الفبای فیزیک

الفبای فیزیک - نیروها  

نیروها.......... ماهمواره بااعمالی مانند کشیدن،هل دادن وبلندکردن یک جسم سروکارداریم.این عمل کشیدن یا هل دادن یک جسم،نیرونامیده می شود. نیرو را بر حسب نیوتن N اندازه می گیرند .

                                        

بردارهای نیرو...
یکی از روش هایی که می توان از آن برای نمایش نیروها بهره برد،رسم برداراست. یــک بـردار نـیرو، پاره خطی جهتدار است،که ابتدای آن از نقطه ی اثر نـیرو شروع می شود.طول این پاره خط ،اندازه ی نیـرو و فلش آن ، جهت نیـرو را نـشان می دهد. نیرو های واکنش ...
هنگامی که شما با نیرو بر یک سطح فشار وارد می کنید، آن سطح نیز نیرویی را که سطح بر شما وارد می کند،نیروی واکنش و نیرویی را که شما بر سطح وارد می کنید ، نیروی کنش(عمل) می نامند. قانون سوم نیوتون... برای هر کنشی یک واکنش مساوی و مخالف ان وجود دارد. نیروی گرانشی(ثقل(
میان دو جسم دلخواه ،نیروی کوچکی وجود دارد که موجب می شود آن دو جسم به طرف هم کشیده شوند.اگر اجسام مورد نظر زمین باشد ، این نیرو قابل توجه خواهد بود.ما(جسم1)در هر جای زمین(جسم2) که باشیم، نیرویی نسبتا قوی ما را به طرف سطح زمین می کشد.ما این نیروی کشش رو به پایین را نیروی گرانشی می نامیم. وزن نیرویی که از طرف زمین به یک جسم وارد می شود و آن را به طرف خود می کشد، وزن جسم نامیده می شود.آن را بر حسب نیوتون اندازه گیری می کنند.اگر زمینی نباشد که جسم را به طرف خود بکشد، جسم نیز وزن نخواهد داشت.اما همچنان جرم خواهد داشت. مزاحمت نیروی اصطکاک احساس نیروی اصطکاک ــ اگر انگشت خود را بر روی پشت دستتان بمالید ،نیروی اصطکاک را (گرما)بر روی پوست دستتان احساس خواهید کرد. مفید یا مزاحم بودن اصطکاک ــ وقتی که نیروی اصطکاک اعمال می شود ، می تواند برایمان مفید باشد ویا موجب اذیت وآزارمان شود. مثلاً نیروی اصطکاک این امکان را به ما می دهد که دوچرخه را به حرکت درآوریم امّا از طرف دیگه ، رکاب زدن را برایمان مشکل می کند. اصطکاک مخالف حرکت ــنیروی اصطکاک وارد بریک جسم همواره با نیرویی که سعی می کند جسم را به حرکت درآورد یا آن را درحالت حرکت نگه دارد ، مخالفت می کند. اندازه گیری نیروها
یکی از راههای اندازه گیری نیرو ، استفاده از یک نیروسنج یا نیوتون سنج است. یکای اندازه گیری نیرو نیوتون نام دارد. اندازه گیری میزان کشش اجسام... میزان کشش اجسام به جنس ونیرویی که به آنها وارد می شود ، بستگی دارد وقابلیّت کشش برخی از آنها نسبت به بقیه بیشتر است. قانون هوک...
بنا به قانون هوک ، افزایش طول اجسام با نیروی وارد بر آنها نسبت مستقیم دارد. نمودار نیروی وارد بر آن ، بر حسب افزایش طول آن ، به صورت یک خط راست در می آید که از مبدأ مختصات مگذرد. حد کشسانی (الاستیک) ــاجسام اگر بیش از حد معینی کشیده شوند ،نمودار نیرو بر حسب طول ، به صورت خط راست در نمی آید .در این حالت ، اگر نیروی وارد بر جسم را حذف کنیم ، جسم به شکل اولیة خود بر نمی گردد. این حد معین را حد کشسانی (الاستیک)می نامند. نیروهای متعادل
اثر چر خشی یک نیرو...
اجسام می توانند حول یک محور بچرخند. نیروی وارد بر جسم باید تا حدی از محور فا صله دا شته باشد. اثر چر خشی یک نیرو را گشتاور نیرو می نامند که مقدار آن برابر است با:حاصلضرب نیرو در فاصلةعمودی نیرو تا نقطة اثر آن. گشتاورهای متعادل اگر چند نیرو بر یک جسم اثر کند ، می توان گشتاور نیروهایی را که جسم را در جهت ساعتگرد می چرخانند با هم جمع کرد و یک گشتاور کل در جهت سا عتگرد به دست آورد. اگر جسم در حال تعادل با شد، این گشتاور به دست آمده با گشتاور کلی که در جهت خلاف ساعتگرد اعمال می شود، برابر خواهد بود. اندازه گیری حرکت
اندازه گیری حرکت...
برای اندازه گیری فواصل زمانی، همواره باید از یک زمان سنج استفاده کرد.در این زمان سنج هنگامی که نوار کاغذی از زیرهرم مرتعش این زمان سنج می گذرد، نقاطی بر روی آن چاپ می شود. این زمان سنج همیشه50 نقطه در هر ثانیه بر روی نوار کاغذی چاپ می کند . بنابراین با شمردن تعداد نقطه ها، می توان مقدار گذشت زمان (بازه زمانی) را حساب کرد. تندی تندی یک جسم ، برابر با مسافتی است که جسم در یک ثانیه (یا یک ساعت) طی می کند. تندی یک جسم را می توان از معادلة زیر حساب کرد:زمان/مسافت=تندی . تندی را بر حسب مایل بر ساعت ، یا کیلومتربر ساعت ، یا متر بر ثانیه ، یا سانتی متر بر ثانیه اندازه می گیرند. تندی و زمان...
ما در مسیری که طی می کنیم ، بازگشت زمان ، تندی ما نیز تغییر می کند . اغلب مهم است که بدانیم در هر لحظه با چه تندیی حرکت می کنیم . سرعت سنج اتومبیل ، تندی لحظه ای را نشان می دهد . این سرعت سنج در زمان های (7،...،1،0)ثانیه تندیهایی را که نشان می دهد،به ترتیب برابر0،6،12،18، 18،18،9 و0 متر بر ثانیه است. با توجه به زمان تندیهای داده شده ، می توان نمودار سرعت اتومبیل را رسم کرد. سرعت ...
سرعت، تندیی است دریک جهت معین (یعنی سرعت دو قسمت دارد تندی وجهت). جابجایی مسافتی است که دریک جهت معین توسط جسم متحرک طی می شود. جمع سرعت ها...
مثلاً سرعت یک هاورکرافت مجموع دو سرعت است. اگر سرعت موتور4متر بر ثانیه وسرعت باد 3متر بر ثانیه باشد ، سرعت هاورکرافت می تواند 1 متر بر ثانیه یا 7 متر بر ثانیه محاسبه گردد، که مقدار هر یک از این سرعتها به جهت باد بستگی دارد. نیرو و حرکت
نیرو به دو روش بر حرکت اجسام تأثیر می گذارد :

(1)اگر جسم سا کن با شد ، سا کن می ما ند واگر متحرک باشد ، با سرعت ثابتی به حرکت خود ادامه دهد.

(2)همواره یک نیروی نا متعادل ( نیروی بر آیند ) شتاب ایجاد می کند. نیرو وشتاب
قانون دوم نیوتون دربارة حرکت ... شتاب یک جسم با نیروی وارد بر آن متناسب است. این امر موجب می شود که جرم جسم ضریب ثابتی باشد و تغییر نکند . محاسبة شتاب ...
با استفاده از معادلة S=1/2at^2 ،شتاب (a) را حساب کنید. زمان لازم برای چاپ 50 نقطه یک ثانیه است. بنا براین ، a=2s می شود. معادله ای برای قانون دوم نیوتون ... شتاب×جرم= نیرو

F=m a اندازه حرکت
وقتی توپ را در حال حرکت را متوقف کنیم ، ضربهای احساس می کنیم. زیرا توپ اندازه حرکت دارد ومقدار آن برابر «سرعت توپ×جرم توپ» است. اندازه حرکت کسب شده = ضربه اندازه حرکت کسب شده = زمان× نیرو مدت زمانی که نیرو اثر می کند/اندازه حرکت = نیرو و به طور کلی، آهنگ تغییر اندازه حرکت =نیرو رابطةاخیر، شکل دیگر قانون دوم نیوتون است. فشار
مقدار نیروی وارد بر سطح 1m^2 ، فشار نامیده می شود.

P=F/A یا مساحت/ نیرو = فشار فشار در مایعات
آب در داخل آکواریوم به طور تعجب آوری سنگین است و حتی سنگین تر از مقداری که فکرش را می کنید. وزن آب آکواریوم به طرف پایین بوده وفشاری بر ته مخزن وارد می کند. شما می توانید با تقسیم کردن وزن آب بر مساحت ته مخزن، این فشار را حساب کنید. معادله ای برای فشار مایعات...
فشار درون یک مایع برابر است با مساحت تقسیم بر نیرو ، که در آن نیرو عبارت است از وزن مایعی که بالای مساحت مورد نظر قرار دارد. فشار از طریق مایعات منتقل می شود
تلمبة دو چرخهای را پر از آب کرده وانگشت خود را روی سوراخ انتهایی آن قرار دهید. اکنون سعی کنید که با فشار دادن دستة تلمبه، آب داخل آن را متراکم کنید. حجم آب داخل تلمبه کمتر نمی شود ونیرویی که به دستة تلمبه وارد می کنید از طریق آب به انگشت شما وارد می شود. فشار سنج مانومتر
مانومتر لولة U شکلی است که حاوی مایع است و برای اندازه گیری فشار گاز به کار می رود. مخزن گاز از طریق لولة رابط به لولة Uشکل وصل است. فشار گاز در یک شاخة لولة U موجب پایین رفتن مایع و در شاخة دیگر موجب بالا رفتن آن می شود تا آنکه فشار مایع با فشار گاز به حالت تعادل درآید. فشار گاز را با اندازه گیری اختلاف ارتفاع مایع در دو ستون (بر حسب سانتیمتر یا متر ) تعیین می کنند. بارومتر فلزی
بارومتر (جو سنج ) وسیله ای است که فشار جو را اندازه می گیرد. در یک جو سنج فلزی از یک قوطی فلزی نازک و دربسته ، که هوای داخل آن خارج شده است، استفاده می شود. اگر فشار هوا بالا برود، قسمت بالا و پایین قوطی اندکی به طرف داخل فرو می رود واهرمی که متصل به زنجیر است موجب حرکت عقربه می شود. هنگام کم شدن فشار هوا، قوطی توسط فنر محکمی به حالت اولیة خود بر می گردد.

 الفبای فیزیک - کار و گرما  

کار و گرما گرما نوعی انرژی است که از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل می شود. موتورهای حاوی گاز داغ ...
ما بدون « موتورهای گرمایی » نمی توانیم به نقاط دور دست مسافرت کنیم. در این موتورها از سوخت برای ایجاد گازهای داغ منبسط شده ودرنتیجه ایجاد حرکت، استفاده می شود. همچنین، این موتورها توان اتومبیلها وقایقها وموشکها را تأمین می کنند وژنراتورهای برق را راه اندازی می کنند. توربینهای بخار ...
در نیروگاهها به کمک توربینهای بخار، گرمای تولید شده را به انرژی الکتریکی ( برق ) تبدیل می کنند. در مرکز این توربینها چرخی قرار دارد که از یکسری پره تشکیل شده و به یک میلة گردان وصل است. درون دیگ، آب تحت فشار زیادی جوشیده وبخاری با فشار بسیار زیاد تولید می کند. این بخار با شدت به پره های توربین برخود کرده و موجب چرخش آنها می شود. در یک توربین بخار که با دقت طراحی وساخته شده باشد، تنها یک سوم انرژی بخار صرف چرخاندن پره ها می شود. موتورهای بنزینی ...
در موتورها ی بنزینی، دراثر یک انفجار، گاز بسیار داغی ایجاد می شود. این گاز به جای خروج از موتو، موجب حرکت یک پیستون می شود. در این نوع موتورها، مخلوطی از قطرات بنزین وهوا به عنوان سوخت موتور مورد استفاده قرار می گیرد. این مخلوط در داخل سیلنر ( استوانه ) توسط جرقةئ شمع منفجر می شود وگاز بسیار داغی تولید می کند. این گاز داغ، پیستون را به شدت به طرف پایین می راند. داخل یک موتور بنزینی معمولی چه اتفاقی می افتد ؟ …
پیستون یک موتور بنزینی چهار ضربه ای به ترتیب، به طرف پایین، بالا، پایین وبالا حرکت می کند. حرکت پیستون به طرف پایین وبالا یک ضربه نا میده می شود و هر ضربه اثر متفاوتی بر گازهای داخل سیلندر دارد. این ضربه ها به همین ترتیب و مدام تکرار می شوند. انبساط جامدات
چرا گرما جامدات را منبسط می کند ؟…
وقتی یک جسم جامد گرم می شود، مولکولهای آن با انرژی بیشتری ارتعاش می کنند وفاصلة مولکولها از یکدیگر نیز بیشتر می شود. در نتیجه، این جسم جامد در تمام جهات، اندکی بزرگتر ( منبسط ) می شود. جریانهای همرفتی ( جابجایی) انبساط وهمرفتی گرمایی ...
همرفت ، انتقال انرژی گرمایی توسط جریانهای مایع گرم ( یا گاز ) است. هنگامی که یک قطره از مایع گرم شود‌، منبسط شده وحجمش افزایش می یابد. البته مقدار ماده ( جرم آن ) تغییری نمی کند و در حجم منبسط شده پخش می شود. بنابراین چگالی یک مایع گرم کمتر از چگالی مایع سرد اطراف آن می شود. پس در یک ظرف محتوی مایع گرم وسرد، مایع سرد به طرف ته ظرف پایین خواهد رفت ومایع گرم بالا خواهد آمد. این مثال ساده، علت ایجاد جریان همرفتی را نشان می دهد. انبساط هوا
با گرم کردن هوا، انبساط آن وبا سرد کردن هوا، انقباض آن را خواهید دید. وقتی یک بادکنک را در داخل ظرف آب جوش قرار دهید، هوای داخل آن منبسط می شود ( حجم بادکنک زیاد می شود ) و وقتی از ظرف خارج کنید، سرد شده وهوای داخل آن منقبض می شود ( حجم بادکنک کم می شود ). اندازه گیری انبساط هوا ... وقتی که فشار گاز ثابت نگه داشته شود، حجم جرم معینی از گاز، متناسب با دمای کلوین آن است. به عبارت دیگر،

C مقدار ثابت = T دمای گاز بر حسب کلوین / حجم گاز V رسانش گرما
قطعه ای از سیم مسی را بر روی شعلة چوب کبریت نگهدارید. گرما سریعأ در سیم مسی منتقل می شود. با اینکه حرکت گرما دیده نمی شود اما وقتی که به انگشت شما می رسد آن را احساس می کنید. به این نوع انتقال انرژی گرمایی، رسانش یا هدایت گرمایی می گویند. آزمایش : آیا آب رسانای خوبی برای گرماست ؟
یک لولة آزمایش بلند را از آب سرد پر کنید وآن را بهصورت کج بر روی شعلة ملایم چراغ نگه دارید. مقداری پودر رنگی را بالای آب بریزید و وسط لولة آزمایش را بهآرامی حرارت دهید. بالا وپایین لوله را با دست لمس کنید تا دمای این دو نقطه را امتحان کنید. آیا هوا رسانای خوبی برای گرماست ؟
عایقهای گرمایی خوب، نظیر پرها، بلوز های پشمی و پلی استایرن دارای حفره های کوچک هوا هستند. این حفره های کوچک، رسانای بدی برای گرما هستند، و عایقهای بسیار مؤثری به شمار می روند.در دما در صحبتهای روزمره، اغلب می گوییم که « امروز هوا گرم است » یا « این چای سرد است ». اصطلاح علمی برای بیان میزان گرم بودن اجسام را دما می نامند. اندازه گیری دما
دماسنـجها طوری مدرج می شوند که دمـا را بر حسب درجـة سیلسیوس نـشان بدهند. یخ هـمیشه در دمـای یکسانـی ذوب مـی شـود کـه آن را صفر درجه سیلسیوس می نامند. بخار بالای آب در حال جوش در فشار معمولی نیز همیشه دمای یکسانی دارد که آن را 100 درجة سیلسیوس می نامند. این دو دما را بر روی یک دماسنج مشخص می کند وفاصلة بین آنها را به 100 قسمت تقسیم می کنند و هر قسمت را یک درجة سیلسیوس می گویند. دماسنجهای پزشکی ــ از دماسنجهای پزشکی برای اندازه گیری دمای بدن انسان استفاده می شود. دماسنجهای الکترونیکی ــ در دماسنجهای الکترونیکی از یک شاخص میله ای استفاده می شود، این شاخص، دما را به ولتاژ تبدیل می کند ودستگاه اکترونیکی، این ولتاژ را به صورت یک عدد نشان می دهد.

الفبای فیزیک - انرژی  

ذخیره انرژی به شکلهای مختلف ... انری ذخیره شده در اجسام را انرژی شیمیایی می نامند. انرژی ذخیره شده در اجسامی که درارتفاع بالایی قرار دارند ، انرژی گرانشی نامیده می شود. انرژی ذخیره شده در اجسام کشسان را انرژی کشسانی می نامند. انرژی پتانسیل
انرژی شیمیایی ، گرانشی وکشسانی می توانند توسط اجسام ذخیره شوند، این انرژیها که قابلیت انجام کار را دارند، انرژی پتانسیل نامیده می شوند. انرژی جنبشی
انرژی یک جسم متحرک را انرژی جنبشی می نامند. انرژیهای ذخیره شده می توانند موجب حرکت اجسام شوند. انواع دیگر انرژی
گرما، نور وصوت از انواع دیگر انرژی هستند که از جایی به جای دیگر منتقل می شوند. گرما انرژی را از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل می کند. نور انرژی را از لا مپها یا خورشید به نقاط دورتر منتقل می کند. صوت انرژی را از ارتعاشات یک جسم صدادار به نقاط دورتر منتقل می کند. انرژی الکتریکی نوع دیگری از انرژی است که می تواند به راحتی منتقل شود. تبدیلات بیشتر انرژی
انرژی می تواند به راحتی به نوع دیگر تبدیل می شود. انرژی ذخیره شده می تواند آزاد شده و به انرژیهایی تبدیل شود که برای ما کار مفید انجام دهند. در تبدیل انرژیها همیشه مقداری انرژی به صورت انرژی گرمایی به هدر می رود. منشأ انرژی کجاست ؟

1 - منبع انرژی روزانه … بخش اعظم انرژی روزانة مورد مصرف ما توسط نور خورشید تأمین می شود. ‌این انرژی باید به انواع دیگری از انرژی تبدیل شود تا بتوان از آن استفاده کرد. فوتوسنتز ــ گیاهان سبز انرژی نور خورشید را جذب کرده و آن را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند. فوتوسل ــ فوتوسل وسیله ای است که انرژی نوری را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

2 - منابع انرژی فسیلی ... نفت، زغال سنگ و گازهای طبیعی قسمت عمده ای از انرژی مورد نیاز ما را به صورت انرژی شیمیایی ذخیره شده تأمین می کنند.

3 - چند منبع انرژی دیگر ... مواد رادیو اکتیو (پرتوزا) ، به خصوص اورانیوم، منابعی از انرژی هستند که می توانند به گرما و الکتریسیته تبدیل شوند. هستة مذاب زمین مقدار زیادی انرژی گرمایی دارد و گاهی گرمای ن به سطح زمین نیز می رسد.

4 - انرژی حاصل از خورشید و ماه ... از جزر و مد دریاها که توسط حرکت خورشید و ماه ایجاد می شوند، می توان برای چرخاندن توربینها و تولید الکتریسیته استفاده کرد. پایستگی انرژی (بقای انرژی (
ماشـین کـوکی کوچـکی را در نـظر بـگیرید که فنـرش را کوک مـی کنیم و شتاب می گیـرد. انرژی کشسانی فنـر به انرژی جنـبشی و گرمـایی (که کمی ماشین را گرم می کند )تبدیل می شود. مجموع انرژی جنبشی و گرمایی ایجاد شده با مقدار انرژی کشسانی فنر (که آزاد می شود ) برابر است. یکای اندازه گیری انواع انرژی ژول (J) است. اگر فنر 20 ژول انرژی کشسانی را از دست بدهد، این 20 ژول انرژی باید بهصورت گرمایی و جنبشی ظاهر شود. بنابراین انرژی از بین نمی رود بلکه از نوعی به نوع دیگر تبدیل می شود. این اصل را که انرژی از بین نمی رود وتولید نیز نمی شود، بلکه از نوعی به نوع دیگر تبدیل می شود، « اصل بقای انرژی یا پایستگی انرژی » می نامند. انتقال انرژی کار ...
وقتی جسمی جا به جا می شود. در این حالت ، می گوییم که کار انجام داده ایم. درحین انجام کار، انرژی منتقل می شود. مقدار کار انجام شده را با را بطة زیر می توان بدست آورد : تغییر مسافت درجهت اعمال نیرو × نیرو = کار انجام شده غلبه بر نیری گرانش ...
برای انکه جسمی را از روی زمین برداریم باید کار انجام بدهیم. یعنی برای غلبه بر کشش گرانشی باید نیرویی مصرف کنیم و جسم را بالا ببریم. توان
یک شخص یا یک موتور قوی می تواند کار را سریعتر انجام بدهد. توان ( یا قدرت ) به عنوان کار انجام شده در ثانیه تعریف می شود و مقدار آن را می توان از معادلة زیرحساب کرد :

P =W/t یا زمان لازم برای انجام کار / کار انجام شده =توان مثال : اگر شخصی برای بلند کردن یک وزنه ، 800ژول کار را در مدت 10 ثانیه انجام دهد، می گوییم که توان بازوهای او برابر است با : وات 80 = ثانیه / ژول 80 =10 /800 . 0وات به جای ثانیه / ژول به کار می رود ). انرژی نوری نور حامل انرژی است ...
اجسامی که از خود نور گسیل میکنند را اجسام نورانی ( منیر) می نامند. اما اغلب اجسام نورانی نیستند و نمی توانند از خود نور گسیل کنند. این نوع اجسام را غیر نورانی ( مستنیر ) می نامند. ما اجسام غیر نورانی را به دلیل بازتابانیدن نور می توانیم ببینیم. نوری که اجسام نورانـی گسیل مـی کنند، با سرعت خیلی زیـادی ( Km/s 300000 ) از آنـها دور می شـود و انـرژی را مـانند موج الکترومغـناطیسی با خود مـنتقل می کند. برخی از مواد می توانند انرژی نوری را به انواع دیگر تبدیل کنند. در فیلمهای عکاسی برای ثبت تصویر از انرژی نوری استفاده می شود. ذره بین ...
یک عدسی می تواند تصویرهای متفاوتی را تشکیل بدهد. اگر یک عدسی را نزدیک چشم خود بگیرید و آن را روی شست خود کانونی کنید ( تنظیم کنید )، تصویر شست خود را به صورت مستقیم و بزرگتر خواهید دید. این نوع تصویر را نمی توان بر روی یک پرده نمایش داد وآن را تصویر مجازی می نامند. تصاویر در آینه...
اگر در مقـابل یـک آینه بـایستید وچـشم چپ خـود را ببندید، خواهیـد دید که تصـویر شما چشم راسـت خود را می بندد. بنـابراین، چـهرهای که شمـا از خودتـان در آینه می بینید با چـهره ای که دیـگران از شما مـی بینند ، تفاوت دارد .زیـرا سمـت راست شما در آیـنه، می شود، می گویند تصویر در آینه دارای وارونی جانبی است.