دورترین سفر فضایی انسان

رکورد دورترین سفر فضایی انسان متعلق به فضانوردان آمریکایی ماموریت آپولو ۱۳ است. فضاپیمای آنها در ۱۵ آوریل ۱۹۷۰ در حالیکه به علت نقص فنی در حالت اضطراری بود، ۴۰۰٬۱۷۱ کیلومتر از زمین دور شد.

جوان‌ترین و پیرترین فضانوردان

فضانوردان چه می‌خورند؟

فضانوردان در نخستین ماموریت‌های فضایی از غذاهای خشک و یخ‌زده استفاده می‌کردند. کپسولهای فضایی آنها برای تولید الکتریسیته از پیلهای سوختی بهره می‌بردند. آب به عنوان محصول جانبی پیلهای سوختی که با ترکیب اکسیژن و هیدروژن، الکتریسیته تولید می‌کنند، در آن ناوهای فضایی به وفور در دسترس بود. بنابراین فضانوردان می‌توانستند در زمان صرف غذا با مخلوط کردن آب گرم و غذای خشک شده، وعده غذاییِ نه چندان دلچسبی را تهیه نمایند. این غذاها چندان باب میل فضانوردان نبود و آنها پس از چند روز از طعم و شکل این غذاها بیزار می‌شدند.

اما غذاهای فضایی امروزی شامل انواع متنوعی از غذاهای بسته‌بندی و استریلیزه شده آماده، میوه‌های خشک، آجیل و انواع شیرینی‌هایند. گاه‌گاهی هم میوه تازه به مدار زمین راه پیدا می‌کند، اما باید در مدت زمان کوتاهی خورده شوند، چون در صورت فاسد شدن، همه پولی که بابت فرستادن آنها به فضا صرف شده به هدر می‌رود.

برخی گونه غذاها در فضا استفاده نمی‌شوند. از این دست غذاها می‌توان به نوشابه‌های گازدار، غذاهای پودری مانند پودر نمک و فلفل، خُردشدنی مانند چیپس، و برخی میوه‌جات مانند موز و پرتقال اشاره کرد.



تاريخ : سه شنبه بیست و دوم مهر 1393 | 11:18 | نویسنده : رضا مرادی |

به گزارش جام جم، دکتر آلن استوفان، دانشمند ارشد ناسا اعتراف کرد که فرستادن انسان به مریخ، ماموریت اصلی ناسا است. در حالی که بسیاری از ماموریت های رباتیک به مریخ ازجمله کاوشگر کنجکاوی در حال حاضر در جستجوی آب و نشانه هایی از حیات است. دکتر استوفان معتقد است که اکنون ارسال دانشمندان به مریخ ضروری به نظر می رسد و شاید برای روشن شدن پاسخ این پرسش که آیا در مریخ زندگی وجود دارد یا نه، دانشمندان مجبور باشند در سطح مریخ فرود آیند. البته او تائید می کند که هنوز راهی طولانی برای آماده شدن فناوری های لازم برای انجام چنین ماموریتی در پیش است. به استثنای کسانی که به ماه رفتند همه انسان هایی که تاکنون به فضا رفته اند در مدار نزدیک به زمین اقامت کرده و متخصصان برای زنده نگه داشتن آنها بر سیستم های زمینی متکی بوده اند. مسافرت به مریخ ماه ها طول خواهد کشید.

ناسا تصمیم دارد قبل از تلاش برای فرستادن انسان به مریخ و مواجهه با خطرات ناشی از سفر بشر به اعماق فضا، از ماه به عنوان یک زمین تمرینی استفاده کند، چرا که ماه آنقدر به زمین نزدیک است که اگر اتفاقی ناگوار رخ دهد می توان طی دو تا سه روز، بازماندگان را به زمین برگرداند. اما طرح ناسا این است که بجای فرود بر سطح ماه یک سیارک را دام بیندازد، آنها قصد دارند سیارک رابه اندازه کافی به سمت ماه بکشند تا فضانوردان بتوانند از آن نمونه برداری کنند. ماموریت تغییر مسیر سیارک (Asteroid Redirect ) به این صورت است که محققان یک سیارک کوچک که بین ماه و زمین در حال سفر بوده پیدا می کنند و پس از گیر انداختنش، آن را به مدار اطراف ماه جایی که می تواند در دسترس فضانوردان قرار گیرند، بکشاند.

برای سفر به مریخ ربات ها می توانند قسمتی از ماموریت را انجام دهند، تست سیستم پیشرانش یونی یکی از این بخش هاست. در حال حاضر بودجه لازم برای جستجوی اجرام نزدیک زمین مانند سیارک ها دو برابر شده تا یک کاندیدای مناسب برای انجام ماموریت یافت شود. سپس در فاز انسانی می توان لباس های جدیدی را که برای محافظت از فضانوردان در برابر خطراتی مانند بادهای خورشیدی طراحی شده، آزمایش کرد. همچنین فضانوردان با این لباس آموزش های لازم برای کار در اعماق فضا و دور از خانه را یاد می گیرند.

استوفان می گوید: ما در حال کار برای کاهش خطرات چنین سفر بزرگی هستیم به گونه ای که متخصصان بتوانند سالم و شاداب به مریخ رسیده و آماده کار در آنجا باشند. او همچنین می افزاید ناسا قصد ندارد از سطح ماه به عنوان بخشی از سفر به مریخ استفاده کند و ناسا با دیگر شرکای خود در آژانس های فضایی دیگر در این مورد همکاری خواهند داشت. محققان معتقدند می توان سفر به مریخ را تا ۲۰ سالآینده عملی کرد، آنها افزودند، تمرین روی ماه می تواند به جمع آوری منابع مورد نیاز مانند نحوه استخراج آب در مریخ کمک کند.

 



تاريخ : سه شنبه پانزدهم مهر 1393 | 20:44 | نویسنده : رضا مرادی |
خورشید (نام‌های ادبی یا قدیمی: خور، هور، مهر، روز) یکی از ستارگان کهکشان راه شیری و تنها ستارهٔ سامانهٔ خورشیدی است که در مرکز آن جای دارد. می‌توان گفت خورشید یک کُرهٔ کامل است که از پلاسمای داغ ساخته شده‌است و در میانهٔ آن میدان مغناطیسی برقرار است.این ستاره که قطری نزدیک به ۱٬۳۹۲٬۰۰۰ کیلومتر دارد سرچشمهٔ اصلی نور، گرما و زندگی بر روی زمین است. قطر خورشید نزدیک به ۱۰۹ برابر قطر زمین و جرم آن ۳۳۰ هزار برابر جرم زمین برابر با ۲‎×۱۰۳۰ کیلوگرم است به این ترتیب ۹۹٫۸۶٪ جرم کل سامانهٔ خورشیدی از آن خورشید است.

انفجار نهایی یک ستارهٔ سنگین را ابرنواختر می‌نامند ولی خورشید ما هیچ‌گاه انفجاری این‌چنین را تجربه نخواهد کرد چرا که کمترین جرم مورد نیاز برای رخداد یک ابرنواختر، هشت برابر جرم خورشید ما است. از نظر شیمیایی سه-چهارم جرم خورشید را هیدروژن و باقی‌ماندهٔ آن را بیشتر هلیم می‌سازد. پس از هیدروژن و هلیم، عنصرهای سنگین از سازندگان دیگر خورشید اند که عبارتند از: اکسیژن، کربن، نئون و آهن و... این عنصرها، سازندهٔ ۱٫۶۹٪ از جرم خورشید اند که خود این مقدار ۵٬۶۲۸ برابر جرم زمین است.

خورشید در رده‌بندی ستارگان بر پایهٔ رده بندی طیفی، در دستهٔ G27 جای دارد و به صورت غیر رسمی با نام کوتولهٔ زرد از آن یاد می‌شود چون پرتوهای پیدای آن در طیف زرد-سبز شدیدتر است. هر چند که رنگ آن از سطح زمین، سفید باید دیده شود ولی چون پراکندگی نور آبی در جو وجود دارد، به رنگ زرد دیده می‌شود (پراکندگی رایلی).[۱۴][۱۵] همچنین در برچسب رده‌بندی طیفی، G2، گفته شده که دمای سطح خورشید نزدیک به ۵۷۷۸ کلوین (۵۵۰۵ سانتیگراد) است و در V گفته شده‌است که خورشید مانند بیشتر ستارگان، یک ستارهٔ رشتهٔ اصلی است و درنتیجه انرژی خود را از راه همجوشی هسته‌ای هسته ی هیدروژن به هلیم فراهم می‌کند و در هر ثانیه، در هستهٔ خود، ۶۲۰ میلیون تُن هیدروژن را دچار همجوشی می‌کند. در دوره‌ای کیهان شناسان می‌گفتند که خورشید نسبت به دیگر ستارگان، ستاره‌ای کوچک و ناچیز است ولی امروزه بر این باور اند که خورشید از ۸۵٪ ستارگان کهکشان راه شیری درخشان تر است. چون بیشتر آن‌ها کوتوله‌های سرخ اند.[۱۶][۱۷] بزرگی قدر مطلق خورشید ۴٫۸۳+ است البته چون خورشید نزدیک ترین ستاره به زمین است، برای آن، خورشید درخشان ترین جرم در آسمان دانسته می‌شود و قدر ظاهری آن ۲۶٫۷۴- است.[۱۸][۱۹] تاج خورشیدی پیوسته در حال پراکندن بادهای خورشیدی در فضا است. این بادها، جریان‌هایی از ذره‌های باردار اند که تا فاصله‌ای نزدیک به ۱۰۰ واحد نجومی توان دارند. حباب‌های ساخته شده در محیط میان‌ستاره‌ای که در اثر بادهای خورشیدی ساخته شده‌اند، بزرگترین سازهٔ پیوستهٔ پدید آمده در منظومهٔ خورشیدی اند.

هم اکنون خورشید در حال سفر از میان ابر میان‌ستاره‌ای محلی در ناحیهٔ حباب محلی در لبهٔ بازوی شکارچی از کهکشان راه شیری است. از میان ۵۰ ستاره‌ای که تا شعاع ۱۷ سال نوری، در همسایگی زمین قرار دارند، (نزدیک ترین آن‌ها یک کوتولهٔ سرخ به نام پروکسیما قنطورس است که ۴٫۲ سال نوری فاصله دارد.) از دیدگاه جرم، خورشید رتبهٔ چهارم را در میان آن‌ها دارد.] اگر از قطب شمالی کهکشان نگاه کنیم، خورشید به صورت ساعتگرد به گرداگرد مرکز کهکشانی راه شیری در گردش است و از آن نقطه نزدیک به ۲۴٬۰۰۰ تا ۲۶٬۰۰۰ سال نوری فاصله دارد، امید آن می‌رود که این گردش را ۲۲۵ تا ۲۵۰ میلیون سال دیگر به پایان برساند و دور خود را کامل کند. از آنجایی که کهکشان ما نسبت به تابش زمینهٔ کیهانی (CMB) در راستای صورت فلکی مار باریک با سرعت ۵۵۰ کیلومتر بر ثانیه در حرکت است، درنتیجه سرعت بدست آمده برای خورشید نسبت به CMB در راستای صورت‌های فلکی پیاله یا شیر، ۳۷۰ کیلومتر بر ثانیه می‌شود.

فاصلهٔ متوسط خورشید از زمین نزدیک به ۱۴۹٫۶ میلیون کیلومتر است (یک واحد نجومی) است البته این فاصله در هنگامه‌های گوناگون حرکت زمین به گرد خورشید (در نقطه‌های اوج و حضیض) در ماه‌های ژانویه تا ژوئیه فرق می‌کند.در این فاصلهٔ میانگین، برای نور ۸ دقیقه و ۱۹ ثانیه زمان برده می‌شود تا از خورشید تا زمین سفر کند. می توان گفت انرژی آمده از نور سفید خورشید، باعث ادامهٔ فرایند نورساخت، بوجود آمدن اقلیم و آب و هوای زمین و درنتیجه، فراهم کنندهٔ زندگی برای همهٔ جانداران روی زمین است.نقش برجستهٔ خورشید بر وضعیت زمین از سال‌های دور، از دوران پیشاتاریخ برای انسان شناخته شده بود به همین دلیل برای بسیاری از فرهنگ‌ها خورشید به عنوان یک خدا دانسته شده بود. همواره پیشرفت دانش از چیستی خورشید با کندی بسیار همراه بوده تا آنکه در سدهٔ ۱۹ میلادی آگاهی اندکی از مواد سازندهٔ خورشید و منبع انرژی آن بدست آمد. تلاش برای آگاهی بیشتر از خورشید همچنان ادامه دارد چون همچنان شماری از پدیده‌ها و رفتارهای بدون توضیح علمی در خورشید دیده می‌شود.

 



تاريخ : شنبه دوازدهم مهر 1393 | 20:46 | نویسنده : رضا مرادی |

هنگام طلوع آفتاب به علت بازتاب کلی نور یک تصویر مجازی ازخورشید دیده می شود،

 

بااینکه فاصله ی خورشید از زمین درصبح بیش تراست اما تصویر آن بزرگ تر دیده می شود.

عکس از طلوع خورشید درکوه حمزه عرب بیجار

 

درهنگام غروب نیز به علت بازتاب کلی نورتصویری بزرگ تر ومجازی نسبت به خورشید

 

درظهرها دیده می شود این درحالی است که فاصله خورسید درظهر به زمین کم تر و

 

نزدیک تر است باید تصویر خورشیددر ظهر بزرگ تراز صبح یاغروب باشد.

عکس از پشت بام مسجدامام سجاد (ع) شهرک آفتاب از غروب زیبای خورشید.

 

باید توجه داشت که خورشید 150000000کیلومتر ازمادوراست وهشت دقیقه

 

طول می کشد تانور آن به چشم مابرسد وآن راببینیم پس می توان گفت خورشید

 

هشت دقیقه زودتز ازآنچه ما درطلوع صبح می بینیم طلوع کرده است ونور آن 

 

درراه بوده ودرآن زمان ماهنوز خورشید رانمی ببینیم. درغروب آفتاب نیز هشت

 

            دقیقه پیش خورشید غروب کرده اما ماهنوز خورشیدرابه صورت یک تصویر

 

           مجازی می بینیم.

 



تاريخ : جمعه بیست و چهارم مرداد 1393 | 13:49 | نویسنده : رضا مرادی |

تبدیلات انرژی

 
هرگاه یک توپ به توپ دیگری برخورد کند، انرژی جنبشی توپ اول (با صرف نظر از اصطکاک بین توپ ها و زمین)، به انرژی جنبشی توپ دوم تبدیل
می شود
 
 
 
 
هنگام حرکت یک اتومبیل، انرژی شیمیایی موجود در سوخت اتومبیل به انرژی جنبشی و گرما تبدیل می شود
 
 
 
 

 

 

انرژی که یک جسم صرفاٌ به علت ارتفاعش از سطح زمین دارد، انرژی پتانسیل گرانشی نامیده می شود. هنگامی که توپی بر اثر ضربه ای از تپّه بالا می رود سرعت آن به تدریج کاهش می یابد تا در نهایت متوقف شود و پس از لحظه ای توقف به طرف پایین بر می گردد

 

 

 
 
 
 
 
در ابتدا که توپ از نقطه ی  file1000 تبدیلات انرژی شروع به حرکت می کند دارای انرژی جنبشی است. با صرف نظر از اصطکاک وقتی توپ به نقطه ی  file1001 تبدیلات انرژی می رسد، این انرژی جنبشی به انرژی پتانسیل گرانشی تدبیل می شود و هنگام بازگشت،انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی توپ تبدیل می شود. اگر اصطکاک نیز در نظر گرفته شود، بخشی از انرژی در اثر اصطکاک به انرژی درونی توپ و سطح زمین تبدیل می شود
 
 
 
 
 


تاريخ : پنجشنبه بیست و سوم مرداد 1393 | 13:3 | نویسنده : رضا مرادی |
به نام خدا همیشه درزندگی باید مثبت اندیشید دردوران زندگی باصبر وحوصله کارهای بزرگ راانجام داد وباپشتکار نواوری وخلاقیت می توان به غیر ممکن ها دست پیداکرد درجامعه بااحترام به مردم وحس دوستی وتفکر انتقادی  جهت اصلاح کارها درجامعه باید همیشه تلاش وکوشش نمود.

به همه ی دانش آموزان خسته نباشید می گم بخصوص آن هایی که در آزمون دبیرستان نمونه قبول شده اند.

امیدوارم همیشه موفق وپیروز باشید.



تاريخ : یکشنبه دوازدهم مرداد 1393 | 18:0 | نویسنده : رضا مرادی |
ماهیچه های صاف :


دارای سلول های دوکی شکل وتک هسته ای که هسته معمولا" دروسط سلول قرار دارد این ماهیچه درزیر


میکروسکوپ منظره راه راه یامخطط ندارد به این دلیل به آن عظله یاماهیچه صاف می گویند ورنگ سفید دارد


این ماهیچه ها به استخوان متصل نیستندودر دیواره ی اندام های داخلی مانند ، لوله ی گوارشی ،رگ های


خونی،مجاری تنفسی ،مجرای ادرار ،رحم ولوله های رحم و..... وجود دارند عمل آن هاکند وبه آسانی خسته


نمی شوند برای مدت طولانی می توانند منقبض شوند نوع عمل ماهیچه های صاف غیرارادی اند وعمل آن


هاتوسط سیستم عصبی خودکار اداره می شود.

تصویری ازماهیچه ی صاف.


ماهیچه های قلبی :


قرمز رنگ فقط درقلب وجوددارند از سلول های رشته ای ،منشعب دارای یک یادوهسته ومخطط هستند نوع  


عمل آن ها غیرارادی توسط دستگاه عصبی خودمختار تنظیم می شود سلول های عظلانی قلب به کمک یک


شبکه ی پیوسته به هم مرتبط می باشند.

تصویری از ماهیچه های قلبی.

یک نمونه سوال :


ماهیچه های دورچشم - ماهیچه های رگ ها - وماهیچه های معده به ترتیب (ازراست به چپ)ازکدام نوع اند.؟


الف) مخطط - مخطط- صاف  .                                      ب) سفید - سفید - قرمز .


ج) انقباض کند - انقباض سریع - انقباض کند.                  د) خستگی زود - خستگی دیر - خستگی دیر.


جواب: گزینه ی  د)




تاريخ : جمعه بیست و سوم اسفند 1392 | 12:11 | نویسنده : رضا مرادی |

ماهیچه ه یاعضلات بخشی عظیمی ازبدن آدمی راتشکیل می دهنددرواقع همه ی حرکات بدن به وسیله

یماهیچه ها انجام می شوند دربدن ما سه نوع بافت ماهیچه ای وجود درارد :ماهیچه های اسکلتی ،صاف  

وقلبی (درحدود 700ماهیچه دربدن وجود دارد).

ماهیچه های اسکلتی به شکل های مختلف هستند پهن ،نواری،حلقوی مخطط اغلب ودوسرباریک ودروسط   

بخش متورم دارن ماهیچه های اسکلتی ارادی هستن ، قرمزرنگ ،رشته ای ،چند هسته ای ومخطط(دارای

نوارهای تیره وروشن) و انقباظ سریع دارند ودرصورت انقباظ طولانی زود خسته می شوند. مثال ماهیچه ی        

دو سر بازو ماهیچه ی سه سر بازو ماهیچه ی بادبزنی سینه و....


ماهیچه ها ازسلول های ویژه ای به نام تار ماهیچه ای ساخته شده اند که درکنارهم ردیف شده اند

وقتی همه ی سلول های یک ماهیچه باهم منقبض شوند ماهیچه منقبض شده کوتاه تر می گردد زرد پی

           رامی کشد وزردپی هم استخوان رابه حرکت درمی آورد.

ماهیچه‌ها انرژی شیمیایی مواد غذایی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند، حرکت بدن از انقباض

ماهیچه‌ها حاصل می‌شود. ماهیچه‌ها به نسبت شکل و اندازه‌ای که دارند تقسیم بندی می‌شوند،                  

در بدن سه نوع ماهیچه وجود دارد:




تاريخ : شنبه هفدهم اسفند 1392 | 17:9 | نویسنده : رضا مرادی |
ماشین های ساده :
یکی از ماشین های ساده چرخ و محور است که اگر نیروی محرک بر چرخ وارد شود و نیروی مقاوم بر محور مانند اهرم نوع اول ، حالت دوم عمل کرده شعاع چرخ بازوی محرک و شعاع محور بازوی مقاوم است و ازنسبت شعاع چرخ به شعاع محور مزیت مکانیکی آن به دست می آید که بیشتر از یک است و نیرو را افزایش می دهد مانند فرمان ماشین ، دستگیره در ، آچار و پیچ و ...
و اگر نیروی محرک بر محور و نیروی مقاوم بر چرخ وارد شود ، مانند اهرم نوع اول حالت سوم عمل کرده که شعاع محور بازوی محرک و شعاع چرخ بازوی مقاوم است و از نسبت شعاع محور بر شعاع چرخ مزیت مکانیکی آن بدست می آید که کمتر از یک است در نتیجه سرعت و مسافت اثر نیرو را زیاد می کند مانند چرخ دنده با چرخ عقب دوچرخه ، کوک کردن ساعت ، ماشن همزن و ...

الاکلنگ نوعی اهرم اول می باشد که در آن تکیه گاه دقیقا در وسط قراردارد


چرخ ومحور مانند اهرم عمل می کند با این تفاوت که دردامنه ی حرکت و


مزیت مکانیکی محدودیت ندارد .یعنی مزیت مکانیکی آن میتواند نسبت به


یک خیلی بزرگ یا خیلی کوچک تر باشد وهیچگاه برابر یک نخواهدشد.



و سطح شیب دار یکی از ماشین های ساده است که با افزایش نیرو و تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند که هر چه نسبت طول شیب به ارتفاع شیب بیشتر باشد مزیت مکانیکی ان افزایش می یابد و نیرو را بیشتر افزایش می دهد در جلوی بیمارستان ها و جلوی پارکینگ ها و ... به کار می رود







تاريخ : سه شنبه سوم دی 1392 | 16:56 | نویسنده : رضا مرادی |

 


سؤال از متن فصل 5 :
1 – اصطلاح منظومه شمسي را تعريف كنيد.
به خورشيد همه ي اجزايي كه به دور آن مي چرخند. منظومه شمسي مي گويند.

2 – چه تفاوت هايي ميان سيارات داخلي و خارجي وجود دارد؟
سيارات داخلي بيشتر از سنگ و فلز ساخته شده اند ولي سيارات خارجي بيشتر از مواد مايع و گازند . همچنين سيارات داخلي نسبت به سيارات خارجي اندازه هاي كوچكي دارند.

3 – منشأ گرماي خورشيد چيست ؟
منشأ گرماي خورشيد، واكنش هاي هسته اي است. در اين واكنش ها،‌هيدروژن به هليوم تبديل مي شود و گرماي فراواني را حاصل مي آورد.

4 – جنس دنباله دارها از چيست؟ چگونگي تشكيل دم در دنباله دارها را توضيح دهيد.
اين اجرام از جنس غبار و يخند، وقتي دنبال دارها به خورشيد نزديك شوند، يخ آنها بخار بخار مي شود و دم درازي به طول هزارها كيلومتر مي سازد.

5 – چرا بعضي از ستارگان پرنورتر از بقيه به نظر مي رسند؟
وقتي ستاره اي پرنور تر از ستاره اي ديگر به نظر مي رسد، يا بزرگ تر از آن است. با فاصله كمتري با زمين دارد.

6 – چگونه با استفاده از طيف جذبي ستاره مي توان درباره تركيب اتمسفر آن قضاوت كرد؟
هر عنصر داراي نوارهاي تيره ي مخصوص به خود است. با استفاده از اين ويژگي مي توان درباره تركيب اتمسفرآن ستاره قضاوت كرد.

7 – منظور از صورت فلكي چيست؟ معروف ترين صورت فلكي كدام است؟
به مجموعه اي از ستارگان كه شكل هاي ويژه اي براي آنها در نظر گرفته مي شود صورت فلكي مي گويند. معروف ترين صورت فلكي دب اكبر است.


 

 

فصل6
بخش سوم
انرژي ،‌زندگي
در علم فيزيك كار دقيقاً همان معنايي را كه روزانه از آن استفاده مي كنيم ندارد. مثلاً گاهي مي گوئيم هيچ كاري انجام نشده است. در حاليكه از نظر فيزيكي كار انجام شده است و بر عكس گاهي از نظر فيزيكي كاري انجام نشده است. ميدانيد وقتي به يك جسم ساكن نيرو وارد شود، ممكن است جسم در جهتي كه نير بر آن وارد مي شود به حركت درآيد. در اين صورت مي گوئيم نيرو روي جسم كار انجام داده است.

 


البته فقط در هنگام به حركت درآوردن اجسام ساكن كار انجام نمي شود. بلكه اگر نيرويي بر يك جسم متحرك نيز وارد شود، ممكن است سرعت يا جهت حركت جسم،‌در جهت وارد شدن نيرو تغيير كند. در چنين حالتي هم كار انجام مي شود،‌گاهي بر يك جسم نيرو وارد مي شود ولي چون جسم به حركت در نمي آيد، در واقع كاري انجام نشده است.

 


براي مثال وقتي يك وزنه بردار،‌وزنه اي را از روي زمين بلند مي كند و به بالاي سرش مي برد، كار انجام مي دهد اما زماني كه وزنه را بالاي سر خود نگه مي دارد، ديگر از نظر فيزيكي كاري انجام نداده است. ممكن است تصور كنيد كه در اين حالت وزنه بردار انرژي مصرف مي كند و در نتيجه، به سرعت خسته مي شود، بله اين امر كاملاً درست است اما بايد توجه داشت كه در اين حالت ،‌انرژي وزنه بردار صرف فعاليت هاي داخلي بدن او مي شود ولي بر روي ج سم كاري انجام نمي شود. زيرا جسم در اين حالت ساكن است و هيچ گونه حركتي ندارد. وقتي براي بلند كردن يك وزنه يا نگهداشتن آن تلاش مي كنيد، ماهيچه هاي شما مرتباً برا ثر پيام هاي عصبي كه از مغز دريافت مي كند منقبض مي شود. در ماهيچه ها با هر بار انقباض،‌تعداد بسيار كمي كار انجام مي شود. در طول چند ثانيه، تعداد انقباض ها به هزاران بار مي رسد و در نتيجه در مجموعه تعداد بسيار زيادي كار انجام مي شود.

 


هم چنين گاهي نيرويي بر يك جسم وارد مي شود اما جسم در جهت وارد شدن نيرو حركت نمي كند، مثلآً فردي را در نظر بگيريد كه جعبه چوبي سنگيني را در دست دارد و آن را در جهت افقي حركت مي دهد. در اين حالت فرد دو نيرو بر جسم اثر مي كند، يك نيرو درست برابر با نيروي وزن جسم اما در جهت بالا (خلاف جهت گرانش) به منظور نگهداشتن جسم و جلوگيري از افتادن آن بر روي زمين و نيروي ديگري بصورت افقي بهمنظور به حركت درآوردن جسم به طرف جلو.
نيروي اول كار انجام نميدهد چون در جهت وارد شدن آن، جسم جابه جا نمي شود، اما نيروي دوم يعني نيرويي كه از سوي فرد براي به حركت درآوردن جسم به طرف جلو وارد مي شود، كار انجام مي دهد.

محاسبه اندازه گيري كار :

براي محاسبه مقدار كار انجام شده مي توان از معادله ي زير استفاده كرد:
جابجايي × نيرو = كار
اين معادله نشان ميدهد كه مقدار كار انجام شده روي يك جسم به ميزان نيرويي كه بر جسم وارد مي شود و كار انجام مي دهد و نيز اندازه ي جابجايي جسم بستگي دارد و هر چه اين دو بيشتر باشند، مقدار كار انجام شده نيز بيشتر است.
در اين معادله، نيرو بر حسب نيوت ن(N) جابجايي بر حسب متر (M) و مقدار كار بر حسب ژول (J) است.
به خاطر داشته باشيد كه وزن هر جسم بر روي زمين، نيروي گرانشي است كه از طرف زمين بر آن جسم وارد مي شود و از نظر عددي،‌تقريباً مساوي با ده برابر جرم آن جسم بر حسب كيلوگرم است يعني :
10× جرم جسم بر حسب كيلوگرم = وزن جسم بر حسب نيوتون



كار و انرژي :
از سالهاي قبل ب انرژيهاي گوناگون هم چون انرژي پتانسيل ، جنبشي، الكتريكي تابشي، مكانيكي، صوتي، گرمايي، شيميايي و هسته اي آشنا شويد. هم چنين دانستيد كه براي اندازه گيري انرژي از يكاي ژول، استفاده مي شود. مثلاً اگر جسمي به وزن يك نيوتون در فاصله ي متري سطح مين قرار داشته باشد. مقدار انرژي پتانسيل گرانشي آن نسبت به سطح زمين برابر با يك ژول است.
انرژي و كار به يكديگر كاملاً مربوطند. بطوريكه مي توان گفت: هر گاه كاري انجام شود ممكن است حالت هاي زير براي انرژي پيش آيد:
1- هنگام انجام كار،‌انرژي از صورتي يا نوعي به صورت يا نوع ديگر تبديل مي شود.

 

 


2 – هنگام انجام كار، انرژي از يك جسم به جسم ديگر انتقال يابد

 

 

 

در فيزيك انرژي چنين تعريف مي شود: انرژي توانايي انجام كار است. طبق اين تعريف اگر جسمي انرژي داشته باشد، مي تواند كار انجام دهد. البته گاهي يافتن راهي براي عملي ساختن اين امر مشكل است. يعني بعضي اوقات ممكن است جسمي انرژيداتشه باشد اما آزاد سازي انرژي آن و به حركت درآوردن اجسام بوسيله ي آن كار آساني نباشد، مثلاً در هسته ي اتم ها انرژي فراواني ذخيره شده است اما آزادسازي اين انرژي و انجام كار به وسيله آن نيازمند فناوري در سطح بالاست. همانطور كه گفته شد كار و انرژي ارتباط بسيار نزديكي با هم دارند. بطوري كه مي توان گفت هر كاري كه انجام مي شود حتماً انجام كار باتبديل انرژي همراه است و با انرژي از جسمي به جسم ديگر انتقال يافته است. هم چنين هر گاه جسمي داراي انرژي باشد مي توان در صورت ايجاد شرايط مناسب به كمك آن انرژي جسمي را به حركت درآورد.

توان، سرعت انجام كار:
هنگام بالا دويدن از پله ها، درست به اندازه ي بالارفتن آهسته و قدم به قدم كار انجام مي شود. هم چنين كار انجام شده به وسيله دو دونده ي دوي صدمتر تقريباً با هم برابراست در حاليكه فقط يكي از آن ها به عنوان برنده اعلام مي شود. در زندگي ما مدت زمان كه طول مي كشد تا كاري معين انجام شود يكي از عوامل مهم در انجام آن كار به شمار مي آيد. ما اين عامل را در فيزيك با نام توان مي شناسيم . توان به معني سرعت انجام كار است. به عبارت ديگر توان نشان دهنده ي ميزان كار انجم شده در واحد زمان است. سرعت انجام كار به وسيله دونده اي كه مسير مسابقه را زودتر طي مي كند بيشتر است. به عبارت ديگر توان اين دونده از دونده ي ديگربيشتر است.
براي محاسبه توان از معدله زير كه به آن معادله توان مي گوئيم، استفاده كنيم.

مقدار كار انجام شده

توان=

زمان انجام كار

در اين معادله مقدار كار انجام شده بر حسب ژول (J) مقدار زمان انجام كار بر حسب ثانيه (S) و توان بر حسب وات (W) است.
يك وات توان ماشيني است كه در مدت يك ثانيه يك ژول كار انجام ميدهد. مفهوم توان هم براي نشان دادن سرعت انجام كار توسط يك فرد يا يك ماشين و هم براي مشخص كردن سرعت توليد يا مصرف انرژي بوسيله دستگاهها استفاده مي شود. مثلاً وقتي گوئيم توان يك لامپ برقي 100 وات است يعني در هر ثانيه 100 ژول انرژي الكتريكي توسط اين لامپ مصرف و مطابق قانون پايستگي انرژي 100 ژول انرژي گرمايي و تابشي (نور) به وسيله آن توليد مي شود.

 

شايد تصور كنيد كه استفاده از جك براي بلند كردن اتومبيل سبب مي شود كه ما كار كم تري براي بلند كردن آن انجام دهيم اما هرگز چنين نيست . طبق معادله كار ، براي بلند كردن اتومبيل، بايد مقدار معين كار انجام مي شود و اين مقدار با به كارگيري جك كاهش پيدا نمي كند. جك تنها كار را آسانتر مي كند. جك به شما كمك مي كند تا با نيرويي در حدود 100 نيوتون اتومبيل را بلند كنيد.به وسايلي كه در انجام كارها به ما كمك مي كنند تا كارها آسانتر انجام شود ماشين گفته مي شود مانند جك اتومبيل. ماشين ها به صورت هاي گوناگون در انجام كارها به ما كمك مي كنند. يكي از راه هاي كمك ماشين ها به ما ،تغيير محل وارد شدن نيرو به جسم و گاهي نيز تغيير جهت نيرو است.
هم چنين ماشين ها گاهي با افزايش مقدار نيرو به ما كمك مي كنند كه كارهايي را كه نمي توانيم انجام دهيم يا انجام آنها ممكن است سخت باشد به آساني انجام دهيم. گاهي هم با افزايش مسافت اثر نيرو بر جسم و افزايش سرعت انجام كارماشين ها به ما كمك مي كنند.
بعضي ديگر از ماشين ها به جاي افزايش نيرو. مسافتي را كه نيرو بر آن اثر مي كند افزايش مي دهند.


مزيت مكانيكي يك ماشين :
ماشين ها مي توانند مقدار نيرويي كه به آن ها وارد مي شود. افزايش يا كاهش دهنده مزيت مكانيكي يك ماشين نسبت بين نيرويي كه ماشين به جسم وارد مي كند نيرويي كه به ماشين وارد مي شود را نشان مي دهد. مزيت مكانيكي يك ماشين از طريق معادله ي زير بدست مي آيد:

 

نيرويي كه ماشين به جس وارد مي كند (نيروي مقاوم)

مزيت مكانيكي=

نيرويي كه ما به ماشين وارد مي كنيم (نيروي محرك)

كار داده شده و كار گرفته شده از ماشين :

 

 


همان طور كه مشاهده مي شود وقتي كه شخص جعبه را مستقيماًاز روي زمين به داخل كاميون منتقل مي كند نيروي بيشتري را بكار مي برد اما مقدار جابجايي بار كم تراست. در نتيجه مقدار كار با حالتي كه فرد با استفاده از نيروي كم تر، همراه با جابه جايي بيشتر بار را به داخل كاميون مي برد. در مقايسه با حالت قبل – برابر است . يعني مقدار كلي كار انجام شده در هر دو حالت مساوي است و مي توان نتيه گرفت كه ماشين (سطح شيبدار) در مقدار كار انجام شده ، كاهش ايجاد نمي كند، بلكه فقط انجام كار را آسان تر مي نمايد.
مطابق قانون «پايستگي انرژي» هنگام تبديل شدن از يك صورت به صورت ديگر يا انتقال از يك جسم به جسم ديگر خلق و نابود نمي شود، بنابراين مقدار انرژي داده شده به يك ماشين نيز هميشه بامقدار انرژي كه از ماشين گرفته مي شود برابراست.
(انرژي گرفته شده از ماشين = انرژي داده شده به ماشين)
البته معمولاً مقداري از انرژي داده شده به ماشين ، صرف انجام كار مورد نظر مي شود كه به آن كار مفيد مي گوئيم. بقيه آن به صورت هاي مختلف مثلاً به صورت گرماي ناشي از اصطكاك هدر مي رود. به اين مقدار از انرژي به هدر رفته، انرژي تلف شده گفته مي شود.
در هر وسيله ميتوان نسبت كار مفيد به كل انرژي داده شده به دستگاه را به عنوان يك عامل مهم در كيفيت آن وسيله در نظر گرفت اين نسبت بازده نام دارد. به معادله ي زير توجه كنيد:

 

انرژي يا كار مفيد گرفته شده از وسيله

بازده ماشين =

كل انرژي داده شده بوسيله




تاريخ : پنجشنبه چهاردهم آذر 1392 | 20:23 | نویسنده : رضا مرادی |
.: Weblog Themes By VatanSkin :.