغییر انرژی جنبشی برابر کار نیروی خالص است. چون نیرو با مکان تغییر می‌کند، باید آن را انتگرال بگیریم، نه اینکه نیروی یک سر بازه را در جابه‌جایی ضرب کنیم. چندجمله‌ای با واحدهای SI ذکرشده در صورت سؤال تفسیر می‌شود.

این مقدار گزینهٔ ۲ است. کار مثبت است، زیرا نیرو و جابه‌جایی هر دو در جهت مثبت $x$ هستند. واحد آن نیرو ضرب‌در فاصله، یعنی ژول است. چون نیرو از $10\,\mathrm{N}$ به $32\,\mathrm{N}$ طی $1\,\mathrm{m}$ افزایش می‌یابد، پاسخ باید بین $10\,\mathrm{J}$ و $32\,\mathrm{J}$ باشد که چنین است.

تلهٔ رایج: میانگین دو نیروی ابتدا و انتها فقط وقتی کار دقیق را می‌دهد که نیرو تابعی خطی از مکان باشد؛ جملهٔ مکعبی باید انتگرال گرفته شود.