1.E: Hali ya Sayansi na Fizikia (Mazoezi)
- Page ID
- 183136
Maswali ya dhana
1.1: Fizikia: Utangulizi
1. Mifano ni muhimu hasa katika relativity na quantum mechanics, ambapo hali ni nje ya wale kawaida wamekutana na wanadamu. Mfano ni nini?
2. Je, mfano hutofautiana na nadharia?
3. Kama nadharia mbili tofauti kuelezea uchunguzi majaribio sawa vizuri, unaweza mtu kuwa alisema kuwa halali zaidi kuliko nyingine (kuchukua wote kutumia sheria kukubalika ya mantiki)?
4. Nini huamua uhalali wa nadharia?
5. Vigezo fulani lazima kuridhika kama kipimo au uchunguzi ni kuaminiwa. Je! Vigezo lazima iwe kali kwa matokeo yaliyotarajiwa kama matokeo yasiyotarajiwa?
6. Je, uhalali wa mfano unaweza kuwa mdogo, au lazima iwe halali kabisa? Hii inalinganishaje na uhalali unaohitajika wa nadharia au sheria?
7. Fizikia ya kawaida ni makadirio mazuri ya fizikia ya kisasa chini ya hali fulani. Wao ni nini?
8. Ni wakati gani kutumia mechanics ya quantum ya relativistic?
9. Je, fizikia ya classical inaweza kutumika kwa usahihi kuelezea satellite kusonga kwa kasi ya 7500 m/s? Eleza kwa nini au kwa nini.
1.2: Kiasi cha kimwili na vitengo
10. Tambua faida fulani za vitengo vya metri.
1.3: Usahihi, Usahihi, na Takwimu muhimu
11. Uhusiano kati ya usahihi na kutokuwa na uhakika wa kipimo ni nini?
12. Maagizo ya marekebisho ya maono yanatolewa katika vitengo vinavyoitwa diopters (D). Kuamua maana ya kitengo hicho. Pata habari (labda kwa kupiga daktari wa macho au kufanya utafutaji wa mtandao) juu ya kutokuwa na uhakika wa chini ambao marekebisho katika diopters yanatambuliwa na usahihi ambao lenses za kurekebisha zinaweza kuzalishwa. Jadili vyanzo vya kutokuwa na uhakika katika dawa zote na usahihi katika utengenezaji wa lenses.
Matatizo na Mazoezi
1.2: Kiasi cha kimwili na vitengo
13.. kikomo kasi katika baadhi ya barabara interstate ni takriban 100 km/h. (a) Hii ni nini katika mita kwa sekunde? (b) Ni maili ngapi kwa saa hii?
Suluhisho:
a.\(27.8 m/s\)
b.\(62.1 mph\)
14. Gari ni kusafiri kwa kasi ya\(33 m/s\)
(a) Kasi yake katika kilomita kwa saa ni nini?
(b) Je, ni zaidi ya\(90 km/h\)
15. Onyesha kwamba\(1.0 m/s=3.6 km/h\)
[Kidokezo: Onyesha hatua wazi zinazohusika katika kubadilisha\(1.0 m/s=3.6 km/h\)].
Suluhisho
\(\frac{1.0 m}{s}=\frac{1.0 m}{s}×\frac{3600 s}{1 hr}×\frac{1 km}{1000 m}=3.6 km/h\)
16. Soka ya Amerika inachezwa kwenye uwanja wa muda mrefu wa 100, ukiondoa maeneo ya mwisho. Shamba ni muda gani katika mita? (Kudhani kwamba 1 mita sawa 3.281 miguu.)
17. Mashamba ya soka yanatofautiana kwa ukubwa. Uwanja mkubwa wa soka ni urefu wa mita 115 na upana wa m 85. Je, ni vipimo vyake kwa miguu na inchi? (Kudhani kwamba 1 mita sawa 3.281 miguu.)
Urefu wa ufumbuzi:\(377 ft; 4.53×10^3 in: width: 280 ft; 3.3×10^3 in\)
18. Je, ni urefu gani katika mita za mtu ambaye ni 6 ft 1.0 katika. mrefu? (Kudhani kwamba 1 mita sawa 39.37 katika.)
19. Mlima Everest, wenye futi 29,028, ni mlima mrefu kuliko yote duniani. Urefu wake katika kilomita ni nini? (Kudhani kwamba 1 kilomita sawa 3,281 miguu.)
Suluhisho
8.847 km
20. Kasi ya sauti inapimwa kuwa 342 m/s kwa siku fulani. Je! Hii ni nini km/h?
21. Sahani za Tectonic ni makundi makubwa ya ukanda wa Dunia ambao huhamia polepole. Tuseme kwamba sahani moja hiyo ina kasi ya wastani wa 4.0 cm/mwaka.
(a) Ni umbali gani unaohamia katika 1 s kwa kasi hii?
(b) Kasi yake katika kilomita kwa miaka milioni ni nini?
Suluhisho
(a)\(1.3×10^{−9} m\)
(b)\(40 km/My\)
22. (a) Rejea Jedwali ili uone umbali wa wastani kati ya Dunia na Jua. Kisha uhesabu kasi ya wastani ya Dunia katika obiti yake kwa kilomita kwa sekunde.
(b) Hii ni nini kwa mita kwa pili?
1.3: Usahihi, Usahihi, na Takwimu muhimu
23. Tuseme kwamba kiwango chako cha bafuni kinasoma wingi wako kama kilo 65 na kutokuwa na uhakika wa 3%. Je, ni kutokuwa na uhakika katika wingi wako (kwa kilo)?
Suluhisho
2 kg
24. Tape ya kupima ubora mzuri inaweza kuwa mbali na cm 0.50 juu ya umbali wa m 20. asilimia yake ya uhakika ni nini?
25. (a) Speedometer ya gari ina\(5.0%\) uhakika. Je, ni kiwango gani cha kasi kinachowezekana wakati unasoma\(90km/h\)?
(b) Badilisha aina hii kwa maili kwa saa. (\(1 km=0.6214 mi\))
Suluhisho
a. 85.5 hadi 94.5 km/h
b. 53.1 hadi 58.7 mi/h
26. Kiwango cha pigo cha mtoto hupimwa kuwa\(130±5\) beats/min. Je, ni asilimia kutokuwa na uhakika katika kipimo hiki?
27. (a) Tuseme kwamba mtu ana wastani wa kiwango cha moyo cha 72.0 beats/min. Je, yeye ana beats ngapi katika 2.0 y?
(b) Katika 2.00 y?
(c) Katika 2.000 y?
Suluhisho
(a)\(7.6×10^7\) beats
(b)\(7.57×10^7\) beats
(c)\(7.57×10^7\) beats
28. A inaweza kuwa na 375 ml ya soda. Ni kiasi gani kinachoachwa baada ya 308 mL kuondolewa?
29. Eleza jinsi takwimu nyingi muhimu zinafaa katika matokeo ya mahesabu yafuatayo:
(a)\((106.7)(98.2)/(46.210)(1.01)\)
(b)\((18.7)^2\)
(c)\((1.60×10^{−19})(3712)\)
Suluhisho
a. 3
b.
3 c.3
30. (a) Ni takwimu ngapi muhimu katika idadi 99 na 100?
(b) Ikiwa kutokuwa na uhakika katika kila namba ni 1, ni asilimia ya kutokuwa na uhakika katika kila mmoja?
(c) Ambayo ni njia ya maana zaidi ya kueleza usahihi wa namba hizi mbili, takwimu muhimu au asilimia uhakika?
31. (a) Kama speedometer yako ina uhakika wa kwa\(2.0km/h\) kasi\(90km/h\) ya. ni asilimia kutokuwa na uhakika nini?
(b) Kama ina sawa asilimia kutokuwa na uhakika wakati inasoma\(60km/h\), ni nini mbalimbali ya kasi unaweza kuwa kwenda?
Suluhisho
(a)\(2.2%\)
(b) 59 hadi 61 km/h
32. (a) Shinikizo la damu la mtu linapimwa kuwa\(120±2\) mm Hg. Je, ni asilimia yake ya kutokuwa na uhakika?
(b) Kutokana na kutokuwa na uhakika wa asilimia sawa, ni nini kutokuwa na uhakika katika kipimo cha shinikizo la damu cha\(80\) mm Hg?
33. Mtu hupima kiwango cha moyo wake kwa kuhesabu idadi ya beats ndani\(30s\). Ikiwa\(40±1\) beats huhesabiwa ndani\(30.0±0.5s\), kiwango cha moyo ni nini na kutokuwa na uhakika wake katika beats kwa dakika?
Solution
\(80±3\) beats/min
34. Eneo la mduara mduara\(3.102cm\) ni nini?
35. Ikiwa mkimbiaji wa marathon wastani wa 9.5 mi/h, inachukua muda gani kuendesha marathon ya 26.22-mi?
Suluhisho
\(2.8h\)
36. marathon mwanariadha kutimiza\(42.188-km\) kozi katika\(2h\), 30 min, na\(12s\). Kuna kutokuwa na uhakika wa\(25m\) umbali uliosafiri na kutokuwa na uhakika wa 1 s wakati uliopita.
(a) Mahesabu ya asilimia kutokuwa na uhakika katika umbali.
(b) Tumia hesabu ya kutokuwa na uhakika katika muda uliopita.
(c) Kasi ya wastani katika mita kwa pili ni nini?
(d) Je, ni kutokuwa na uhakika katika kasi ya wastani?
37. Pande za sanduku ndogo la mstatili hupimwa kuwa\(1.80±0.01cm, 2.05±0.02cm,\) na\(3.1±0.1 cm\) muda mrefu. Tumia kiasi chake na kutokuwa na uhakika katika sentimita za ujazo.
Suluhisho
\(11±1cm^3\)
38. Wakati vitengo visivyo vya metri vilivyotumiwa nchini Uingereza, kitengo cha wingi kinachoitwa pound-molekuli (lbm) kiliajiriwa, wapi\(1lbm=0.4539kg\)
(a) Ikiwa kuna kutokuwa na uhakika wa\(0.0001kg\) kitengo cha pound-molekuli, ni asilimia gani ya kutokuwa na uhakika?
(b) Kulingana na kutokuwa na uhakika wa asilimia hiyo, ni wingi gani katika pound-molekuli ina uhakika wa kilo 1 wakati waongofu kuwa kilo?
39. Urefu na upana wa chumba cha mstatili hupimwa kuwa\(3.955±0.005m\) na\(3.050±0.005m\). Tumia eneo la chumba na kutokuwa na uhakika wake katika mita za mraba.
Suluhisho
\(12.06±0.04m^2\)
40. Injini ya gari inasonga pistoni yenye sehemu ya mviringo ya\(7.500±0.002cm\) kipenyo umbali wa\(3.250±0.001cm\) compress gesi katika silinda.
(a) Kwa kiasi gani gesi ilipungua kwa kiasi katika sentimita za ujazo?
(b) Pata kutokuwa na uhakika katika kiasi hiki.
1.4: Makadirio
41. Je, kuna mapigo ya moyo ngapi katika maisha?
Jibu la
Mfano wa suluhisho:\(2×10^9\) mapigo ya moyo
42. Kizazi ni karibu theluthi moja ya maisha. Takriban vizazi ngapi vimepita tangu mwaka 0 AD?
43. Ni mara ngapi zaidi kuliko maisha ya maana ya kiini cha atomiki kisicho na uhakika sana ni maisha ya mwanadamu? (Kidokezo: maisha ya imara kiini atomiki ni juu ya utaratibu wa\(10^{−22}s\).)
Jibu la
Mfano wa suluhisho:\(2×10^{31}\) ikiwa wastani wa maisha ya binadamu huchukuliwa kuwa karibu miaka 70.
44. Tumia idadi takriban ya atomi katika bakteria. Fikiria kwamba molekuli wastani wa atomu katika bakteria ni mara kumi masi ya atomi ya hidrojeni. (Kidokezo: Uzito wa atomi ya hidrojeni ni juu ya utaratibu wa\(10^{−27} kg\) na wingi wa bakteria ni juu ya utaratibu wa\(10^{−15} kg\).)
Picha hii iliyoimarishwa rangi inaonyesha Salmonella typhimurium (nyekundu) inayoshambulia seli za binadamu. Bakteria hizi hujulikana kwa kawaida kwa kusababisha ugonjwa wa chakula. Je, unaweza kukadiria idadi ya atomi katika kila bakteria? (mikopo: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH)
45. Takriban atomi ngapi nene ni utando wa seli, kuchukua atomi zote huko wastani takriban mara mbili ukubwa wa atomi hidrojeni?
Suluhisho
Sampuli jibu: 50 atomi
46. (a) Ni sehemu gani ya kipenyo cha Dunia ni kina cha bahari kubwa zaidi?
(b) Urefu mkubwa wa mlima?
47. (a) Kuhesabu idadi ya seli katika hummingbird kuchukua wingi wa seli wastani ni mara kumi wingi wa bakteria.
(b) Kufanya dhana sawa, ni seli ngapi zilizopo katika mwanadamu?
Suluhisho
Mfano majibu:
(a)\(10^{12}\) seli/hummingbird
(b)\(10^{16}\) seli/binadamu
48. Kutokana na msukumo mmoja wa ujasiri lazima uishe kabla ya mwingine kuanza, ni kiwango gani cha juu cha kurusha cha ujasiri katika msukumo kwa pili?