قوانین نیوتن

قانون اول

فیلسوفان کهن بر این باور بودند که اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند و برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی‌ بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت «طبیعی» خود برمی‌گردد و ساکن می‌شود. اما نیوتن با بهره‌گیری از پژوهشهای گالیله به این پندار درست رسید که اگر جسمی با سرعت یکنواخت به حرکت درآید و نیرویی بیرونی به آن وارد نشود تا ابد با شتاب صفر به حرکت خود ادامه خواهد داد. این ویژگی را نیوتن در نخستین قانون حرکت خود چنین بیان می‌کند:

اگر برآیند نیروهای وارد بر یک جسم صفر باشد،اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می ماند،و اگر جسم در حال حرکت باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت به حرکتش ادامه می دهد.

زندگی نامه آقای انیشتین

سالشمار زندگى اينشتين

۱۸۷۹- تولد: ۱۴ مارس اولم (آلمان)
۱۸۹۴- ترك تحصيل بعد از گذراندن يك ترم در دبيرستان مونيخ، اقامت در ايتاليا و ترك تابعيت آلمانى
۱۸۹۶- ادامه تحصيل در دبيرستانى در سوئيس و آغاز تحصيلات دانشگاهى در مدرسه پلى تكنيك زوريخ
۱۹۰۰- اخذ مدرك از مدرسه پلى تكنيك زوريخ
۱۹۰۱- اخذ تابعيت سوئيس
۱۹۰۳- ازدواج با ميلوا ماريك (همكلاسى اش)
۱۹۰۵- چاپ چند مقاله معروف در «آنالن در فيزيك» (از جمله مقاله هاى مربوط به نظريه نسبيت خاص و توضيح اثر فتوالكتريك)
۱۹۱۴- تدريس در دانشگاه برلين (استاد فيزيك نظرى)
۱۹۱۶- تكميل نظريه نسبيت عام
۱۹۱۹- جدايى از ميلوا و ازدواج با دختر عمويش الزا
۱۹۲۱- اخذ جايزه نوبل به خاطر خدماتش به فيزيك نظرى
۱۹۲۷- مطالعه در باب مبانى فلسفى مكانيك كوآنتومى
۱۹۳۳- خروج از آلمان و اقامت در پرينستون آمريكا به خاطر فشار نازى ها
۱۹۳۹- نامه به روزولت درباره خطر دستيابى نازى ها به بمب هسته اى
۱۹۵۳- طرح نظريه وحدت نيروها
۱۹۵۵- مرگ بر اثر حمله قلبى، ۱۸ آوريل

• اينشتين كه بود

 آلبرت اينشتين در ۱۴ مارس ۱۸۷۹ برابر با ۲۴ اسفند ۱۲۵۷ در شهر اولم آلمان به دنيا آمد. يك سال بعد با خانواده اش به مونيخ رفت. تحصيلات خود را در مونيخ آغاز و در سوئيس دنبال كرد. دوره دبيرستان را در آراو در سوئيس به پايان رسانيد و در دارالفنون زوريخ به تحصيل فيزيك و رياضى ادامه داد تا آنكه در ۱۹۰۵ دكتراى خود را گرفت.
 اينشتين به معلمى علاقه داشت اما تا مدت دو سال نتوانست شغل ثابتى به دست آورد و با تدريس خصوصى و جانشينى معلمان ديگر زندگى خود را مى گذراند. سرانجام به عنوان بازرس در دفتر ثبت علائم و اختراعات سوئيس استخدام شد. هفت سال در آنجا ماند و فرصت خوبى براى ادامه مطالعات و تكميل نظرات خود داشت و توانست مقاله هاى تاريخى و به يادماندنى خود را در مجله آلمانى رويدادهاى فيزيكى سال منتشر كند و به شهرت دست يابد. آلبرت در سال ۱۹۰۹ به دانشگاه زوريخ دعوت شد و به استادى دانشگاه آلمانى پراگ و استادى دارالفنون زوريخ برگزيده شد. در ۱۹۱۴ عضويت فرهنگستان علوم پزشكى و رياست مؤسسه وريك كايزر ويلهلم را پذيرفت و همكار ماكس پلانك، والتر نرنست، اروين شرودينگر و ماكس فون لاوه شد. شهرت آلبرت با اعلام نظريه نسبيت عام در سال ۱۹۱۶ به اوج خود رسيد و پس از تائيد آن در كسوف سال ۱۹۱۹ (۱۲۹۸ ش) شهرت جهانى يافت. با روى كار آمدن هيتلر در آلمان اينشتين كه يهودى بود، مورد آزار و بى حرمتى قرار گرفت و به آمريكا مهاجرت كرد و در آن جا به عضويت مؤسسه مطالعات پيشرفته پرينستون درآمد.
 در سال ۱۹۳۹(۱۳۱۸ ش) به درخواست چند نفر از دوستانش به فرانكلين روزولت رئيس جمهور آمريكا نامه نوشت و در آن از سلاح خطرناك اتمى كه در آلمان مورد مطالعه بود خبر داد و او را تشويق به مطالعه درباره سلاح اتمى كرد. همين كار سبب شد كه آمريكا در استفاده از انرژى اتمى از آلمان جلو افتد و نخستين بمب اتمى در آمريكا ساخته و به كار گرفته شود. استفاده از بمب اتمى و كشتار جمعيت زيادى در ژاپن سبب شد، اينشتين به طرفدارى از برقرارى صلح برخيزد و اعلاميه جلوگيرى از جنگ و صرف نظر كردن از جنگ هسته اى را كه برتراند راسل فيلسوف انگليسى تنظيم كرده بود، امضا كند. از اين رو است كه گروهى ثمره فعاليت علمى اينشتين را بمب اتم و جنگ هسته اى مى دانند و به او نفرين مى فرستند و گروهى ديگر او را بزرگترين دانشمند سراسر تاريخ بشر مى دانند كه جهان به بن بست رسيده علم را نجات داد و با بيان نظريه هاى خود راه علم و انديشه را هموار كرد.

• روزى كه اينشتين رمق فكر كردن نداشت

اينشتين در نوجوانى علاقه چندانى به تحصيل نداشت. پدرش از خواندن گزارش هايى كه آموزگاران درباره پسرش مى فرستادند، رنج مى برد. گزارش ها حاكى از آن بودند كه آلبرت شاگردى كندذهن، غيرمعاشرتى و گوشه گير است. در مدرسه او را «باباى كندذهنى» لقب داده بودند. او در ۱۵ سالگى ترك تحصيل كرد، در حالى كه بعدها به خاطر تحقيقاتش جايزه نوبل گرفت!
 شايد شما نيز اين جملات را خوانده يا شنيده باشيد و شايد اين پرسش نيز ذهن شما را به خود مشغول كرده باشد كه چگونه ممكن است شاگردى كه از تحصيل و مدرسه فرارى بوده است، برنده جايزه نوبل و به عقيده برخى از دانشمندان، بزرگ ترين دانشمندى شود كه تاكنون چشم به جهان گشوده است؟
 با مطالعه دقيق تر زندگى اين شاگرد ديروز، پاسخ مناسبى براى اين پرسش پيدا خواهيم كرد. آلبرت بچه آرامى بود و والدينش فكر مى كردند كه كندذهن است. او خيلى دير زبان باز كرد، اما وقتى به حرف آمد، مثل بچه هاى ديگر «من من» نمى كرد و كلمه ها را در ذهنش مى ساخت. وقتى به سن چهار سالگى پاگذاشت، با بيلچه سر خواهر كوچكش را شكست و با اين كار ثابت كرد كه اگر بخواهد، مى تواند بچه ناآرامى باشد!
 پدر و مادر آلبرت به بچه هاى كوچك خود استقلال مى دادند. آنان آلبرت چهارساله را تشويق مى كردند كه راهش را در خيابان هاى حومه مونيخ پيدا كند. در پنج سالگى او را به مدرسه كاتوليك ها فرستادند. آن مدرسه با شيوه اى قديمى اداره مى شد. آموزش از طريق تكرار بود. همه چيز با نظمى خشك تحميل مى شد و هيچ اشتباهى بى تنبيه نمى ماند و آلبرت از هر چيزى كه حالت زور و اجبار و جنبه اطاعت مطلق داشته باشد، متنفر بود. اغلب كسانى كه درباره تنفر اينشتين از مدرسه، معلم و تحصيل نوشته اند، به نوع مدرسه، شيوه تدريس معلم و مطالبى كه اين دانش آموز بايد فرا مى گرفت، كمتر اشاره كرده اند. بازخوانى يك واقعه مهم در زندگى اينشتين ما را با مدرسه محل تحصيل او آشناتر مى كند: روزى آلبرت مريض بود و در خانه استراحت مى كرد. پدرش به او قطب نماى كوچكى داد تا سرگرم باشد. اينشتين شيفته قطب نما شد. او قطب نما را به هر طرف كه مى چرخاند، عقربه جهت شمال را نشان مى داد. آلبرت كوچولو به جاى اين كه مثل ساير بچه ها آن را بشكند و يا خراب كند، ساعت ها و روزها و هفته ها و ماه ها به نيروى اسرارآميزى فكر مى كرد كه باعث حركت عقربه قطب نما مى شود. عموى آلبرت به او گفت كه در فضا نيروى ناديدنى (مغناطيس) وجود دارد كه عقربه را جابه جا مى كند. اين كشف تاثير عميق و ماندگارى بر او گذاشت. در آن زمان، اين پرسش براى آلبرت مطرح شد كه چرا در مدرسه، چيز جالب و هيجان انگيزى مثل قطب نما به دانش آموزان نشان نمى دهند؟! از آن به بعد، تصميم گرفت خودش چيزها را بررسى كند و به مطالعه آزاد مشغول شود. اينشتين ده ساله بود كه در دبيرستان «لويت پولت» ثبت نام كرد. در آن موقع، علاقه بسيارى به رياضى پيدا كرده بود. اين علاقه را عمويش اكوب و يك دانشجوى جوان پزشكى به نام ماكس تالمود در وى ايجاد كرده بودند. تالمود هر پنجشنبه به خانه آنان مى آمد و درباره آخرين موضوعات علمى با آلبرت حرف مى زد. عمويش نيز او را با جبر آشنا كرده بود. اينشتين در دوازده سالگى از تالمود كتابى درباره هندسه هديه گرفت. او بعدها آن كتاب را مهم ترين عامل دانشمند شدن خود عنوان كرد. با اين كه آلبرت در خانه چنين علاقه اى به رياضيات و فيزيك نشان مى داد، در دبيرستان چندان درخششى نداشت. او در نظام خشك و كسل كننده دبيرستان، علاقه اش را به علوم از دست مى داد و نمراتش كمتر و كمتر مى شدند. بيشتر معلمانش معتقد بودند كه او وقتش را تلف مى كند و چيزى ياد نمى گيرد. هرچند اينشتين به قصد اين درس مى خواند كه معلم شود نه فيزيكدان، اما از معلمان خود دل خوشى نداشت و از زورگويى آنان و حفظ كردن درس هاى دبيرستان، دل پرخونى داشت. از اين رو، خود را به مريضى زد و با اين حيله، مدتى از دبيرستان فرار كرد! چون معلم ها نيز از او دل خوشى نداشتند، شرايط را براى اخراج او از مدرسه فراهم كردند. اينشتين بعدها در اين باره گفت: «فشارى كه براى از بر كردن مطالب امتحانى بر من وارد مى آمد، چنان بود كه بعد از گذراندن هر امتحان تا يك سال تمام، رمق فكر كردن به ساده ترين مسئله علمى را نداشتم!» اينشتين بعدها مجبور شد در دبيرستان ديگرى ديپلم خود را بگيرد و سرانجام با هزار بدبختى گواهينامه معلمى را دريافت كند. بعد از آن، مدتى معلم فيزيك در يك مدرسه فنى شد، اما چون روش هاى خشك تدريس را نمى پسنديد، پيشنهادهايى در مورد تدريس به رئيس مدرسه داد كه پذيرفته نشدند و به اين ترتيب بهانه اخراج خود را فراهم كرد.اينشتين پس از اين واقعه، زندگى دانشجويى را برگزيد و پس از فارغ التحصيلى، در اداره ثبت اختراعات به كار مشغول شد. او از كار كردن در اين اداره راضى بود. عيب دستگاه هاى تازه اختراع شده را پيدا مى كرد و در ساعت ادارى، وقت كافى داشت تا به فيزيك فكر كند. در همين اداره بود كه مقاله هاى متعددى نوشت و در مجلات معتبر منتشر كرد. جالب اين كه دانشمند بزرگ كه با فرضيات خود انقلابى در جهان دانش به پا كرد، در شرايطى كار مى كرد كه براى هر دانشمند ديگرى غيرممكن بود! او نه با فيزيكدان حرفه اى تماس داشت و نه به كتاب ها و مجلات علمى مورد نياز دسترسى داشت. در فيزيك فقط به خود متكى بود و كس ديگرى را نداشت كه به او تكيه كند! اكتشافات او چنان خلاف عرف بودند كه به نظر فيزيكدانان حرفه اى، با شغلى كه او به عنوان يك كارمند جزء در دفتر ثبت اختراعات داشت، سازگار نبودند. برگرفته از كتاب اينشتين در ۹۰ دقيقه – جان و مرى گريبين /ترجمه پريسا همايون روز .

• بررسى جزئيات زندگى آلبرت اينشتين نابغه قرن

ترجمه: على عبدالمحمدى

او تجسم خرد ناب بود، استادى كه انگليسى را با لهجه آلمانى تكلم مى كرد، كسى كه چهره اش به عنوان يك كليشه خنده دار در هزاران عكس و فيلم به نمايش درآمده است. سيماى منحصر به فرد او با آن موهاى بلند و آشفته بلافاصله قابل تشخيص بود، نظير «ولگرد كوچك» اثر ماندگار «چارلى چاپلين» كمدين مشهور سينماى جهان. چهره او به اندازه همان خانم هاى شيك پوشى كه در تالارهاى مجلل برلين و هاليوود مثل پروانه دور او مى چرخيدند شناخته شده بود. با اين حال، او به طرز غير قابل تصورى عميق بود نابغه اى بين نوابغ ديگر كه صرفاً با انديشيدن توانست دريابد كه جهان با آنچه به نظر مى رسيد تفاوت دارد. حتى اكنون دانشمندان در مواجهه با نظريات عالمانه او مثل نظريه «نسبيت عام» اظهار شگفتى مى كنند. «ريچارد فينمن» كه خود در زمره دانشمندان برجسته معاصر بود در اين باره گفته است: «من هنوز نمى توانم بفهمم كه او چطور به اين موضوع مى انديشيد.» اما فيزيكدان بزرگى كه ما در اينجا از او سخن مى گوييم به طرز شگفت انگيزى ساده رفتار مى كرد. مثلاً او عادت داشت كه كراوات ها و جوراب هايش را با عرقگيرها و زيرپيراهنى هاى پروانه اى عوض كند. او كلمات قصار پُرمغزى را بر زبان جارى مى ساخت و به آسانى حل معادلات رياضى قادر بود تا اشعار نامربوط بسرايد. مثلاً او مى گفت: «دانش چيز شگفت انگيزى است، مشروط بر آنكه كسى مجبور نباشد از طريق آن امرار معاش كند.» بازى پرتاب حلقه ها او را مشغول مى كرد، ضمن اينكه او همواره تلاش مى كرد تا به اشكال مختلف خود را به عنوان يك يهودى پاكدل يا يك هنرمند پُرآوازه بشناساند. هر كارتون سازى آرزو مى كرد تا مدلى همانند او داشته باشد. ايده هاى او درست همانند ايده هاى «داروين» (ديرينه شناس برجسته) غوغايى در جهان دانش بر پا مى كرد و عملاً فرهنگ معاصر، از نقاشى تا شعر، را تحت تأثير قرار مى داد. در آغاز، حتى بسيارى از دانشمندان مفهوم واقعى «نسبيت» را درك نمى كردند كه اين يادآور سخن كنايه آميز و بديع «آرتور ادينگتون» متخصص بذله گوى فيزيك نجومى است كه وقتى از او پرسيده شد «آيا درست است كه فقط سه نفر مفهوم نسبيت را درك كرده اند» پاسخ داد «من دارم تلاش مى كنم بفهمم كه نفر سوم كيست.» به طور كلى، نگاه جهانيان به مفهوم «نسبيت» نگاهى منتظرانه و خيره شونده بود. براى بسيارى از انديشمندان بزرگ دهه ۱۹۲۰ از «دادائيست» ها تا «كوبيست» ها و حتى فرويدين ها (طرفداران نظريات زيگموند فرويد)، اما قضيه تا حدى فرق مى كرد. اينان «نسبيت» را منطبق بر واقعيت هاى امروز جهان يافته بودند و نگاه ايشان بازتاب دهنده چيزى بود كه «ديويد كاسيدى» مورخ برجسته حوزه دانش به اختصار آن را «چشم انداز معاصر» مى ناميد: «خزان حكومت هاى استبدادى، تحولات گسترده در قلمرو نظم اجتماعى و در واقع هر آنچه در قرن بيستم دچار آشوب و تلاطم مى شد.»

کمیت های اصلی و فرعی

ما می‌توانیم چیزهای مختلفی را در جهان اندازه‌ بگیریم می‌توان به هر كدام یك واحد نسبت دهیم و … اما خیلی وقت‌ها تعریف كمیت بگونه‌ای است كه واحد آن قابل بیان بر حسب واحدهای دیگر نیز می‌باشد و شیوه اندازه‌گیری می‌تواند واحد آن كمیت را به واحدهای دیگر مربوط سازد. در كل در جهان می‌توان همه كمیت‌ها را (تابحال) بر حسب 7 نوع كمیت به اصطلاح اصلی بیان كرد. مثلاً چگونه؟

سرعت را تعریف می‌كنیم مقدار مسافتی كه در یك واحد زمانی طی می‌شود. این به آن معناست كه یك واحد سرعت حاصل از طی یك واحد مسافت در زمان یك واحد زمانی است. اگر با همان سرعت به مقدار دو واحد زمانی طی شود مسافت هم دو برابر می‌شود پس، یك واحد سرعت برابر است با یك واحد طول تقسیم بر یك واحد زمان پس مثلاً در واحد سرعت خواهد بود متر بر ثانیه یعنی آنكه متحرك در هر ثانیه چند متر جابجا خواهد شد. اما چرا به طور یا جورهای دیگر این واحد را بیان نكردیم؟ علت آن در نحوه تعریف آن است چون ما به گونه‌ای سرعت را تعریف كرده‌ایم كه با طول نسبت مستقیم و با زمان نسبت معكوس داشته باشد، پس این خواص در واحد حاصل هم باید پیدا باشد.

---

مثال

طبق تعاریف سینماتیك شتاب مقدار تغییر سرعت در یك واحد زمانی است. واحد شتاب را بر حسب كمیات اصلی بیان كنید.

حل.

سرعت كه دارای واحد است حال این را باید در واحد زمان در نظر گرفت یعنی در هر پس باید، را بر بخش كرد

---

مثال

طبق قانون دوم نیوتن، نیرو برابر حاصل ضرب جرم در شتاب است واحد نیرو چه خواهد شد؟
حل.

هر یك واحد نیرو حاصلی از حاصل‌ ضرب یك واحد جرم در یك واحد شتاب است. واحد جرم كه و واحد شتاب پس واحد نیرو خواهد بود كه اصطلاحاً به نیوتن معروف شده است.
خوب بیایید كمیات اصلی را برایتان معرفی كنم:

طول ، جرم‌، زمان ، جریان‌الكتریكی ، دمای ترمودینامیكی، مول (تعداد ذرات) ، شمع (مقدار روشنایی).

هر آن چیز دیگری را می‌توان بر حسب توان‌ها و حاصل ضربهای این كمیات نوشت بعدها در بخش تحلیل‌ابعادی مفصل‌تر صحبت خواهم كرد.

به نظرم لازم می‌رسد در مورد اندازه‌گیری خیلی از واقعیت‌های فیزیكی كه تا بحال صورت گرفته جداولی را بیان كنم تا شهود كلی از جهان اطراف خود بدست بیاورید.

---

طول. (به طور تقریبی)

مقدار تقریبی	كمیت
	فاصله تا اولین كهكشان
	فاصله تا نزدیك‌ترین ستاره (بعد خورشید)
	فاصله تا پلوتو (سیاره)
	شعاع زمین
	ارتفاع اورست
	ضخامت یك برگ كاغذ
	ابعاد یك ویروس نوعی
	شعاع اتم هیدروژن
	شعاع پروتون

می‌بینید كه اعداد را بفرم توانهایی از10 نوشتم و این توانها اعدادی از 22 تا -15 را تشكیل می‌دهند. در اندازه‌گیری‌ها خیلی وقتها منظور از مرتبه یك عدد همان نمای توان 10 آن عدد است. مثلاً طول یك خط كش 20 سانتی‌متر، است و مرتبه آن خواهد بود بود (-1) زیرا و-1 نشان از مرتبه است.

---

مثال

10000 به یك نزدیك تر است یا به 300000 ؟

حل.

شاید به نظرتان سئوال مسخره‌ای باشد واضح است كه اختلاف 10000 تا یك 9999 تا و تا 300000 ، 290000 تا می‌باشد كه بدیهی است 290000 < 9999 است پس 10000 به یك نزدیكتر خواهد بود. اما دقت كنید معیار نزدیكی چیست؟

اصلاً باید بگویم صورت سئوال ناقص است. در خیلی از موارد آنچه كه مهم است مرتبه كمیت مورد بحث است نه خود مقدار آن یعنی

مرتبه صفر

مرتبه 4

مرتبه 5

در این شیوه مقایسه اگر مرتبه مهم باشد قطعاً 5 به 4 نزدیكتر است پس به نزدیكتر خواهد بود تا به یك.

---

جرم

جرم (تقریبی)	جسم مورد نظر
	جهان شناخته شده
	كهكشان ما
	خورشید
	ماه زمین
	یك كوه كوچك
	كشتی اقیانوس پیما
	فیل
	یك دانه انگور
	یك غبار
	مولكول پنی‌سیلین
	اتم اورانیوم
	پرتون
	الكترون

---

زمان

مقدار زمان	بازه زمانی
	عمر پرتون (حساب شده)
	عمر جهان
	عمر( muon) اهرام مصر
	عمر محتمل یك انسان
	طول یك روز
	فاصله زمانی ضربان‌های قلب انسان
	طول عمر ذره میون
	كمترین‌باس‌نوری‌تولیدی ‌در آزمایشگاه
	طول عمر ناپایدارترین‌عنصرتولیدی
	مدت زمان پلانك

مدت زمان پلانك، مدتی است كه پس از پیدایش جهان (بعد از انفجار بزرگ) قوانین فیزیك آن طور كه حالا شناخته شده‌اند بر جهان برقرار شدند.

حرکت شناسی

براي بررسي حرکت يک جسم ابتدا به تعريف چند کميت مي پردازيم.

  بردار مکان و بردار جابه جايي

 

بردار مکان موقعيت مکاني جسم را در صفحه مختصات نشان مي دهد. ابتداي بردار مکان بعداً مختصات و انتهاي آن نقطه اي است که جسم در آن واقع شده است.
فرض کنيد که يک جسم متحرک در لحظه t1 در نقطه A باشد و در لحظه t2 به نقطه B رسيده باشد. بردار جابه جايي بين دو لحظه t1 و t2 برداري است که ابتداي آن مکان متحرک در لحظه t1 و انتهاب آن مکان متحرک در لحظه t2 باشد.  

Δr تفاضل r2 و r1 است يعني r2-r1 = Δr

بردار جابه جاهايي به مسير حرکت بستگي ندارد و فقط با داشتن دو نقطه (مکان جسم در لحظه t1 و مکان جسم در لحظه t2) رسم مي شود.  

  حرکت روي خط راست

هر گاه راستاي حرکت جسم متحرک، يک خط راست باشد در تمام لحظه ها بردار جابه جايي هايي متحرک بر همان راستا خواهد بود. مبدأ هم روي همين راستا انتخاب مي شود در اين صورت محاسبه بر روي اين بردارها به سادگي انجام مي گيرد.  

  نمودار مکان – زمان

 

اين نمودار مکان جسم را در زمانهاي مختلف نشان مي دهد. غالباً محور افقي زمان و محور قائم مکان جسم را نشان مي دهد. با استفاده از اين نمودار مي توان دريافت که متحرک در هر لحظه در چه مکاني قرار دارد و جابه جايي آن بين هر دو لحظه چقدر است.  

  سرعت متوسط و تعيين آن به کمک نمودار مکان - زمان

تغيير مکان يک جسم تقسيم بر تغييرات زمان را سرعت متوسط مي گويند. سرعت متوسط به صورت v نشان داده مي شود. سرعت متوسط کميتي برداري است که با بردار جابه جايي هم جهت است. يکاي سرعت متوسط متر بر ثانيه (m/s) مي باشد

Δx Δt

=

جابه جايي زماني که جابه جايي رخ داده

V=

 

 

نمودار مکان . زمان يک جسم متحرک نشان داده شده است. سرعت متوسط بين دو نقطه A وB مساوي است با Δx/Δt و در درس رياضي ديده ايد که Δx/Δt همان شيب خط AB است.  

سرعت متوسط بين دو نقطه از نوار مکان – زمان برابر شيب خطي است که آن دو نقطه را به هم وصل مي کند.  

  سرعت لحظه اي و تعيين آن به کمک نمودار مکان – زمان

سرعت لحظه اي، سرعت متوسط در هر لحظه از حرکت است. سرعت متوسط در حدي که با ذره ي زماني Δt فوق العاده کوچک شود، سرعت لحظه اي ناميده مي شود. يک بار ديگر نمودار مکان – زمان را در نظر بگيريد. اگر Δt فوق العاده کوچک شود نقطه B خيلي خيلي به A نزديک مي شود و در نهايت خط AB در نقطه A نمودار احساس مي شود. سرعت در هر لحظه برابر شيب خط مماس بر نمودار مکان – زمان در آن لحظه است  

  انواع حرکت روي خط راست

۱) حرکت يکنواخت روي خط راست
هرگاه سرعت لحظه اي متحرکي که بر روي خط راست حرکت مي کند در تمام لحظه ها يکسان باشد، حرکت آن حرکت يکنواخت ناميده مي شود. در اين حرکت نمودار مکان – زمان يک خط راست خواهد بود زيرا شيب خط Δx/Δt تغيير نمي کند.

و سرعت در تمام لحظه ها مساوي با سرعت متوسط خواهد بود.
V = v¯ ===> V = ΔX/Δt
ΔX = V Δt

اگر در لحظه t=0 فاصله متحرک تا مبدأ برابر x0 و در لحظه t برابر x باشد:
(x-x0)= v(t-0)
x = vt + x0 معادله حرکت يکنواخت  

  نمودار سرعت زمان

 

با داشتن سرعت در زمانهاي مختلف مي توانيم اين نمودار را رسم کنيم. محور افقي را زمان و محور قائم را سرعت اختياري مي کنيم.
اگر جسم متحرک با سرعت ثابت روي خط راست حرکت کند نمودار سرعت – زمان آن مطابق زير خواهد بود.  

 

و نمودار مکان – زمان آن مطابق زير خواهد بود:  

  ۲) حرکت شتابدار روي خط راست (با شتاب ثابت)

 

در مواردي که سرعت متحرک تغيير مي کند مي گوييم حرکت شتابدار يا غير يکنواخت است. شتاب متوسط برابر تغيير سرعت در واحد زمان است و يکاي آن (m/s2) است.
a = Δv/Δt

«شتاب متوسط بين دو لحظه برابر شيب خطي است که نمودار سرعت – زمان را در آن دو لحظه قطع کند.»
شتاب متوسط در حدي که Δt فوق العاده کوچک شود، شتاب لحظه اي ناميده مي شود و برابر شيب خط مماس بر نمودار سرعت – زمان در لحظه مورد نظر است.  

 

هرگاه در حرکتي در تمام لحظه ها شتاب يکسان باشد، آن را حرکت با شتاب ثابت مي ناميم. در اين حالت شتاب متوسط با شتاب لحظه اي برابر است.

a¯= a = Δv/Δt = v2 - v1 / t2 - t1

اگر در اين رابطه ۰=t1 و t2 = t اختيار شود وv0 سرعت در لحظه صفر و v سرعت در لحظه t باشد.

a = v - v0 / t

v=at+ v0 معادله حرکت با شتاب ثابت
نمودار سرعت – زمان آن به صورت زير است:  

معادله مکان – زمان در حرکت با شتاب ثابت بر روي خط راست به شکل زير محاسبه شده است:

X= 1/2 at2 + v0t+ x0

و اگر زمان را از معادله حرکت با شتاب ثابت به دست آوريم و در رابطه بالا جايگزين کنيم رابطه زير به دست مي آيد که مستقل از زمان است (يعني زمان در آن وجود ندارد.)

(v2 - v02 = 2a(x-x0

Looking glass نرم افزار اپتیک

یکی از نرم افزارها یی که با آن تمام آزمایشهای مربوط به بخش نور را می توان انجام داد Looking glass  است .
این نرم افزار برای آزمایشهای آینه ها وعدسی ها مناسب است .با این نرم افزار می توان تمامی حالت های پرتوهای نوری را درست کرد وانواع تصویر ها را تشکیل داد .

ویِژگی این نرم افزار آسان بودن کار با آن است .

دانش آموزان علاقمند میتوانند این نرم افزار را از لینک زیر دریافت کرده ودر صورت لزوم از حالت های مختلف آن عکس گرفته ودر قالب پاورپوینت آن را از طریق ایمیل بفرستند .

در سایت زیر به بخش  download  رفته واین نرم افزار را دریافت کنید .
این نسخه آزمایشی است وفقط برای یک ماه بر روی کامپیوتر شما کار می کند .از این رو در این یک ماه هر استفاده ای برای آن طراحی می کنید به کار ببندید.

                                            Looking glass

عکسهایی از دانشمند بزرگ جهان آلبرت انیشتین

                                                

                                               

نرم افزاری تعاملی در زمینه مدارهای الکتریکی ( نرم افزار ادیسون)

نرم افزار ادیسون  نرم افزاری است که به راحتی قابل دانلوود کردن از اینترنت است .این نرم افزار برای استفاده در تدریس فیزیک در مبحث مدارهای الکتریکی طراحی شده است.



دانش آموزان ودبیران فیزیک می توانند با دانلوود کردن آن از اینترنت به راحتی در حالت بدون اتصال به اینترنت نیز از این نرم افزار استفاده کنند.
ورود به سایت برای دانلوود نرم افزار ادیسون
دانلوود حدود ۱۵ دقیقه طول می کشد.پس از ورو به سایت بالا در قسمت سمت چپ بالا روی Demo ;کلیک کنید.

گردابه های نوری

 شکل زير نوری را نشان ميدهد که مقادير متفاوتی از تکانه ی زاويه ای چرخشی را می تواند حمل کند. اين رفتار تازه از اين به بعد ميتواند يک خصيصه ی جديد برای نور باشد. با اين رفتار نور می تواند داده ها را انتفال دهد.

قصه اينگونه است:

«گردابه های نوری optical vortices» ممکن است حامل اطلاعات زيادی از ماده ای که از آن خارج می شوند باشند. اين نظريه را يک گروه اسپانيايی-آمريکايی ارائه کردند.

يک پرتو نور معمولی وقتی از جلو ديده شود يک دايره ی روشن است. اما نورهای خاصی هستند بنام «گردابه ی نوری» که وقتی از جلو ديده ميشوند  مثل يک حلقه ی نورانی دور ِ يک منطقه ی تاريک مرکزی هستند. (شکل زير)

شکل ۱- عکس فوری از یک گردابه نوری که در آن منطقه ی تاريک مرکزی با رنگ آبی نشان داده شده. يک گروه بارسلونی-آريزونايی برای اولين بار اين نور را کشف کردند. وقتی انرژی نوری حرکت مارپيچی به دور يک سوراخ گردابی انجام دهد (بالا-چپ)  کم کم تمايل پيدا ميکند که جهت حرکتش را عوض کند (چيزی که هرگز در گردابه های آبی يا طوفانها مشابه ندارد). در شکل بالا-راست می بينيد که تقارن دايروی از بين ميرود و پرتو به بيضی ِ کشيده ای تبديل می شود و کم کم (پايين-راست) نور در جهت عکس گردابه ی آبی مرکز را دور ميزند.

شکل ۲- دور ِ قلب ِ گردابه؛ شارش ِ انرژی حمل شونده در پرتو نوری مثل يک پله برقی مارپيچی است که ساعتگرد يا پادساعتگرد می چرخد.

شکل ۳- اگر پرتو ليزر را به داخل يک ماسک هولوگرافی طراحی شده توسط کامپيوتر بفرستيم؛ گردابه ی نوری درست می شود. ماسک هولوگرافی ديگه چيه؟ يک فيلم نازک (يک الگوی تداخلی) از يک سری نوار تاريک و روشنه. اين الگوی تداخلی (هولوگرام) کشيده شده در اين شکل بالا نور ليزر را به تعداد زيادی طول موج مختلف می شکافد و باعث می شود که پرتوی با يک گردابه ايحاد شود.

شکل ۴- چگونه يک گردابه ی نوری چرخشش را برعکس می کند؟ پرتو نوری در جهت افقی z حرکت می کند و قبلا در داخل دستگاه آبی رنگ بالا به هولوگرام در راستای صفحه ی xy برخورد کرده و وقتی بيرون می آيد ديگر يک پرتو گردابه ی نوری است. به عدسی برخورد می کند. کم کم پخ می شود و کم کم جدا می شود. انرژی در آخر سر دور منطقه ی گردابه در جهت عکس ِ اول حرکت می کند. (اطلاعات بيشتر در Molina-Terriza, Recolons, Torres, Torner, Wright - 12 july 2005)

`پرتوهای گردابه ی نوری ساده ترين نوع پرتو هستند که تکانه ی زاويه ای چرخشی حمل می کنند. (منبع) 

اين پرتوها از سال ۱۹۹۰ تا حالا خيلی خوب مطالعه شده اند. اين پرتوها وقتی از بغل مشاهده بشوند مثل فنری هستند که فازهای يکسانشان در شکل اول اين گزارش با رنگهای يکسان نشان داده شده است. اين پيچش در نور مثل يک درجه ی آزادی اضافه است که محققان می توانند از آن برای انتقال داده ها و بازگشايی داده ها استفاده کنند.

در نور معمولی انرژی در راستای حرکت پرتو انتقال پيدا می کند؛ اما در نور ِ تکانه ی زاويه ای چرخشی دار يا تزچن*  پرتوی های نوری ِ انرژی دور ِ محور ِ حرکت ِ پرتو حرکت ِ مارپيچی دارد.

اگر يک پرتو معمولی نوری را قطبی (polarize) کنيم می تواند تکانه ی زاويه ای اسپينی (Spin angular momentum)   حمل کند. حالتهای نور ِ قطبيده دوتاست: يا نور ِ چپ-دست و راست-دست (ميتوان اينطور هم گفت: نور عمودی vertical و افقی horizontal). اما برای نوری که تزچن ِ غيرصفر دارد حالتهای بسيار بسيار بيشتری ممکن است. حالتهای بالاتر مثل اينست که فنرهای فشرده تری هستند و بنابراين انرژی چرخشی بيشتری دارند. پی می توان با برهم نهی اين نورها روی هم اطلاعات بسیار بيشتری را کد کرد.

شکل ۵- سطح مقطع ِ يک a) نور عمودی قطبی شده ی (vertical polarized) معمولی ؛ b) نوری با تکانه ی راويه ای چرخشی.  در نور معمولی؛ ميدان الکتريکی (فلشهای عمودی) در هر نقطه از سطح مقطع در يک فاز هستند. اما در پرتو ِ تزچن دار (b) نقاط مختلف در سطح مقطع دارای فازهای مختلفند. بالاترين جا (محل ِ ساعت ِ ۱۲) بيشترين ميدان الکتريکی را دارد که به سمت ِ بالاست. سمت ِ چپ و راست (محل ساعتهای ۳ و ۹) در کمترين ميدان الکتريکی هستند و با ساعت ۱۲ اختلاف فاز ۹۰ درجه دارند. محل ساعت ۶ هم ميدان الکتريکی بيشينه در جهت مخالف ِ ساعت ِ ۱۲ دارد. فاز محل ساعت ۶ و ۱۲ با هم ۱۸۰ درجه اختلاف دارند. مهم است که بدانيم که در پرتو نوری ِ با تکانه ی زاويه ای چرخشی جهت ِ قطبش عوض نمی شود. ميدانها در يک جهت ِ قطبش (جهت ِ بالا) می توانند بالا و پايين جهت گيری کنند. (تصاوير از aip)

 

پژوهشگران اين حالتهای تزچن ِ مختلف را «طيف ِ چرخشی spiral spectra» نام نهادند. اين طيف می تواند به نايکنواختی های (non-uniformity) هندسی و شرايط ساختاری ِ اشيا حساس باشد و می تواند در آشکارسازی های شيميايی و زيست شناسی کمک کند

ابرشارگی در يک گاز فوق سرد ِفرميونی

ارديبهشت ِ سال ۱۳۸۳ بود که ابرشارگی در يک گاز ِ فرميونی در دانشگاه دوک (Duke University) توسط جان توماس ^(۱) و مايکل جم ^(۲) گزارش شد. اين پژوهشگران مشاهده کردند که يک گاز فوق سردِ اتمهای ليتيم-۶  مثل ِ يک تکه ژله ی گنده ارتعاش پيدا می کند.

اين رفتار ِ ژله-مانند (هيدروديناميکی) در شرايط معمولی هم در گاز ِ فوق سرد ِ ليتيم مشاهده می شود اما اين پژوهشگران دريافتند که تخت ِ شرايطی که آنها بوحود آوردند گاز ِ آنها تبديل به يک ابرشاره شده و مثل ِ يک تکه ژله ی «کامل» اگر کمی لزرانده شود برای مدت طولانی ارتعاشاتش از بين نمی رود!

اينکه می توان به دقت خصوصيات ِ چنين ژله ی اتمی ای را در آزمايشگاه بررسی کرد اطلاعات بسياری راجع به سيستمهای ابرشاره ی ديگری چون ستاره های نوترونی که قابل دسترس نيستند فراهم می آورد. همچنين بررسی ژله ی اتمی می تواند حتا نشان دهد که آيا از نظر فيزيکی درست کردن ِ ابررسانايی که در دمای اتاق به خوبی کار می کند ممکن است يا خير. اگر ابررسانای گرم درست شود انرژی ِ زيادی در صنعت ذخيره می شود. 

بسياری از سيستمها مانند ِ پلاسمای کوارک-گلوئون یا نوترونهای ستاره های نوترونی  از جفتهای برهم کنشی ِ قدرتمند ِ ذرات ِ اسپين ِ بالا و اسپين ِ پايين ساخته شده اند. (اسپين بالا/پايين مشابه ِ اتمهايی که مغناطش ِ بالا/پايين دارند است.)

اين پژوهشگران باور دارند که برای خلق ِ اين ابرشاره از اتنهای ليتيم-۶ اين اتنها در حالت ِ مرموز ِ همگذری (cross-over regime) بودند که حالتيست که در آن جفتهای اتمی نه مولکولند (که در آن حال بتوانند چگالش ِ بوز-انشتين Bose-Einstein condensate را شکل دهند) و نه از نوع ِ جفتهای کوپر ِ معروف در ابررسانايی هستند که بصورت ِ ضعيفی به هم وصل باشند.

آنها در اين آزمايش اتمهای ليتيم-۶ را سرد کرده و با پرتو ِ ليزر ِ متمرکزی که ميدان الکتريکی اش اتمها را محدود (confine) می کند؛ اتمهای ليتيم را به دام انداختند. آنها مطمئن شدند که اتنمهای مورد نظر در وضعيت ِ ۵۰٪ اسپين بالا و ۵۰٪ پايين هستند. سپس آنها سيستم ِ نوری ِ خود را برای پايين آوردن دمای اتمها بروش ِ «سرمايش ِ تبخيری evaporating cooling» روی اتمها به کاز انداختند تا اجازه دهند که اتمهای داغتر فرار کنند و دمای مجموعه پايين بيايد.

بعد آنها توانايی ِ لرزش ِ ژله مانند ِ اين گاز ِ سرد شده را بررسی کردند. برای اينکار آنها ليزر ِ بدام اندازده را برای مدت ِ کوتاهی خاموش کردند و اجازه دادند که گاز منبسط شود و بعد دوباره ليزر را روشن کردند. در آن لحظه گاز ِژله مانند تکانی می خورد و پژوهشکران يک سری عکس از لرزش انداختند. آنها فرکانس ِ لرزش و طول عمر ِ آن لرزش را اندازه گرفتند.

 

لرزش ِ ابر ِ مافوق ِ سرد ِ ليتيم-۶. محققان دريافتند که لرزش در اين گاز برای مدت ِ طولانی پايدار می ماند و مانند ابرشاره عمل می کند.(منبع)

 

يکبار آنها ميدان مغناطيسی را طوری تنظيم کردند که اتمها قويا با هم برهمکنش کنند. در اين حالت فرکانس ِ لرزشی ِ ۲۸۳۷ Hz ثبت شد که در توافق با پيش بينی نظری ِ ۲۸۳۰ Hz برای يک گاز ِ هيدروديناميک ِ فرمی است.

در يک گاز هيدروديناميک ِ معمولی دمای پايين تر باعث می شود که لرزش يا ارتعاش ميرا و ميراتر شود و از بين برود. انا در اين آزنايش با کاهش ِ دمای گاز  لرزش يا ارتعاش ِ طولانی تر می شود که بر خلاف ِ انتظار از يک گاز ِ هيدروديناميک ِ معمولی است.

بنابراين فيزيکدانان ِ دانشگاه ِ دوک حدس زدند که حالت ِ ابرشارگی رخ داده است. آنها اين خالت زا در دماهای زير ِ ۴/۰ ميکروکلوين مشاهده کردند. اين در حاليست که هنوز نظريه ای که چنين دمايی را توجيه کند وجود ندارد. (منبع)

۱۲ روز پيش يعنی ۲۸ تير ۱۳۸۴:

وجود ِ گردابه هايی در اين ابرشاره ی جديد مشاهده شد. گردابه ها از خصوصيات ِ منحصر بفرد ِابرشارگی هستند و در آنها بايد رؤيت شوند.

ولفگانگ کِتِرل Wolfgang Ketterle و همکارانش در آزمايشگاهی در MIT (انستيتو تکنولوژی ماساچوست)  با ليزر اتمهای چاييده (chilled atoms) ابرشاره را نگه داشتند و گردابه ها بيرون زدند.

بطور کلی؛ رفتار کوانتونی بوزونها و فرميون ها بسيار متفاوت است. در واقع گاز ليتيم-۶ دومين ابرشاره ی فرميونی ای است که شناخته شده است. (اولينش مايع هليون ۳ بود که خاصيت ِ ابرشارگی داشت.) در واقع ابررسانايی هم در واقع يک حالت ِ خاص ِ ابررسانايی ِ فرميونی است. در اين آزمايش اجزا اصلی ذرات ِ بی بار هستند. اما در ابررسانايی اجزا اصلی ذرات ِ باردار -الکترونها- هستند. (منبع)

 گاز فوق سرد ِ ليتيم اولين «ابرشاره ی دمای بالا» است. اگر نرخ دمای بحرانی T_c (که در آن انتقال به ابرشاره ممکن می شود) به دمای فرمی T_f (دمای ِ داغترين مولکول در گاز) را در نظر بگيريم؛ در ابررساناهای معمولی T_c/T_f حدود ِ ^۴-۱۰ است و برای ابرشاره ی هليوم-۳ حدود ِ ^۳-۱۰ است. اين نرخ برای ابررسانای دمای بالا ^۲-۱۰ و برای ابرشاره ی جديد ليتيم-۶ حدود ِ ۳/۰ است.

دو دانشمند فرانسوی و آلمانی برنده نوبل فیزیک شدند

دو دانشمند فرانسوی و آلمانی، روز سه شنبه نهم اکتبر، برای خدمات پيشگامانه به کوچک سازی حجم سخت افزار کامپیوتر به عنوان برندگان جايزه نوبل فيزيک در سال ۲۰۰۷ ميلادی معرفی شدند
آلبرت فرت دانشمند فرانسوی و پپترگرونبرگ محقق آلمانی به صورت مستقل در سال ۱۹۸۸ به فن آوری دست يافتند که به وسيله آن توانايی برداشت و خواندن اطلاعات از حافظه کامپيوتر توسط وسايلی در اندازه های کوچک فراهم شد.
آلبرت فرت دانشمند فرانسوی و پیتر گرونبرگ محقق آلمانی به صورت مستقل در سال ۱۹۸۸ به فن آوری دست يافتند که به وسيله آن توانايی برداشت و خواندن اطلاعات از حافظه کامپيوتر توسط وسايلی در اندازه های کوچک فراهم شد
تحقيق اين دو نفر موجب شده که صنعت رايانه روز به روز کوچک تر شود.
به گفته محققان، کشف اين دو محقق موجب شکل گيری صنايعی نظير «آی پاد» و«ام پی تری» در جهان امروزی شده است.
اين دو دانشمند به پديده ای به نام غول مغناتيسی دست يافتند که براثر آن تغييرات کوچکی در ژنراتورهای مغناتيسی مقاومت زياد الکتريکی را ايجاد می کند .
اين فن آوری کمک کرده است که اطلاعات که به صورت مغناتيسی در حافظه کامپيوتر ذخيره هستند، به نشانه هايی الکتريکی برای استفاده در ابزارهای کوچکی الکتريکی تبديل شوند .
به گفته يکی از اعضای کميته نوبل، اولين ابزاری که توانايی خواندن اطلاعات کامپيوتری را داشت در سال ۱۹۹۷ ساخته شد و از همان زمان به فن آوری استاندارد تبديل شده است .
به گزارش خبرگزاری آسوشيتدپرس، آقای فرت که ۶۹ سال دارد در يک گفت و گوی تلفنی گفته است که از برنده شدنش و اينکه قرار است جايزه يک ونيم ميليون دلاری نوبل را با آقای گرونبرگ تقسيم کند بسيار خوشحال است .
آقای فرت که پيشتر بازيکن ورزش راگبی بوده و اين روزها علاقه زيادی به قايقرانی دارد به راديو داخلی فرانسه گفته است که قصد دارد بخشی از مبلغ جايزه را با همکارانش تقسيم کند .
نوبل پژشکی برای دانشمندان آمریکایی و بریتانیایی
روز دوشنبه نيز دودانشمند آمريکايی وانگليسی به خاطر کشف جديدشان درفن آوری ژن، با ايجاد تغييرات در ژن موش های آزمايشگاهی جايزه نوبل پزشکی سال ۲۰۰۷ را از آن خود کردند .
ماريو کپچی و اوليور اسميتيز به روشی دست يافته اند که با تغيير زن های موش های آزمايشگاهی می توان بيماری های انسان را در بدن موش ها شبيه سازی کرد .
به گفته يکی از اعضای کميته نوبل، يافته های اين دو دانشمند، علم پزشکی را قادر ساخته که دلايل ابتلای بيماری در يک فرد سالم را بهتر درک کند .
قرار است برندگان جايزه نوبل شيمی، ادبيات، صلح و اقتصاد تا تاريخ ۱۵ اکتبر مشخص شوند .
جايزه نوبل صلح در اسلو اعلام خواهد شد در حالی که بقيه جوايز نوبل در استکهلم به برندگان اهدا می شوند .
به هريک از برندگان نوبل از محل اندوخته های صنعتگر سوئدی الفرد نوبل، مبلغ يک و نيم ميليون دلار پول نفد پرداخت می شود

گفتگو با: دكتر مهدي گلشني

زندگي از فيزيك تا متافيزيك
در دوران امر بين فيزيك و متافيزيك،كمتر پديده اي را مي توان يافت كه به صورت كامل فيزيكي و يا به صورت كامل متافيزيكي باشد. چنين مي نمايد كه سرشت و سرنوشت تمام يا بسياري از پديده ها وقوع در طبيعت و عروج به سوي ماوراي طبيعت است، چيزي كه در زبان فلسفي رايج، براساس حفظ و پاسداشت مرزهاي فهم و فكر بيش از آنكه با عبارت طبيعت و ماوراي آن بيان شود، با تعبير فيزيك و متافيزيك ادا مي شود. در اين ميان زندگي را مي نگريم كه به مثابه يك پديده هرگز از اين دو حوزه جدا نمي گردد، از آن رو كه زندگي با خلأ بيگانه است و هم از آن رو كه خلأ گريزي از نخستين اوصاف زندگي به شمار مي آيد.گفتگو با دكتر مهدي گلشني ـ ـ استاد محترم فيزيك دانشگاه صنعتي شريف ـ ـ ـ ابعادي ديگر از زندگي را به بحث نهاده ايم،تا چه قبول افتد و چه در نظر آيد.اولين سوٌال تعريفي است كه شما از زندگي ارائه مي دهيد.
براي اينكه بدانيم تعريف زندگي چيست، اول بايد بدانيم كه هدف از زندگي انسان و پيدايش انسان و به طور كلي هدف حيات انسان چيست؛ آيا كاملاً بي هدف است، آنطوركه بعضي از تئوريهاي رايج روز مي گويد و فضلاي روز تكرار مي كنند يا هدف دارد؟ ما كه مسلمان هستيم، به پيروي از قرآن معتقديم كه هيچ چيز بي هدف نيست و همه چيز هدف دار است از جمله آفرينش انسان كه هدف دار است .هدف از زندگي رسيدن به آن مقام شامخ انساني است كه انسان در عبادت خداوندي مستغرق شود و آثار خداوندي را بفهمد و به عظمت خداوند پي ببرد.

خواهشي اندر جهان، هر خواهشي را در پي است
خواستي بايد كه بعد از آن نباشد خواستي
از اين رو از نظر من هدف زندگي رسيدن به مقام عاليه اي است كه براي انسان فرض شده است و انسان را از حيوان متفاوت مي كند. البته اين مستلزم اين است كه از اول، در مراحل تربيت به افراد انسان گفته شود كه هدف چيست تا با آن آشنا شوند و خودشان با بررسي به اين موضوع پي ببرند به نظر من خود زندگي يعني گذراندن اوقات. زندگي عبارتست از: گذراندن اوقات. آن وقت اگر اين گذراندن اوقات با حاصل باشد، اين زندگي را موفق مي دانيم ولي اگر بدون حاصل باشد، ناموفق مي دانيم. منتها بايد ببينيم با چه معياري مي سنجيم كه حاصل خوب است يابد؟به نظر شما در دوران امر بين اينكه زندگي تا چه حد فيزيكي و تا چه حد متافيزيكي است، زندگي فيزيكي است يا متافيزيكي؟
اين دو با هم مخلوط است. من چون با فيزيك انس زيادي داشته ام، راحت به شما مي گويم كه اگر شما با دقت به موضوع فيزيك و متافيزيك نگاه كنيد، به سختي مي توانيد آن دو را از يكديگر جدا كنيد. شما فيزيكي را پيدا كنيد كه در درون آن متافيزيك نباشد. ما وقتي متافيزيك را تعريف مي كنيم، مي گوييم: متافيزيك عبارتست از: احكام عام وجود. شما وقتي به سراغ فيزيك مي آييد، يك سلسله آزمايش هاي خاص انجام مي دهيد. يعني حوزه هاي بسيار خاصي را در نظر مي گيريد و رويش تجربه مي كنيد. اين تجربه بسيار محدود است. آن وقت شما نتايج اين تجربه را تعميم مي دهيد. به عنوان مثال چند سيم را حرارت مي دهيد و مي بينيد كه طول آنها در اثر حرارت زياد مي شود.بعد به اين اكتفا نمي كنيد كه اين سيم خاص يا اين سيم مسي اينگونه است، بلكه مي گوييد: فلزات چنين هستند كه وقتي حرارت داده مي شوند، منبسط مي شوند. چرا شما اين تعميم را انجام مي دهيد؟ آيا شما مجاز به اين تعميم هستيد؟ معمولاً اين كار را انجام مي دهيد. تكيه گاه باطني شما در اعتماد و اطمينان به اين تعميم چيست؟
به عقيده من تكيه گاه همه اين تعميم ها متافيزيك است. افراد فكر مي كنند كه كاري كه مي كنند، صرفاً آزمايش است. اگر فقط چيزي را حرارت دهند و عددهايي را يادداشت كنند، آنچه بر جاي مي ماند و حاصل مي شود، مجموعه اي از كاتالوگهاي اعداد مي شود، ولي شما اين اعداد را ربط مي دهيد و قوانين عام مي سازيد و بعد به آن اكتفا نمي كنيد و مي گوييد: اگر عين قضيه در كره مريخ هم انجام شود، نتيجه همين است. اينها تعميم هايي است كه واقعاً فوق فيزيك است.
فيزيك با حواس و آزمايش ها و نتيجه گيري سروكار دارد ولي شما در مقام نتيجه گيري، هميشه از جزئيات به كليات منتقل مي شويد و نتايجي كه شعور را با فيزيك بيان كنيم. ممكن است هيچ وقت نتوانيم اين كار را بكنيم. ممكن است شعور را حتي نتوانيم به زبان رياضي بيان كنيم. يعني: واقعاً شعور مرموزترين بخش قابل تفسير جهان است. توجه بفرماييد كه قرآن صريحاً مي فرمايد: يسئلونك عن الروح. قل الروح من امر ربي. اين آيه به صورتهايي مختلف تفسير و تعبير شده است. چون آيه در ادامه مي فرمايد: و ما اوتيتم من العلم الا قليلاً. از نظر بنده مفهوم اين آيه اين است كه معلوم نيست كه ما بالاخره بفهميم شعور يا روح چيست. ما به روح خيلي نزديك هستيم و خيلي از ابعاد آن را مي فهميم و ممكن است از بسياري از خواص آن استفاده كنيم ولي اين كه آيا مي توانيم بفهميم خودش چيست؟ اين معلوم نيست.من ذهن را بُعدي از روح مي دانم ولي در واقع زندگي آن چيزي است كه انسان مي فهمد و اين بُعد روحي زندگي ما را نشان مي دهد. شما غذايي را مي خوريد كه در آن لحظه بسيار خوشمزه است ولي آن تمام مي شود. آنچه كه مي ماند، خاطراتي است كه مي ماند و احياناً آن را چند ساعت بعد يا چند سال بعد نقل مي كنيد كه بُعد روحي قضيه است. آن چيزي كه انسان با آن زندگي مي كند، ابعاد روحي زندگي است؛ چيزهايي است كه با روح سرو كار دارد. بقيه حواس هم به عنوان ابزار در خدمت روح و زندگي هستند. بويايي، بويي را حس مي كند و در اختيار ما مي گذارد كه لحظه اي است و مي گذرد. آن چيزي كه مي ماند، با روح سروكار دارد، ولي روح به تفسير نياز دارد.
مهمترين مسئله زندگي براي انسان به طور عام چه چيزي مي تواند باشد؟
اين كه بفهمد كه در اين دنيا چه كاره است. اينكه بدانيد از كجا آمده ايد چه كار مي كنيد و به كجا مي رويد، بزرگترين و مهمترين مسئله زندگي است.آن وقت شما اگر اين موضوعات را واقعاً با تمام وجودتان درك كنيد، تمام اعمال شما با آن تطبيق مي كند و همواره مواظب هستيد كه اشتباه نكنيد و كار خطا انجام ندهيد.

شايد نزديك‌ترين ستاره به خورشيد داراي سيارات زمين‌مانند باشد

دانش  - به‌نظر مي‌رسيد اغتشاشات گرانشي در منظومه‌هاي ستاره‌اي دوتايي، مانع از شكل‌گيري سيارات در آنها مي‌شود؛ اما تازه‌ترين شبيه‌سازي‌ها از وجود سيارات سنگي در اين منظومه‌ها، بخصوص نزديك‌ترين آنها حكايت دارد.

فاطمه محمدي‌نژاد: اگر روزي به نزديك‌ترين منظومه شمسي سفر كنيم، مشاهده انواع سيارات احتمالي در آن منطقه جالب توجه خواهد بود. به هر حال ما كمابيش اطلاعاتي در اين زمينه داريم.

به گزارش نيوساينتيست، به نظر مي‌رسد منظومه ستاره‌اي دوتايي (آلفا-قنطورس، پرنورترين ستاره صورت‌فلكي قنطورس و نزديك‌ترين همسايه كيهاني خورشيد)، ميزبان دنياهايي از سنگ و خاك باشد كه به احتمال زياد در شرايطي متلاطم تحت تاثير نيروي جاذبه ستارگان دوقلو قرار خواهند داشت.

سيارات سنگي از تركيب چندين جنين سياره‌اي به ابعاد ماه تشكيل شده‌اند كه خود از به هم پيوستن اجرام آسماني بسيار كوچك شكل گرفته‌اند. با اين حال هيچ تضميني نيست كه اين جنين‌ها بتوانند در شرايط ناپايدار تشكيل شوند.

براي كشف اين موضوع، جيان گي از دانشگاه فلوريدا در گينزويل به همراه همكارانش، مدل رايانه‌اي رِجل‌القنطورس را ساخته‌اند كه نشان مي‌دهد سحابي‌هاي پيش‌سياره‌اي مي‌توانند پس از يك ميليون سال در اين منظومه شكل بگيرند. با اين حال با توجه به اين‌كه تحت شرايط متلاطم همه گازها ناپديد مي‌شوند، هيچ غول گازي در اين مناطق شكل نمي‌گيرد.

فيليپ تبالت، از رصدخانه پاريس در فرانسه اين كار را جالب مي‌داند؛ اما معتقد است هنوز راه زيادي تا اثبات اين مسائل باقي مانده است. مطالعه مورد به مورد روند شكل‌گيري سيارات در منظومه‌هاي متلاطمي مثل رِجل‌القنطورس، بدون ساده‌سازي غيرممكن است.

توليد آب شيرين از بركه هاي خورشيدي

توليد آب شيرين از بركه هاي خورشيدي
محققان مي گويند با استفاده از يك فرآيند خورشيدي ارزان قيمت كه در دانشگاه "نوادا" ابداع شده است، مي توان از درياچه هاي نمك در سراسر جهان آب شيرين بدست آورد.

به گزارش روز پنجشنبه ايرنا و به نقل از خبرگزاري يونايتدپرس، "فرانسيسكو سوارز" محقق اين دانشگاه، گفت: در اين فرايند، گرما در انتهاي يك بركه خورشيدي كه به طرز خاصي ساخته شده، جمع مي شود و از انرژي جمع آوري شده براي به راه انداختن يك سامانه شيرين كردن آب كه به تازگي توسط اين دانشگاه به ثبت رسيده است، استفاده مي شود.
در آزمايش هاي انجام شده در اين دانشگاه، يك منبع (آب) در هواي آزاد قرار داده شد و سپس آب نمك داغ در قسمت پاييني اين منبع به دماي بالاتر از 195 درجه فارنهايت (90/55 سانتي گراد) رسيد كه از آن براي به راه انداختن يك سامانه حرارتي شيرين كردن آب ، استفاده شد.
سوارز و گروه وي مي خواهند اين طرح را به صورت آزمايشي در درياچه نمك "واكر" در نوادا واقع در آمريكا اجرا كنند.
هزينه راه اندازي اين سيستم ناچيز خواهد بود زيرا اين سامانه با استفاده از انرژي تجديد پذير نور خورشيد، حرارت لازم را در انتهاي يك بركه جمع و از آن براي تامين انرژي بيشتر قسمت هاي خود استفاده مي كند.

ترانسفورماتور

منبع :http://chemiphysic.blogfa.com/8807.aspx      

گرم شدن زمین

 

 طي هفته‌هاي اخير در محافل اينترنتي و در ايميل‌هاي گروهي، داستاني قديمي كه روزنامه گاردين درباره طرحي عجيب منتشر كرده بود، دست به دست مي‌چرخيد و با اين‌كه چند سالي از اصل مطلب گذشته بود، اما پرسش‌هاي بسياري را به وجود آورد.

اين مقاله اشاره به طرحي مي‌كرد كه برخي مهندسان و دانشمندان فضايي براي مواجه با مشكل گرم شدن زمين از يك سو و از سوي ديگر براي نجات زمين در زماني كه خورشيد تبديل به غولي عظيم مي‌شود ارائه و پيشنهاد كرده بودند با استفاده از نيروي دنباله‌دارها و سيارك‌ها مدار زمين را تغيير دهند و آن را جابه‌جا كنند. آيا چنين چيزي ممكن است؟ آيا مي توان سياره را جابه‌جا كرد؟ اين مقاله نگاهي به اين طرح و مشكلات آن و واقعيت‌هايي درباره آينده زمين دارد.

همه مي‌دانيم زمين بر اثر فعاليت‌هاي بشر و بويژه سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي كه موجب آزاد شدن حجم انبوهي از گازهاي گلخانه‌اي مي‌شوند، شاهد افزايش دماي ميانگين خود بوده است. پديده‌اي كه به گرمايش جهاني موسوم شده است و دانشمندان آن را يكي از مهم‌ترين و جدي‌ترين خطرهايي مي‌دانند كه نژاد بشر در طول تاريخ حضورش روي سياره زمين با آن مواجه شده است. بسياري از فعالان محيط زيست و دانشمندان، طرح‌هاي گوناگوني را براي فرار از اين مشكل ارائه كرده‌اند. اين مساله اگر مهار و كنترل نشود مي‌تواند طي 2 تا 5 دهه آينده چهره سياره ما را تغيير دهد و حتي موجب انقراض نسل‌هاي عظيمي شود كه در نهايت دامن انسان را نيز خواهد گرفت، اما اگر بتوانيم از اين خطر كوتاه مدت عبور كنيم، در آينده‌اي بسيار دورتر با فاجعه‌اي بزرگ‌تر مواجه خواهيم شد. خورشيد ما با به پايان رساندن سوخت هيدروژني خود از رشته اصلي ستاره‌ها (بخشي از زندگي خود كه در آن مشغول سوزاندن هيدروژن و توليد انرژي بر اثر فرآيند همجوشي هسته‌اي هستند) خارج شده و طي فرآيندي آشوبناك به غول سرخي تبديل مي‌شود كه در آن دوره كه حدود 4 ميليارد سال آينده رخ مي‌دهد، زمين را برشته خواهد كرد. چند سال پيش گروهي از مهندسان ناسا و دانشمندان، طرحي بلندپروازانه را براي رهايي زمين از هر دوي اين مشكلات ارائه كردند كه مقاله روزنامه گاردين نيز همين طرح را توصيف كرده بود.

اين گروه براي نجات زمين به يكي از اصول ساده معادلات پرتابه‌ها پناه برده بودند. اين روزها بسياري از سفاين فضايي كه عازم مقاصد گوناگون در منظومه شمسي هستند بخشي از نيروي پيشران خود را از سياره‌ها مي‌گيرند. در واقع مانوري با نام مانور قلابسنگ باعث مي‌شود پرتابه مورد نظر با عبور در مداري مشخص از نزديكي سياره و دريافت بخشي از انرژي آن، اندازه حركت خود را افزايش دهند و در عوض اندكي از اندازه حركت سياره مي‌كاهد. با توجه به جرم كم پرتابه در برابر سياره اين افزايش اندازه حركت براي پرتابه منبعي براي پيش رانش مي‌شود در حالي‌كه تاثيري چشمگير روي سياره نخواهد داشت. حال تصور كنيد به جاي آن‌كه سفينه‌اي كوچك از كنار زمين عبور كند جرمي به مراتب بزرگ‌تر، مثلا دنباله‌داري غول‌پيكر يا سياركي بزرگ به طور كنترل شده از كنار زمين عبور كند و همين اتفاق را تكرار كند در اين صورت و اگر عبورهاي به طور مكرر تكرار شوند، سرعت چرخش زمين در مدار خود به دور خورشيد كاهش مي‌يابد و براساس قوانين مداري براي آن‌كه مدار خود را پايدار كند به منطقه‌اي دورتر رانده مي‌شود؛ جايي خنك‌تر كه عمر زمين را مي‌تواند هنگام تبديل خورشيد به غول سرخ نيز اندكي در حد چند ميليارد سال ناقابل افزايش دهد.

ايده‌پردازان پيشنهاد كرده بودند با نصب راكت‌هاي ويژه‌اي روي سطح سيارك‌ها و دنباله‌دارهايي كه از دوردست‌هاي منظومه شمسي به ديدار خورشيد مي‌آيند، آن را در مسيري كنترل شده قرار دهند تا با عبور از زاويه‌اي مشخص و تعيين شده بدون آن كه در دام گرانش زمين افتاده و با زمين برخورد كنند، اين مانور را انجام دهند.

زمين بر اثر فعاليت‌هاي بشر و بويژه سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي كه موجب آزاد شدن حجم انبوهي از گازهاي گلخانه‌اي مي‌شود، شاهد افزايش ميانگين دماي خود بوده است

ظاهر طرح اگرچه به نظر ساده مي‌آمد؛ اما در عمل با ده‌ها مشكل مواجه بود. يكي از مسائلي كه در اين طرح بدان توجه نشده بود، وضعيت ماه در اين تغيير مدار بود. با تغيير مدار زمين، مدار ماه نيز دچار آشفتگي مي‌شود و احتمال فراوان وجود دارد كه ماه براي هميشه از مدار زمين فرار كند و شب‌هاي زمين را تيره بگذارد؛ ولي اين موضوع در برابر مشكلات ديگر چيز مهمي به حساب نمي‌آمد. مشكل بزرگ ديگري كه پيش روي اين طرح وجود دارد، به شكار دنباله‌دارها و سيارك‌ها مربوط مي‌شود.

در دوران ما، يكي از خطرهاي بالقوه ولي بسيار مصيبت‌باري كه زمين را تهديد مي‌كند، احتمال برخورد سيارك و دنباله‌دارها با زمين است. چنانچه چنين برخوردي كه به گفته محققان پيش از اين نيز بارها رخ داده و حتي مظنون اصلي در انقراض نسل دايناسورها به شمار مي‌رود، بار ديگر رخ دهد، بخش بزرگي از تمدن از ميان خواهد رفت و اگر ابعاد جرم برخوردكننده بزرگ باشد، شايد كل نسل انسان را نيز نابود كند. به همين دليل ناسا و ديگر سازمان‌هاي پيشروي فضايي، طرح‌هاي متعددي را براي بررسي اجرامي كه از نزديكي زمين عبور مي‌كنند، مطرح كرده‌اند؛ طرح‌هايي مانند NEAR و NEAT هستند؛ اما همه اين طرح‌ها از يك مشكل مشترك رنج مي‌برند، اين كه معمولا طرح‌ها تنها زمان كوتاهي پيش از عبور آن جرم از نزديكي زمين مي‌توانند آن را شناسايي كنند. در اين حال هيچ شانسي براي انجام عمل دفاع موثر باقي نمي‌ماند. برخلاف فيلم‌هاي هاليوودي در صورت بروز چنين رويدادي، كاري از انفجارهاي هسته‌اي يا سفينه‌هاي نجات زمين برنمي‌آيد؛ چراكه براي منحرف كردن مسير يك دنباله‌دار شما به سال‌ها وقت و فناوري نياز داريد كه هنوز وجود ندارد.

يكي از ايده‌ها، پوشاندن يا رنگ كردن سطح دنباله‌دار با جسمي است كه ضريب بازتاب متفاوتي داشته باشد تا نور خورشيد بتواند آن را منحرف كند؛ اما اين كار زماني موفق مي‌شود كه شما چند هزارسالي فرصت داشته باشيد كه نداريد. حالا فرض كنيد ما به پيشراني دست يافته باشيم كه بتواند سياركي را كنترل كند. چگونه بايد آن را در زمان مناسب به دنباله‌دار رساند و روي آن سوار كرد؟ اگر به فرض همه اين مراحل با موفقيت انجام شود، كافي است يكي از پيشران‌هاي فرضي، تنها كسري از ثانيه ديرتر يا زودتر از محاسبات روشن شوند و يا اثر يكي از اجرام كوچك منظومه شمسي كه در راه اين دنباله‌دار يا سيارك قرار دارد، محاسبه نشده باشد تا اين جرم به جاي عبور از كنار زمين با آن برخورد كند.

چنين مشكلاتي باعث مي‌شود چنين طرحي در زمره طرح‌هاي علمي تخيلي قرار بگيرد و براي خنك كردن زمين بيشتر به فكر اهرم‌هايي بود كه با مشاركت مردم و دولت‌ها و استفاده درست از منابع در دسترس وجود دارد.

البته يك واقعيت ديگر نيز وجود دارد؛ هم‌اكنون نيز زمين در حال دور شدن از خورشيد است. بله تعجب نكنيد. براساس تحقيقات يك گروه بين‌المللي، زمين به طور متوسط در هر سال 15 سانتي‌متر از خورشيد دور مي‌شود كه البته عدد بزرگي به شمار نمي‌رود؛ اما دليل آن مورد مناقشه قرار دارد. گروهي از دانشمندان ژاپني، يكي از بهترين توضيحات را در اين زمينه ارائه كرده‌اند و معتقدند تغييرات نيروهاي كشندي كه در سيستم زمين و ماه باعث دور شدن ماه از زمين مي‌شوند، موجب دور شدن زمين از خورشيد نيز مي‌شوند. البته اين دور شدن بسيار ناچيز است و ربطي به طرح تخيلي محققان ندارد و دردي از گرمايش زمين هم دوا نمي‌كند و براي اين موضوع خود ما انسان‌ها كه اين مشكل را درست كرده‌ايم، بايد فكري براي حل آن كنيم.

مواد جدید

به گزارش سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو،فريبرز توانگريان مجري طرح  گفت:"در پژوهشي توانستيم پودر فورستريت نانوكريستالي را با روش فعال‌سازي مكانيكي با استفاده از تالك و كربنات منيزيم سنتز كنيم."

 

فورستريت از جمله موادي است كه در صنايع ليزري بسيار كاربرد دارد.
وي افزود:اين ماده با روش‌هاي مختلفي از جمله واكنش حالت جامد MgO و SiO2، روش پيش‌ماده پليمري، حرارت‌دهي پودرهاي مخلوط آماده شده به روش آلكوكسي و روش سل- ‌ژل تهيه مي‌شود.
وي اضافه كرد: با توجه به اينكه در حين ساخت فورستريت، جلوگيري از تشكيل انستاتيت(MgSio3) و MgO بسيار مشكل است و حرارت‌دهي در محدوده 1200 تا 1600 درجه سانتي‌گراد براي به دست آمدن ساختار فورستريتي ضروري است و همچنين حضور انستاتيت در نسوزهاي فورستريتي آثار مخربي را به دنبال دارد، بنابراين يافتن روشي براي پرهيز از توليد اين مواد، امري ضروري به نظر مي‌رسد.
به گفته وي ، هدايت الكتريكي بسيار پايين فورستريت، آن را به يك ماده عالي براي كاربرد در صنايع ليزري تبديل كرده است. علاوه بر اين، فورستريت به دليل نقطه ذوب بالا به عنوان نسوز به كار مي‌رود و انبساط حرارتي پايين و پايداري شيميايي مناسبي دارد.
اين دانشجوي كارشناسي ارشد دانشگاه صنعتي اصفهان افزود: استفاده از تالك به عنوان يك ماده اوليه بسيار ارزان قيمت به كاهش قيمت تمام شده مي‌انجامد.
وي اظهار داشت: از آنجايي كه توليد فورستريت تك‌فاز بسيار مشكل و پرهزينه است، بنابراين هدف اصلي از اين پژوهش ارائه روشي ساده، اقتصادي و كنترل شده براي توليد پودر فورستريت نانوكريستالي تك‌فاز از پودرهاي تالك و كربنات منيزيم بوده است.
اين ماده مي‌تواند در صنايع نسوز، توليد سراميك‌ها، صنايع ليزر، صنايع الكترونيك و به عنوان يك ماده جديد در صنايع پزشكي و مهندسي بافت بسيار موثر باشد.
جزئيات اين پژوهش كه با همكاري دكتر رحمت‌الله عمادي انجام شده، در مجله Journal of Alloys and Compounds (جلد 485، صفحات 648–652، سال 2009) منتشر شده است

proof of archimedes'principle اثبات قانون ارشمیدس

سرعت نور شكسته شد

 فيزيك اخترشناسان دانشگاه تگزاس با مطالعه بر روي پالسار يا تب اختري در فاصله 10 هزار سال نوري از زمين متوجه شدند امواج راديويي تابش يافته شده از اين تب اختر با سرعتي بيشتر از سرعت نور در فضا سفر مي كنند.
تب اختران بقاياي ستاره اي مرده هستند كه بسيار مغناطيسي بوده و با سرعتي بالا در گردشند. عبور از سرعت نور و يا حركت با سرعتي بيش از سرعت نور نيز تا كنون يكي از غير ممكنهاي هميشگي بشر بوده است كه اين حصار با كشف چنين پديده هاي كيهاني به آرامي در هم شكسته مي شود.

اينشتين در گذشته نظريه اي مبني بر امكان حركت سريعتر از نور ارائه كرده بود كه بر اساس آن درصورتي كه پديده اي خالي از اطلاعات باشد مي تواند سريعتر از نور حركت كند. اين قانون فيزيكي در آزمايشهايي كه بر روي زمين شكل گرفته اند به اثبات رسيده است.

با اين حال تب اختر فوق سريع در نوع خود اولين نمونه اي است كه تا به حال در خارج از سياره ديده شده است. چه امواج آن حاوي اطلاعات باشند يا نه، اين پديده به موضوعي جدي براي مطالعه اخترشناسان تبديل شده است.

بر اساس گزارش يونيورس تودي، اخترشناسان بر اين باورند گاهي اوقات سرعت امواج راديويي اين تب اختر در اثر عبور از ميان ابرهاي هيدروژني غني به دست به وجود مي آيد زيرا اين ابرها باعث افزايش طول موج الكترومغناطيسي امواج مي شوند.

القای الکتریکی

سطح شیب دار

- سطح شیب دار

هر سطحی که با سطح افق زاویه ای کوچکتر از 90 درجه بسازد, سطح شیب دار است.

به وسیله سطح شیب دار می توانیم یک جسم سنگین را با وارد کردن نیرویی کوچک تر از وزن آن, به داخل کامیون منتقل می کنیم.

در این صورت به کمک یک نیروی کم اما در مسافتی طولانی, جسمی را به سمت بالا حرکت می دهیم.

اگر بخواهیم جسمی را در راستای قائم بلند کنیم باید نیرویی برابر وزن جسم (mg) به آن وارد کنیم ولی با استفاده از سطح شیب دار و با چشم پوشی از اصطکاک نیرویی کم تر از نیروی وزن (mgsinΘ) لازم است تا جسم را از سطح زمین بالا برد.

نکته: هر چه زاویه سطح شیب دار کوچک تر باشد نیروی کم تری برای بالابردن جسم لازم است در نتیجه طول سطح شیب دار نسبت به ارتفاع آن بیش تر خواهد شد.

 

 نکته1: در سطح شیب دار, طول سطح (L) جابه جایی نیروی محرک (d_E) و ارتفاع سطح (h) جابه جایی نیروی مقاوم (d_R) خواهد بود. هرگاه نیروی محرک به اندازه طول سطح شیب دار (L) جابه جا شود, نیروی مقاوم به اندازه ارتفاع سطح شیب دار (h) جابه جا خواهد شد.

d_E = L    ,     d_R = h

 

نکته2: برای آنکه بخواهیم سینوس یک زاویه را به دست آوریم از راه زیر استفاده می کنیم.

 

مزیت مکانیکی کامل سطح شیب دار از رابطه زیر به دست می آید.

 

با توجه به رابطه ی h=Lsin Θ داریم:

 

توجه: چون در عمل همیشه مقداری نیروی اصطکاک وجود دارد. بنابر این برای بالابردن جسم بر روی سطح شیب دار نیرویی بیش تر از mgsin Θ لازم است و مقدار نیروی محرک واقعی از رابطه ی زیر به دست می آید.

واقعي E = mgSinΘ + f(نيروي اصطكاك)

 

گوه:

یک سطح شیب دار متحرک است و معمولا از دو سطح شیب دار ساخته شده است. نوک تبر, قیچی, چاقو و هر وسیله تیز و برنده گوه است. یکی از کاربردهای گوه شکاف دادن تنه درختان است.

وقتی با پتک به گوه نیرو وارد می شود, گوه به جلو رانده می شود در نتیجه از طریق سطوح جانبی گوه, نیروی بزرگتری به هر طرف شکاف وارد می شود.

 

نکته1: طول گوه جابه جایی نیروی محرک و ضخامت گوه, جابه جایی نیروی مقاوم است.

نکته2: طول گوه را با L ضخامت گوه را با t نشان می دهند.

d_E = L  ,  d_R = t

 

مزیت مکانیکی کامل گوه:

 

نکته: هر چه طول گوه نسبت به ضخامت گوه بیش تر باشد, یعنی گوه نازک تر باشد, مزیت مکانیکی کامل آن بیش تر است.

 

پیچ:

سطح شیب داری است که دور یک میله پیچیده شده است.

 

به هر بر آمدگی پیچ یک دنده می گویند.

فاصله ی دو برآمدگی یا دو فرو رفتگی پیچ را پای پیچ می گویند.

پای پیچ با حرف P نمایش داده می شود.

هرگاه محیط پیچ یک دور کامل بچرخد پیچ به اندازه فاصله یک دنده تا دنده دیگر (پای پیچ) جابه جا می شود.

نکته: محیط پیچ جابه جایی نیروی محرک و پای پیچ, جابه جایی نیروی مقاوم است.

مزیت مکانیکی کامل پیچ از رابطه زیر به دست می آید.

 

نکته: از پیچ های استوانه ای برای اتصال قطعات فلزی و از پیچ های نوک تیز برای اتصال قطعات چوبی استفاده می شود.

از ترکیب پیچ و گوه, مته به وجود می آید.

 

چگونه می توان از ماشین های ساده کمک بیش تری گرفت؟

1- با ایجاد تغییراتی در آن ها

2-با ترکیب کردن آن ها

 

هنگامی که دو یا چند ماشین ساده با هم ترکیب شوند و ماشین جدیدی را به وجود آورند, ماشین مرکب یا پیچیده ساخته می شود.

مثال: از ترکیب گوه و اهرم, قیچی ساخته می شود.

 

مزیت مکانیکی ماشین های مرکب:

در ماشین های مرکب مزیت مکانیکی کل دستگاه را می توان از حاصل ضرب مزیت مکانیکی ماشین های ساده سازنده آن به دست آورد.

ِA=A₁� A₂� A₃ׅ..کامل

 

مثال: در شکل زیر با صرف نظر از اصطکاک

الف) مزیت مکانیکی کامل دستگاه را محاسبه کنید.

 

ب) اگر نیروی محرک 400 نیوتن باشد بر چه نیروی مقاوم می توان غلبه کرد؟

 

با چشم پوشی از اصطکاک:

مزیت مکانیکی کامل دستگاه و مزیت مکانیکی واقعي با یکدیگر برابر هستند پس 6= A كامل = A واقعي