فیزیک سؤال ۵۳ کنکور ۱۴۰۵

پاسخ: گزینهٔ ۳

نردبان در تعادل است، پس نیروی خالص وارد بر آن در راستای قائم و افقی صفر است. نیروها عبارت‌اند از وزن $W$، نیروی عمودی دیوار $F_{N\mathrm{۱}}$ (افقی، چون دیوار بدون اصطکاک است)، نیروی عمودی زمین $F_{N\mathrm{۲}}$ و نیروی اصطکاک ایستایی زمین $f_s$ (افقی).

نردبان در آستانهٔ سُر خوردن است، پس اصطکاک ایستایی بیشینه است و $f_s>\mathrm{۰}$ است:

نیرویی که زمین بر نردبان وارد می‌کند، برایند $F_{N\mathrm{۲}}$ و $f_s$ است:

• $\mathrm{۱}$)

  نادرست؛ برابر بودن با وزن فقط برای نیروی عمودی زمین است. برایند نیروی عمودی و اصطکاک $R=W\sqrt{\mathrm{۱}+{\mu }_s^{\mathrm{۲}}}$ است و از $W$ بزرگ‌تر است.

• $\mathrm{۲}$)

  نادرست؛ $F_{N\mathrm{۱}}={\mu }_{s}W$ است و چون ${\mu }_s<\mathrm{۱}$ است، از وزن کوچک‌تر است.

• $\mathrm{۳}$)

  درست؛ $R=W\sqrt{\mathrm{۱}+{\mu }_s^{\mathrm{۲}}}>W$ است، زیرا $f_s\ne \mathrm{۰}$ است.

• $\mathrm{۴}$)

  نادرست؛ $F_{N\mathrm{۱}}={\mu }_{s}W<W$ است.