کشتی گرفتن در ایستگاه فضایی

هیکل درشتی داشت و هزارتا آرزو،دوست داشت ورزشکار بشه اما مثل اینکه دنیا به توانایی های اون روی خوش نشون نداده بود جز در بچگی!

تنها خوبی که میشد براش مثال زد این بود که بادیگارد باشه،اما کی به دنبال بادیگارد فربه و چاقه!

میگفت بر عکس قدیما،کسی دوستش نداره،کسی دوست نداره باهاش زندگی کنه،کوه بره و ...،اما همه با گفتن عبارت توپولی،توپولی باهاش شوخی می کنن و اون به زور می خنده بلکه دل کسی را نشکنه!

دنیای کوچیکیه،دنیای آدمها!دنیایی کثیف که حتی نمیشه توش ارزش محبت را فهمید،وقتی محبت میکنی کسی درکت نمی کنه تا وقتی از دستت میدن،اون وقت هزار تا حرف و حدیث و قرآنه که برای آمدن و شفات نذر می کنن!

به نظر من اون به درد این دنیا نمیخورد باید می رفت توی اون دنیا،تو جایی که خلاء باشه تا بتونه با بقیه کشتی بگیره و به آرزوش برسه!واقعا فرق این دنیا با اون دنیا چیه؟به نظرم فرقش توی قوانینش است،اینجا قوانین فیزیکی حاکم است و اونجا از فیزیک خبری نیست!

یادمه یکروز باهاش این موضوع را در میان گذاشتم بهش گفتم تو فقط به درد اون دنیا می خوری،دنیای آدم خوبا!بدور از هر گونه قوانین فیزیکی دست و پاگیر!

خوب که دقت می کنم بد هم نگفتم،به نظرم اون می تونست کشتی بگیره و همه را ضرب فنی کنه!چون توی اونجا وزن معنایی نداره! و این اندازه حرکت است که در آنجا معنا دار می شه.

راستی تا به حال فکر کردید،چرا در روی زمین وزنهای یکسان با هم به مبارزه می پردازند؟ چرا در مورد کشتی و تکواندو و ... این موضوع صادق است اما در دومیدانی و ... بحثی از وزن نیست؟

ادامه دارد ....

آیا ماشین های سنگین باید سرعت کمتری داشته باشند؟

بچه که بودم ،همیشه دوست داشتم جلوی لاستیک های ماشین بزرگ ها بایستم و خودمو باهاش اندازه گیری کنم!پشت فرمون این ماشین ها نشستن شده بود برام آرزو!

همیشه وقتی تو یه ماشین می نشستم اول از همه سرعت سنج ماشین نگاهم را به خودش جلب می کرد.

واسه همین اولین چیزی که برام مهم بود سرعت اتومبیل بود،یادمه ماشین پیکان حداکثر سرعت 160 کیلومتر بر ساعت داشت و بی-ام-دبلیو سرعت 200 کیلومتر بر ساعت.

یادمه اولین باری که پشت یک ماشین بزرگ و سنگین قرار گرفتم هم همین کنجکاوی را داشتم،اما...

با دیدن صفحه سرعت سنج بود که همه آرزوهام به باد هوا رفت.فکر می کردم هر چی ماشین بزرگتر باید سرعتش هم بیشتر باشه،اما افسوس ...

اون روزها متوجه نمیشدم چرا وقتی میگفتی کاش سرعتشان از این هم کمتر بود یعنی چه؟

اون روزها همیشه محدودیت سرعتها برای من بی معنی بود و برای تو هزاران معنی داشت.


حالا که بزرگ شدم تازه فهمیدم چرا کامیونها هرچه سنگین تر می شوند لازم است سرعت کمتری داشته باشند.

بیایید با هم به این موضوع بپردازیم.

دو توپ یکی پینگ پنگ و دیگری توپ فوتبال را در نظر می گیریم،جرم کدام یک بیشتر است؟

اگر هر دو توپ را با سرعت مشخصی به دست ما برخورد کنند،نیروی وارد شده از سوی کدامیک بیشتر است؟چرا؟

به نظر شما یک توپ پینگ-پنگ را راحت تر میتوان متوقف کرد یا یک توپ فوتبال را؟علت این امر چیست؟

چه شباهتی میان مساله توپ ها و ماشین ها می بینید؟

در حقیقت این موضوع بیشتر به مفهوم ضربه مرتبط میشود که عبارت است از حاصلضرب نیرو در زمان اثر نیرو.

از سوی دیگر ضربه را به صورت زیر نیز تعریف می کنند:

جرم *تغییرات سرعت=ضربه

J=(V2-V1)*m

زمان اثر نیرو*نیرو=ضربه

J=F*t

با بیان بالا اگر سرعت اتومبیل های سنگین بسیار بالا باشد،برای توقف آنها نیازمند وارد شدن نیروی بسیار زیاد (نیروی اصطکاک بسیار بالا که عملا در جاده ها غیر ممکن است مگر آن که جاده ها کلا از شن پر شده باشد) و یا افزایش زمان توقف هستیم از این رو برای توقف این ماشین ها در سرعت های با مشکل مواجه خواهیم شد.

تازه الان معنی حرفهات را می فهمم،راست میگی کاش از این هم کمتر بود،شاید الان منظور اشکهات را متوجه بشم،شایدم راننده کامیون راست می گفت،اون ترمز کرده بود اما .....

گهواره نیوتن

گهواره نیوتن، وسیله که برای بیان قانون اندازه حرکت خطی و قانون پایستگی انرژی مورد استفاده قرار داده می شه،از چند گلوله که توسط طنابهایی به دو ستون آویزان شده اند،تشکیل می شود.

همان طور که می دانیم، در حرکت یک جسم تا هنگامی که فقط نیروهای پایستار بر آن اثر می کند مانند حالتی که جسم در مسیر بدون اصطکاک حرکت کند، قانون بقای انرژی مکانیکی صادق است . یعنی در صورتی که از انرژی پتانسیل کم شود به همان اندازه به انرژی جنبشی اضافه می شود بطوریکه مجموع این دو همواره ثابت می ماند از این رو داریم:

                                       E1=E2                                     

                      U1+K1=U2+K2                 

از سوی دیگر در صورتیکه نیروی غیر پایستار مانند اصطکاک بر جسم اثر کند انرژی مکانیکی دیگر ثابت نمی ماند و به اندازه کار آن نیروی غیر پایستار در آن جابجایی  انرژی مکانیکی تغییر می کند . از این رو خواهیم داشت:

کارنیروی غیر پایستار     E2-E1=W

باید توجه داشت این روابط در صورتی صحیح هستند که یک یا چند جسم بدون برخورد در حال حرکت باشند . ولی اگر دو یاچند جسم با هم برخورد داشته باشند علاوه بر قانون بقای انرژی مکانیکی  قانون بقای اندازه حرکت نیز صادق است . یعنی اندازه حرکت کل دستگاه قبل از برخورد برابر اندازه حرکت بعد از برخورد خواهد بود .

اندازه حرکت را با P  نشان می دهیم و از رابطه زیر محاسبه می شود

      P=mv

در صورتی که دو جسم به هم برخورد کنند، تکانه قبل از برخورد با تکانه بعداز برخورد برابر است.یعنی

P1+P2=P'1+P'2

در گهواره نيوتن علاوه بر بقاي انرژي جنبشي در لحظه برخورد بايستي بقاي اندازه حركت نيز برقرار است.

۱ ) بقای انرژی :     بعد از برخورد   K1+K2=K1+K2  قبل از برخورد

۲) بقای اندازه حرکت :   بعد از برخورد  P1+P2=P'1+P'2  قبل از برخورد

 برای آنکه این دو قانون برقرار باشند الزاما بایستی اگر یک گلوله به بقیه گلوله ها برخورد کند از طرف دیگر نیز فقط یک گلوله با همان سرعت از بقیه جدا شود و در صورتیکه دو گلوله را با بقیه گلوله ها برخورد دهیم از آنطرف نیز دو گلوله جدا خواهد شد .

رادیو متر کورکس

همان طور که می دانیم نور دارای انرژی می باشد.از سوی دیگر وقتی به دید ذره ای به نور نگاه می کنیم،نور از ذره هایی به نام فوتون تشکیل شده است که این ذرات دارای تکانه هستند.
برای نشان دادن این موضوع می توان از دستگاهی به نام رادیومتر کورکس یا موتور نورانی استفاده نمود.این وسیله در سال 1873 در اثر یک آزمایش که ویلیام کورکس با مواد شیمیایی در خلا انجام می داد مشاهده و ساخته شد.این وسیله از چهار پره که یک روی آن سیاه و روی دیگر آن سفید است و همگی می توانند دور سوزنی واقع بر نقطه ای در خلا بچرخند،تشکیل می شود.

وقتی فوتون ها بر سطح سیاه فرود می آیند جذب می شوند و در اثر این جذب سرعت فوتونها صفر می شود از این رو به صفحه مشکی رنگ ضربه ای وارد می شود.از سوی دیگر وقتی فوتونها بر سطح سفید و صیقلی برخورد می کنند،منعکس می شوند و با همان سرعت اولیه تقریبا باز می گردند.

از این رو قسمت سیاه رنگ انرژی بیشتری را نسبت به قسمت روشن تر جذب می کند بنابراین جهت چرخش از قسمت سیاه به سفید است.

از سوی دیگر هنگامی که این وسیله در سایه قرار داده می شود،چون رنگ مشکی جذب کننده خوبی است پس به سرعت نیز انرژی خود را از دست می دهد،از این رو انرژی بیشتری را از دست می دهد.بنابراین جهت چرخش از رنگ روشن یا سفید به رنگ تیره یا سیاه است.

حال به این سوال فکر کنید:

در رادیومترهای معمولی که اتاقک دارای هوا می باشد،جهت چرخش برعکس می باشد به نظر شما علت چیست؟

تکانه و مفهوم ضربه (قسمت سوم)

دوستان عزیز چه زیباست حداقل نظراتتون را در مورد مطلب نوشته شده بیان کنید.

در مبحث قبلی به این سوال رسیدیم که چرا برخورد با کپه ای از کاه بهتر از برخورد با یک دیوار بتونی است؟ متاسفانه کسی جوابی ارسال نکرد!

در مبحث قبل به این نتیجه رسیدیم که ضربه برابر با حاصل ضرب نیروی خالص در زمان اثر نیرو است. از این رو هرچه زمان اثر نیرو را افزایش دهیم نیروی وارد شده بر ما کاهش می یابد.

با این تفسیر هنگامی که به دیوار بتونی برخورد می کنیم زمان اثر نیروی خالص (زمان لازم برای توقف کامل یا تغییر سرعت) بسیار کوتاه است از این رو لازم است نیروی وارد برما بسیار بزرگ شود بنابراین در هنگام برخورد بومب داغون می شویم. اما مدت زمان رسیدن به توقف در برخورد با کپه ای از کاه بسیار طولانی است از این رو نیروی حاصل از ضربه بسیار کوچک می گردد بنابراین بهتر است به آن برخورد کنیم تا دیوار بتونی.

گرچه ممکن است هر انسان غیر عاقلی نیز همین عمل را انجام دهد اما خوب بهتر است فیزیک قضیه را نیز بدانیم.

خوب حال که جواب سوال را فهمیدیم بیایید به موضوع اشاره شده در اولین قسمت بپردازیم:

فرض کنیم دو بوکسور می خواهد با یکدیگر مسابقه دهند به نظر شده بوکسورها باید چه روشی را در پیش بگیرند تا ضربات زده شده به صورتهای آنها کمترین آسیب را به آنان برساند؟ چرا ضربه حاصل از دست کش های بوکس قابل تحمل تر از ضربه وارده از دستهای بدون دستکش است؟(راهنمایی به جواب سوال قبل و اینکه در درون دستکش ها ابر قرار گرفته است اندکی اندیشه کنید.)

پایان مبحث تکانه و مفهوم ضربه

تکانه و مفهوم ضربه (قسمت دوم)

دوستان سلام. کاش حداقل یکی به این پرسش جواب  میداد. عیب نداره خوب ادامه می دیم.

برای آنکه مفهوم و پاسخ پرسش را بهتر درک کنیم بهتر است به بیان ضربه بپردازیم.

اگه از شما بپرسم با یک ماشین با سرعت 100 کیلومتر در ساعت می خواهید به یک مانع برخورد کنید کدام مانع را انتخاب می کنید؟ دیوار بتونی یا یک کپه کاه

کپه کاه

دیوار بتونی

ببینید بدور از شوخی همه ترجیح می دهند به کپه کاه برخورد کنند اما چرا؟

اینجاست که مفهوم ضربه به کمک ما می آید. در حقیقت ضربه بیانگر حاصل ضرب نیرو در زمان اثر نیرو به جسم است.

به عبارت دیگر

تغییرات تکانه=جرم*تغییرات سرعت

ضربه= نیرو * زمان اثر نیرو

اگر به جای نیرو ، جرم*شتاب قرار دهیم می توان چنین بیان نمود:

ضربه=(جرم*شتاب)*زمان اثر نیرو

و همان طور که می دانیم، شتاب برابر زمان /تغییرات سرعت است از این رو

ضربه=(جرم*تغییرات سرعت تقسیم بر زمان)*زمان اثر نیرو

پس ضربه برابر

ضربه=جرم*تغییرات سرعت=تغییرات تکانه است.

بنابراین خواهیم داشت:

جرم*تغییرات سرعت=نیرو * زمان اثر نیرو

برگریدم به سوال،خوب به نظر شما مگر طبق قانون سوم نیوتن هر نیرویی عکس العملی برابر و خلاف جهت ندارد پس چرا بهتر آن است که ما کپه کاه را برای برخورد و تصادم انتخاب کنیم؟

ادامه دارد ....

تکانه و مفهوم ضربه (قسمت اول)

قرار بود تو یه مسابقه بوکس شرکت کنه. همش به دنبال این موضوع بود که چطور می تونه شدت ضربات وارد شده را کم کنه.

دلم براش می سوخت یاد فیلم ولگرد چارلی چاپلین افتاده بودم!

تصمیم گرفتم اندکی در مورد فیزیک مساله بررسی کنیم. در ابتدا لازم بود اندکی از قوانین نیوتن و تکانه سر بیارم.ازاین رو در این بخش اول به موضع تکانه می پردازیم.

تکانه : در مورد یک جسم متحرک همواره تکانه حرکتی وجود دارد به عبارت دیگر جسم متحرک مادامی که در حال حرکت است دارای تکانه می باشد و اگر بایستد تکانه اش صفر می شود.

اما همواره بر اثر وجود اصطکاک و عوامل مقاوم دیگر سرعت یک جسم متحرک در حال تغییر است بنابراین از واژه تغییر تکانه می توانیم بهره مند شوید.

در واقع تکانه حاصل ضرب جرم جسم در سرعت آن جسم است و کمیتی برداری می باشد.از سوی دیگر تغییر تکانه نیز برابر حاصل ضرب جرم جسم در تغییرات سرعت جسم  تعریف می شود.

با این توصیف می توان چنین بیان کرد که یک جسم ۱ کیلوگرمی با سرعت ۱۰۰ متر بر ثانیه همان تکانه ای را دارا است که یک جسم ۱۰ کیلوگرمی با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه.

با این توصیف هرچه جرم جسم بزرگ باشد با یک سرعت بسیار ناچیز هم تکانه بسیار بزرگی خواهد داشت.

نفت کش

 

با این توصیفات آیا می توانید بیان کنید چرا نفت کش های غول پیکر  برای رسیدن به ساحل در فاصله بسیار دورتر از ساحل موتور خود را خاموش می کنند؟

ادامه دارد......