فیزیک دهم، پایه و اساس درس فیزیک دورۀ دوم دبیرستان است. در این کتاب علاوه بر آشنایی با مبانی اولیه فیزیک، با مباحثی چون چگالی، ویژگی‌های فیزیکی مواد، فشار و آثار آن، انرژی و توان، گرما و قانون گازها آشنا می‌شوید. مباحث درسیِ دانش آموزان رشته ریاضی، یک فصل بیشتر از دانش آموزان رشته تجربی است، مبحثی به نام ترمودینامیک.

با توجه به توضیحات بالا، فیزیک دهم تجربی و ریاضی از چندین مبحث متفاوت تشکیل شده‌است. البته نگران سختی و پیچیدگی دروس نباشید، زیرا این مباحث در سطح پایین‌تری نسبت به فیزیکِ سال‌های آینده طراحی شده است.

با آی فیزیک همراه باشید و از یادگیری فیزیک به همراه آزمایش‌های جذاب و فیلم‌های آموزشی لذت ببرید.

فیزیک دهم ریاضی

1. فیزیک و اندازه گیری
2. ویژگی های فیزیکی مواد
3. کار، انرژی و توان
4. دما و گرما
5. ترمودینامیک

فیزیک دهم تجربی

1. فیزیک و اندازه گیری
2. ویژگی های فیزیکی مواد
3. کار، انرژی و توان
4. دما و گرما

درسنامه فیزیک دهم هر ماه به روزرسانی می‌شود . برای دسترسی به درسنامه کامل هر مبحث به صفحه اختصاصی اموزش فصل مورد نظر مراجعه کنید

فصل 1 : فیزیک و اندازه گیری

در اولین فصل از فیزیک دهمِ تجربی و ریاضی با مفاهیم کمیت و اندازه گیری آشنا می‌شوید. فیزیک علم اندازه‌گیری است، اندازه گیری ابعاد، سرعت، نیرو، انرژی و هرآنچه که در اطراف شما و در طبیعت وجود دارد، هر آنچه که ساکن و یا در جریان و حرکت است.

در فصل اول از فیزیک دهم، علاوه بر آشنایی با مفهوم کمیت، انواع کمیت‌ها و واحد (یکا) اندازه‌گیری آنها را نیز خواهید شناحت، همچنین وسیلۀ اندازه گیری برخی کمیت‌های مهم برای شما مرور خواهد شد و در انتها، مبحث چگالی را خواهید آموخت.

کمیت

هرچیز قابل انداره گیری و بیان با یک عدد

یکا (واحد) اندازه گیری

کمترین مقدار هر کمیت که نماد و شاخص آن کمیت به حساب می‌آید و با سایر کمیت‌ها تمایز ایجاد می‌کند

انواع کمیت‌ها

  1. اصلی و فرعی
  2. نرده ای و برداری

کمیت و یکای اصلی

مجمع عمومی اوزان و مقیاس‌ها، 7 کمیت را به عنوان کمیت اصلی انتخاب کرد که اساس دستگاه بین‌المللی یکاها را تشکیل می‌دهند

یکای این کمیت‌ها را، یکای اصلی می‌نامند

کمیت و یکای فرعی

سایر کمیت‌ها که از ترکیبِ کمیت‌های اصلی ساخته و تعریف می‌شوند را کمیت های فرعی می‌نامند

یکای کمیت‌های فرعی را یکاهای فرعی می‌نامند

کمیت نرده ای

کمیت‌هایی که برای بیان آنها، تنها از یک عدد و یکای مناسب برای آنها استفاده می‌شود

کمیت برداری

کمیتی که افزون بر یک عدد و یکای مناسب آن، لازم است به جهت آن نیز اشاره کنیم

دقت وسیله اندازه‌گیری(مدرج)

کمترین مقدار قابل اندازه گیری با یک وسیلۀ اندازه گیری

دقت وسیلۀ اندازه‌گیری(رقمی)

یک واحد از کوچکترین مرتبۀ عددِ اندازه‌گیری شده توسطِ ابزار رقمی

کمیت و یکا

آموزش کمیت ها ، یکا و تبدیل واحد بارگزاری شد. برای مشاهده آموزش به صفحه آموزش مدل سازی و کمیت مراجعه کنید

چگالی

آموزش چگالی به همراه حل تمرین در صفحۀ آموزش چگالی بارگزاری شد. این آموزش برای دانش‌آموزان سال هفتم تا دوازدهم دبیرستان قابل استفاده است.

فصل 2 : ویژگی‌های فیزیکی مواد

در دومین فصل از فیزیک دهم دبیرستان با 3 مبحث کلی سرو کار داریم:

  1. ویژگی‌های فیزیکی مواد
  2. فشار
  3. اصل برنولی

در ابتدایِ فصل دوم، شما را با برخی از مهمترین خواص فیزیکی مواد آشنا می کنیم، خواصی همچون حالت فیزیکی مواد، همچسبی و دگرچسبی، کشش سطحی و موئینگی و در نهایت ترشوندگی؛ سپس به آموزش مفاهیم فشار در مواد جامد و مایع می‌پردازیم. برخی از پرکاربردترین واحدهای اندازه‌گیریِ کمیتِ فشار را بررسی کرده و رابطۀ بین آنها را برای شما بیان می کنیم. آزمایش توریچلی را برای محاسبه فشارهوا شرح می‌هیم و از شما می‌خواهیم فشار هوا را به کمک این آزمایش محاسبه کنید.

در انتهای دومین فصلِ فیزیک دهم به سراغ مفاهیمِ شناوری و اصل برنولی می‌رویم و آموزش را با معادله پیوستگی به اتمام می‌رسانیم.

تعاریف مهم

حالت‌های ماده

جامد ، مایع ، گاز و پلاسما

پلاسما

حالت چهارم ماده است که اغلب در دماهای خیلی بالا به‌وجود می‌آید

انواع پلاسما

ماده درون ستارگان، بیشتر فضای بین ستاره‌ای، آذرخش، شفق‌های قطبی، آتش و مادۀ درون لولۀ تابان لامپ مهتابی

جامد بلورین

جامدهایی را که در یک الگوی سه بعدی تکرار شونده از واحدهای منظم ساخته شده‌اند

انواع جامد بلورین

فلزها، نمک‌ها، الماس، یخ، و بیشتر مواد معدنی جزء جامدهای بلورین‌اند

ویژگی های جامد

حجم و شکل معینی دارد. ذرات جسم جامد به دلیل نیروهای الکتریکی که به یکدیگر وارد می‌کنند در کنار یکدیگر می‌مانند. این ذرات در مکان‌های معینی نسبت به یکدیگر قرار دارند و در اطراف این مکان ها، نوسان‌های بسیار کوچکی دارند.

شرایط تولید جامد بلورین

وقتی مایعی را به آهستگی سرد کنیم اغلب جامدهای بلورین تشکیل می‌شود. در این فرآیند سردسازی آرام، ذرات سازندۀ مایع فرصت کافی دارند تا در طرح های منظم خود را مرتب کنند

جامد بی شکل

ذرات سازنده جامد بی‌شکل (آمورف) برخلاف جامدهای بلورین در طرح‌های منظمی در کنار هم قرار ندارند
شیشه مثالی از یک جامد بلورین است

شرایط تولید جامد بی شکل

وقتی مایع به سرعت سرد شود، معمولاً جامد بی‌شکل به‌وجود می‌آید. در این فرآیند سردسازی سریع، ذرات فرصت کافی ندارند تا در طرحی منظم مرتب شوند .

ویژگی های مایعات

مولکول‌های مایع، نظم و تقارن جامدهای بلورین را ندارند و به صورت نامنظم و نزدیک به یکدیگر قرار گرفته‌اند
مایع به راحتی جاری می‌شود و به شکل ظرف خودش در می‌آید. فاصلۀ ذرات سازندۀ جامد و مایع تقریباً یکسان و در حدود یک آنگستروم است

پدیده پخش در مایعات

پخش شده ذارت سازندۀ یک ماده (مثل نمک یا جوهر) در یک مایع (مثل آب) که به دلیل حرکت نامظم و کاتوره‌ای (تصادفی) مولکول‌های مایع (آب) برخورد آنها با ذرات نمک و یا جوهر است

حرکت کاتوره‌ای (براونی)

حرکت دائمی، نامنظم و درهم و برهمِ مولکول‌های مایعات و گازها

گازها

ماده ای که شکل مشخصی ندارد، اتم ها و مولکول‌های آن آزادانه و با تندی بسیار زیاد به اطراف حرکت و با یکدیگر و با دیواره ظرف برخورد می‌کنند.

ویژگی‌های گازها

اندازۀ مولکول‌های هوا بین یک تا سه آنگستروم است در حالی که فاصلۀ میانگین آنها در شرایط معمولی در حدود 35 آنگستروم است

نیروهای بین مولکولی

همچسبی و دگر چسبی

هم چسبی

نیروهای بین مولکول‌های همسان مانند نیروهای بین مولکول‌های آب است

دگر چسبی

نیروی بین مولکول‌های ناهمسان است

ویژگی نیروی‌های بین مولکولی

کوتاه برد هستند یعنی وقتی فاصلۀ بین مولکول‌ها چند برابر فاصلۀ بین مولکولی شود، نیروهای مولکولی بسیار کوچک و  عملاً صفر خواهد بود

کشش سطحی

به دلیل نیروهای ربایشی که مولکول‌های سطح مایه به یکدیگر وارد می کنند سطح مایع شبیه یک پوستۀ تحت کشش رفتار می‌کند و کشش سطح رخ می‌دهد

علت کشش سطحی

کشش سطحی ناشی از همچسبی مولکول‌های سطح مایع است

ترشوندگی

چسبیدن مولکول‌های یک مایع به یک جامد را ترشوندگی می گوییم و وقتی رخ می‌دهد که جاذبۀ بین مولکول‌های مایع با جامد (دگر چسبی جامد و مایع) بیشتر از جاذبۀ مولکول‌های خود مایع با یکدگر (هم چسبی مولکول‌های مایع) باشد

موئینگی

فشار

اصل پاسکال

آزمایش توریچلی

اصل برنولی

نیروی شناوری

معادله پیوستگی

فصل 3 : کار ، انرژی و توان

فصل سوم، قلب فیزیک دهم دبیرستان است؛ پایه و اساسِ بسیاری از مباحث دیگر فیزیک در مفاهیمِ این فصل نهفته است. مباحث زیر، هرکدام به نحوی با مفهوم کار و انرژی مرتبط هستند:

  1. ترمودینامیک (فیزیک دهم ریاضی)
  2. انرژی پتانسیل الکتریکی(فیزیک یازدهم تجربی و ریاضی)
  3. حرکت شناسی (فیزیک دوازدهم تجربی و ریاضی)
  4. دینامیک (فیزیک دوازدهم تجربی و ریاضی)

در این فصل شما را با انواع انرژی‌ها؛ از جمله : انرژی جنبشی، پتانسیل گرانشی و مکانیکی آشنا کرده و تبدیلات آنها به یکدیگر را بررسی می کنیم. کمیتی بسیار مهم به نام کار در فیزیک را به طور دقیق برای شما تعریف می‌کنیم و شما را با کار برآیند و کار نیروی وزن و … آشنا خواهیم کرد.

مفاهیم گفته شده را در قضیه‌ای بسیار مهم، به نامِ قضیۀ کار و انرژی جنبشی به یکدیگر ربط می‌دهیم. در انتها نیز یکی از پرتکرارترین کمیت‌ها به نام توان را به شما معرفی می‌کنیم و شما یاد می‌گیرید که چگونه بازده را محاسبه کنید.

تعاریف مهم

انرژی جنبشی

انرژی ای که اجسام به دلیل سرعتشان دارند

انرژی پتانسیل (گرانشی)

انرژی ای که اجسام به دلیل ارتفاعشان از سطح زمین (از سطح پتانسیل صفر) دارند

انرژی مکانیکی

مجموع انرژی جنبشی و پنانسیل های یک جسم و یا یک دستگاه (مجموعه ای از جرم ها) را انرژی مکانیکی می گویند

کار

حاصل‌ضرب نیرو در مقدار جابجایی، واحد آن نیز همانند انژی، ژول است

قضیه کار و انرژی جنبشی

توان

بازده

اتلاف

فصل 4 : دما و گرما

چهارمین فصلِ فیزیک دهم؛ مبحث گرما و اثرات آن است. در ابتدای این فصل از فیزیک دهم با معنا و مفهوم دما و روش‌ها و مقیاس‌های اندازه‌گیری آن آشنا می‌شوید. همچنین دماسنج های معیار را خواهید شناخت. انبساط گرمایی و محاسبه مقدار افزایش طول، مساحت و حجم مواد بر اثر تغییر دما؛ از اولین مباحث این فصل هستند.

گرما یا همان انرژی گرمایی نیز همیشه یکی از مهمترین چالش دانشمندان بوده که امروزه قوانین کاملی برای بررسی تحولات آن، توسط دانشمندان ارائه شده است. در این فصل مفهوم فیزیکی گرما را به طور دقیق بررسی خواهیم کرد، با روش محاسبۀ انرژی مورد نیاز برای گرم کردن، ذوب یا تبخیر کردن مواد آشنا می شوید. روش های انتقال گرما را یاد خواهید گرفت. دانش آموزان رشتۀ ریاضی در انتهای این فصل از فیزیک دهم ریاضی با قوانین حاکم بر گازها و تحولات آنها با تغییرات دما، آشنا خواهند شد.

تعاریف مهم

دما و دماسنجی

مقیاس های دمایی

سلسیوس

فارنهایت

کلوین

ضریب انبساط طولی

تغییرِ طولِ واحدِ طولِ یک جسم بر اثر یک کلوین (یک درجه سلسیوس) تغییر دما
تغییرِ طولِ هر یک متر از یک جسم بر اثر یک کلوین (یک درجه سلسیوس) تغییر دما

ضریب انبساط سطحی

تغییرِ مساحتِ واحدِ سطحِ یک جسم بر اثر یک کلوین (یک درجه سلسیوس) تغییر دما

تغییرِ مساحتِ هر یک مترمربع از یک جسم بر اثر یک کلوین (یک درجه سلسیوس) تغییر دما

ضریب انبساط حجمی

تغییرِ حجمِ واحدِ حجمِ یک جسم بر اثر یک کلوین (یک درجه سلسیوس) تغییر دما

تغییرِ حجمِ هر یک مترمکعب از یک جسم بر اثر یک کلوین (یک درجه سلسیوس) تغییر دما

گرمای ویژه

گرمایی که به یک کیلوگرم از یک جسم می‌دهیم تا یک درجه سلسیوس (یک کلوین) دمایش افزایش یابد

ظرفیت گرمایی

گرمایی که به یک جسم (m کیلوگرم از یک جسم) می‌دهیم تا یک درجه سلسیوس (یک کلوین) دمایش افزایش یابد

تعادل گرمایی

دمای تعادل

گرمای نهان ویژه ذوب

وقتی یک جسم به نقطه ذوبش رسید ، گرمایی که به هر کیلوگرم از آن جسم می‌دهیم تا بدون تغییر دما از  جامد به مایع تبدیل شود (ذوب شود)

گرمای نهان ذوب

گرمای نهان ویژه تبخیر

وقتی یک جسم به نقطه تبخیرش رسید ، گرمایی که به هر کیلوگرم از آن جسم می‌دهیم تا بدون تغییر دما از مایع به گاز تبدیل شود (تبخیر شود)

گرمای نهان تبخیر

روش‌های انتقال گرما

رسانش ، همرفت و تابش

رسانش

همرفت

تابش

تَف سنج

دما نگاشت

دما نگار

فصل 5 : ترمودینامیک

پس از آشنایی با قانون گازها ، تغییر و تحولات سیالات و به طور خاص ، گازها را بررسی خواهیم کرد . در واقع مبحث ترمودینامیک به بررسی تبادل انرژی بین یک سیال و محیط اطرافش می پردازد .
آشنایی با ترمودینامیک ، مستلزم آشنایی با تعاریف و مفاهیم جدید است که برخی از آنها را در این قسمت لیست می‌کنیم .

تعاریف مهم

گاز کامل

حالت تعادل ترمودینامکی

معادله حالت

فرآیند ترمودینامیکی

فرآیند ایستاوارِ ترمودینامیکی

انواع فرآیندهای ایستاوار ترمودینامیکی

فرآیند هم حجم
فرآیند هم فشار
فرآیند هم دما
فرآیند بی در رو

فرآیند هم حجم

فرآیندی که طی آن ، حجم گاز تغییر نکند

در این فرآیند، کار صفر است و گاز فقط با انجام کار با محیط تبادل انرژی دارد

فرآیند هم فشار

فرآیندی که طی آن، فشار گاز ثابت و بدون تغییر است

در این فرآیند، گاز با هر دو کمیت کار و گرما با محیط تبادل انرژی دارد

فرآیند هم دما

فرآیندی که طی آن، دمای گاز ثابت می‌ماند، در این فرآیند تغییر انرژی درونی گاز صفر است و علامت کار و گرمای مبادله شده قرینۀ یکدیگرند

فرآیند بی در رو

فرآیندی که، طی آن گرمایی با محیط مبادله نمی‌شود یعنی گرما صفر است و تغییر انرژی درونی گاز برابر کار انجام شده است

چرخه ترمودینامکی

هرگاه گازی، طی چند فرآیند به نقطه آغازینش (به دما ، فشار و حجم اولیه) باز گردد، گاز یک چرخه ترمودینامیکی را طی کرده است

ماشین های گرمایی

ماشین گرمایی درون سوز

ماشین گرمایی برون سوز

قانون دوم ترمودینامیک (به بیان ماشین گرمایی)

امکان ندارد یک ماسین گرمایی، تمام گرمایی را که از منبعِ دما بالا می گیرد به کار تبدیل کند

یخچال

قانون دوم ترمودینامیک (به بیان یخچالی)

بازده (ماشین گرمایی)

فهرست