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

بور

رنگین کمان چیست ؟

دانشمندان دانشگاه توسان در بالتیمور با استفاده از یک عدسی ساده و صفحه‌ای شیشه‌ای، موفق شدند رنگین‌کمان را به دام بیاندازند و به یکی از آرزوهای دیرین انسان جامه عمل بپوشانند .

                  

در ادامه در باره ی رنگین کمان بیشتر میدونیم..بریم به ادامه ی مطلب..

 

این تکنیک جدید که توسط ورا اسمولیانوا و همکارانش ابداع شده، ذخیره و نقل و انتقال اطلاعات را از طریق نور ساده‌تر خواهد کرد و شرایط را برای استفاده حداکثری از محاسبات و ارتباطات نوری فراهم خواهد نمود. فناوری نوری از فناوری‌های رایج فعلی در علوم ارتباطات رایانه‌ای و شبکه سریع‌تر است، اما دشواری فرآیند تبدیل نور به جریان الکتریکی و بالعکس، مهم‌ترین ویژگی منفی آن است.

در سال 2007 / 1386، اورتوین هس از دانشگاه ساری در انگلستان و همکارانش پیشنهاد دادند که پرتوهای نور را درون یک موج‌بر مخروطی به‌دام بیاندازند. این موج‌برها، ساختارهایی هستند که پرتوها

رنگین‌کمان چیست؟رنگین‌کمان یکی از زیباترین پدیده‌های جوی است که می‌توان در روزهای بارانی منتظر آن بود. این پدیده هنگامی روی می‌دهد که پرتوهای سفیدرنگ خورشید در ارتفاع بالا به ریزقطرات کروی‌شکل باران برخورد می‌کنند و با تجزیه به طیف‌های نور مریی (همان اتفاقی که در منشور روی می‌دهد) و بازتاب درون قطره، از آن خارج می‌شوند.

برای این‌که فردی بتواند رنگین‌کمان را ببیند، باید پشت به خورشید و رو به باران بایستد تا پرتوهای تجزیه‌شده و بازگشتی رنگین‌کمان را ببیند. در این حالت، فرد پرتوهایی در شش رنگ بنفش، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز را می‌بیند که با تقارن کروی به چشم او می‌رسند. چشم با امتداد دادن این پرتوها، کمان‌هایی شش رنگ را در آسمان تداعی می‌کند که همان رنگین‌کمان است.

ی نور را در امتداد طول خود منتقل می‌کنند. برای ساخت این موج‌بر از متامتریال استفاده شده، موادی متشکل از مدارهای الکترونیکی که می‌تواند پرتوهای نور را با شیب‌های تند منحرف کند.

ایده اصلی کار، این است که با باریک‌تر شدن موج‌بر ، پرتوهای نور نیز درمقابل مجبور شوند در نقاطی بسیار باریک‌تر متوقف شوند. این کار باتوجه به یکی از ابتدایی‌ترین اصول امواج قابل انجام است: هیچ موجی نمی‌تواند از حفره‌ای کوچک‌تر از نصف طول‌موجش عبور کند.

البته معروف است که رنگین‌کمان 7 رنگ دارد، درحالی‌که این، اشتباهی تاریخی است. وقتی آیزاک نیوتن برای نخستین بار، پرتوهای خورشید را از درون منشور عبور داد و طیف تجزیه‌شده نور را بدست آورد، همین شش رنگ را دید؛ اما از آنجاکه در آن روزگار 7 عدد مقدسی بود، ترجیح داد رنگ نیلی را بین بنفش و آبی قرار دهد و با هفت رنگ ساختن طیف نور، توجه عمومی بیشتری را متوجه این پدیده سازد!

رنگین‌کمان وجود خارجی ندارد؛ یعنی شما نمی‌توانید رنگین‌کمانی را بگیرید، یا پرده‌ای برای نمایش آن برپا کنید، یا در محل آن فیلم عکاسی قرار دهید و اثرش را روی فیلم ثبت کنید. هر قدر تلاش کنید به رنگین کمان نزدیک شوید، رنگین‌کمان نیز به همان اندازه از شما دورتر می‌شود و همیشه در فاصله‌ای ثابت از شما باقی می‌ماند. به همین دلیل است که تاکنون کسی موفق نشده بود رنگین‌کمان را به دام بیاندازد.

روی کاغذ جواب می‌دهد، اما انجام آن توسط متامتریال‌ها به یک رویا تبدیل شده بود. اما از قرار معلوم، ورا اسمولیانوا از دانشگاه توسان در مریلند بالتیمور و همکارانش توانسته‌اند با استفاده از یک عدسی محدب، توانسته‌اند این موج‌بر مخروطی را بسازند و رنگین‌کمانی از نور را به‌دام بیاندازند.

آنها یکی از سطوح عدسی 4.5 میلی‌متری خود را با لایه‌ای 30 نانومتری از طلا پوشاندند و عدسی را از سطح طلادارش روی یک سطح شیشه‌ای صاف که آن‌نیز با لایه‌ای از طلا پوشانده شده بود، قرار دادند. بدین ترتیب، فضای بین عدسی و سطح شیشه‌ای، لایه‌ای از هوا بود که ضخامت آن در لبه‌ها (جایی که لبه دو عدسی روی هم قرار می‌گرفت) به صفر می‌رسید و می‌توانست کار موج‌بر مخروطی را انجام دهد.

وقتی لیزر چندطیفی را از انتهای باز این مجموعه به داخل تاباندند، منظره جالبی به وقوع پیوست. اسمولیانوا با میکروسکوپ از بالا به عدسی نگاه کرد و مجموعه‌ای از حلقه‌های رنگارنگ رنگین‌کمانی را درون آن دید، گویی رنگین‌کمانی داخل این قفس شیشه‌ای به دام افتاده است.

اسمولیانوا این پدیده را چنین توضیح می‌دهد: «پرتوهای سبز که طول‌موج کوتاه‌تری دارند، در نقطه‌ای به دام افتادند که موج‌بر بیش از اندازه برای عبور این پرتوها باریک شده بود. اما پرتوهای قرمز که طول‌موج بلندتری دارند، در فاصله‌ای دورتر به دام افتادند، جایی‌که ضخامت موج‌بر بسیار بیشتر بود. پرتوهای زرد و نارنجی هم بین این دو به دام افتاده بودند، چراکه طول‌موج آنها بین این دو مقدار است».