sutern rings

sutern rings

در جستجوی دانش
sutern rings

sutern rings

در جستجوی دانش

آزمون جامع کامل شماره 1 ویژه دانش آموزان مفتاح رسالت و امید

این مطلب توسط نویسنده‌اش رمزگذاری شده است و برای مشاهده‌ی آن احتیاج به وارد کردن رمز عبور دارید.

سپاس و تشکر

با عرض سلام و تشکر 


از تمام دوستان خوب و مهربانم که در تمام مدت بیماری مادر و در نهایت پرواز به  دیار باقی ،  


با قلب های کوچک و پاکشان در کنارم بودند و اجازه ندادند این روز های تلخ و


 پر از اندوه را تنها بمانم کمال تشکر و سپاس را دارم . 


از پروردگار مهربان برای شما عزیزانم زندگی سرشار از شادی و سلامتی آرزو مندم . 


  دوستدار شما مرکوری . 



آزمون جامع شماره 14


دوستان خوبم در سراسر ایران 

از این که آزمون های مرکوری مورد استقبال شما قرار گرفته است خیلی خوشحالم 

امیدوارم گامی هرچند کوچک در را موفقیت شما بردارم 


دوستدار همیشگی شما 

مرکوری 





آزمون جامع شماره 14


پاسخ نامه 


شهورترین عکس در دنیای فیزیک

موسسه بین‌المللی فیزیک و شیمی سالوی (Solvay) در سال ۱۹۱۲ در بروکسل بلژیک و پس از برگزاری نخستین کنفرانس بین‌المللی سالوی در ۱۹۱۱ تاسیس شد.

پنجمین کنفرانس سالوی که در اکتبر ۱۹۲۷ / مهر ۱۳۰۶ در بروکسل بلژیک برگزار شد، میزبان بزرگ‌ترین فیزیک‌دانان آن روزگار بود و عکس دسته‌جمعی این گروه، مشهورترین عکس دنیای فیزیک لقب گرفته است.

این موسسه در نیمه اول قرن بیستم بسیار مشهور بود و کنفرانس‌های بین‌المللی آن که هر چند سال یک‌بار برگزار می‌شد، شاهد دستاوردهای بسیار بزرگی بود. مشهورترین این کنفرانس‌ها، پنجمین کنفرانس سالوی بود که در اکتبر ۱۹۲۷ / مهر ۱۳۰۶ با موضوع الکترون‌ها و پروتون‌ها برگزار شد.

از ۲۹ نفر فیزیک‌دان حاضر در کنفرانس، ۱۷ نفر برنده جایزه نوبل شده بودند یا در سال‌های بعد از کنفرانس برنده این جایزه شدند. موضوع این کنفرانس، بحث و بررسی در مورد نظریه کوانتومی بود که به‌تازگی ارایه شده بود.

این تصویر که همیشه نسخه سیاه و سفید آن دست به دست می‌چرخید، به تازگی رنگ‌آمیزی شده و جلوه‌ای دیگر یافته است.

حاضران در عکس، از راست به چپ از این قرارند:

ردیف سوم (ایستاده): لئون بریلوئین – رالف فاولر – ورنر هایزنبرگ (نوبل فیزیک ۱۹۳۲/۱۳۱۱) – ولفگانگ پائولی (نوبل فیزیک ۱۹۴۵/۱۳۲۴) – ژولز امیل ورشافلت – اروین شرودینگر (نوبل فیزیک ۱۹۳۳/۱۳۱۲)- تئوفیل دی‌داندر-ادوارد هرزن – پل اهرنفست- امیل هنریوت- آگوست پیکارد.

ردیف دوم: نیلز بوهر (نوبل فیزیک ۱۹۲۲/۱۳۰۱) – مکس بورن (نوبل فیزیک ۱۹۵۴/۱۳۳۳) – لوییس دی‌بروگلی (نوبل فیزیک ۱۹۲۹/۱۳۰۸) – آرتور کامپتون (نوبل فیزیک ۱۹۲۷/۱۳۰۶) – پل دیراک (نوبل فیزیک ۱۹۳۳/۱۳۱۲) – هنریک کرامرز – ویلیام براگ (نوبل فیزیک ۱۹۱۵/۱۲۹۴) – مارتین نادسن – پیتر دبیه (نوبل شیمی ۱۹۳۶/۱۳۱۵)

ردیف اول: اوون ریچاردسون (نوبل فیزیک ۱۹۲۸/۱۳۰۷) – چارلز ویلسون (نوبل فیزیک ۱۹۲۷/۱۳۰۶) – چارلز گویه – پل لانگه‌وین – آلبرت اینشتین (نوبل فیزیک ۱۹۲۱/۱۳۰۰) – هنریک لورنتز (نوبل فیزیک ۱۹۰۲/۱۲۸۱) – ماری کوری (نوبل فیزیک ۱۹۰۳/۱۲۸۲ و نوبل شیمی ۱۹۱۱/۱۲۹۰) – مکس پلانک (نوبل فیزیک ۱۹۱۸/۱۲۹۷) – اروینگ لنگ‌مویر (نوبل شیمی ۱۹۳۲/۱۳۱۱)

آزمایش‌هایی در رابطه با لَختی

آزمایش‌هایی در رابطه با لَختی

آزمایش‌هایی در رابطه با لَختی

در تصویر مقابل دو جرم مساوی به دو تکه نخ نازک وصل شده اند. نخ متصل به جرم چپی را به تندی می‌کشیم چه مشاهده می‌کنیم؟

 

نخ سمت راست را به آرامی می‌کشیم چه مشاهده می‌کنیم؟

آیا توضیحی برای این پدیده دارید؟

 

برای مشاهده فیلمی در این رابطه کلیک کنید.

 

وقتی جرم سمت چپ را به تندی می‌کشیم لختی آن مانع از حرکت جرم شده بنابراین نخ پاره می‌شود.

 

اما در جرم سمت راست، از آن جا که نخ به آرامی کشیده شده بنابراین لختی آن به خوبی ظاهر نشده و فقط نخ بالای آن که نازکتر است پاره می‌گردد.

 

در دو فیلم زیر اثر لختی یا عدم تمایل اجسام به حرکت را مشاهده می‌کنید.

 

برای مشاهده فیلم شماره ١ کلیک کنید.

 

برای مشاهده فیلم شماره ٢ کلیک کنید.

آزمایش‌هایی در رابطه با لَختی

 

یکی از کاربردهای لختی که در مواقع اضطراری به دادمان می‌رسد را در فیلم زیر مشاهده می‌کنید.

 

به نظر شما چرا وقتی دستمان را به آرامی می‌کشیم. دستمال پاره نمی‌شود. ولی وقتی آن را سریع می‌کشیم. دستمان پاره می‌گردد؟

 

برای مشاهده فیلمی در این رابطه کلیک کنید.

 

در فیلم زیر آزمایش ساده‌ای ارائه شده که به خوبی لختی اجسام در مقابل حرکت به نمایش گذاشته شده است. به آن توجّه کنید.

 

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

نیروی عمودی تکیه گاه

نیروی عمودی تکیه گاه

نیروی عمودی تکیه گاه

هم اکنون که در حال مطالعه این مجموعه هستید، کجا نشسته اید!

روی یک صندلی، چه چیزی از سقوط شما روی زمین جلوگیری می‌کند؟

 

اگر پاسخ می‌دهید که "صندلی" درست است، اما بهتر است بگوییم نیروی عمودی که صندلی به شما وارد می‌آورد.

 

به طور کلی، هنگامی که دو جسم با یکدیگر در تماس باشند، (مثل شما و صندلی تان، کامپیوتر و میز، فرش و کف اتاق و خیلی چیزهای دیگری که دور و برتان مشاهده می‌کنید!) هر یک از سطوح، سطح جسم دیگر را در راستای عمود بر سطح می‌راند.

 

چنین نیروهایی را نیروی عمودی تکیه گاه می‌گوییم و با نماد N یا FN نشان می‌دهیم.

 

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

 

به شکل‌های زیر توجّه کنید. نیروی عمودی تکیه گاه (N) را در هر یک از حالات به دست آورید. (جرم جعبه را ١٠kg بگیرید.)

راهنمایی:

در هر یک از حالات جعبه ساکن است. پس طبق قانون اوّل نیوتن باید برآیند نیروهای وارد بر جعبه صفر باشد. به عبارت ساده تر باید نیروهای رو به بالا برابر نیروهای رو به پایین باشد. با این فرض و با توجّه به رسم نیروهای وارد بر جعبه، کار بسیار ساده می‌شود.

 
 

ملاحظه فرمودید که مقدار N بسته به شرایط خاص مسأله ممکن است تغییر کند.
 

 

حال برای فهم کامل تر این موضوع، به دقت 2 مدل سازی زیر بررسی کنید.

چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟

 

ملاحظه می‌کنید که در مدل سازی زیر، با افزایش نیروی F (همچون نیروی دست رو به پایین !)، نیروی عمودی تکیه گاه N نیز افزایش می‌یابد.

اما در مدل سازی زیر، با افزایش نیروی F  (همچون نیروی طناب رو به بالا) نیروی عمودی تکیه گاه کمتر و کمتر شده تا جاییکه به صفر رسیده و حتی پس از آن، به خاطر بیشتر شدن نیروی F (رو به بالا) از نیروی وزن mg (رو به پایین)، جسم شروع به حرکت در راستای قائم می‌نماید.

به نظر شما، چنانچه سطح تکیه گاه افقی نباشد، وضعیت نیروی عمودی تکیه گاه چگونه است؟
 

 

همان طور که ملاحظه می‌کنید‌، در این حالت نیز نیروی عمودی تکیه گاه، بر سطح تکیه‌گاه عمود است.

در تصویر زیر یک سرسره منتهی به آب استخر را مشاهده می‌کنید. به جهت نیرو‌های مختلف از جمله نیروی عمود بر سطح توجّه کنید.
 

نیروی طناب

نیروی طناب

نیروی طناب

هنگامی که یک نخ یا طناب به جسمی وصل باشد، آن را در امتداد خود می‌کشد و البته واضح است که متقابلاً جسم نیز، نخ یا طناب را در خلاف آن جهت می‌کشد (قانون جذر نهم نیوتن).

 

این نیروها را کشش نخ یا طناب نامیده و معمولاً با نماد T نشان می‌دهند.

 

در شکل مقابل طنابی را می‌بینید که از یک طرف به دیواری بسته شده و از طرف دیگر شخصی آن را می‌کشد.

 

برای نمایش دقیق تر، نیروهای وارد بر شخص، طناب و دیوار را جداگانه ملاحظه کنید.

 

البته برای فرد تفاوت نمی‌کند که آیا طناب به دیوار وصل است یا این که شخص دیگری آن را گرفته باشد.

در هر دو حالت نیروی کشش طناب یکی است.

 

حال با توجّه به آن که طناب ساکن است.

باید برآیند نیروهای وارد بر آن صفر باشد، یعنی: 

 

البته حتی اگر طناب ساکن نباشد، ولی طناب یا نخ را بتوان بدون جرم فرض کرد (٠=m) آن گاه طبق قانون دوّم نیوتن ،برآیند نیروهای وارد بر آن باید صفر می‌شد، یعنی:

 

 

پس در طناب ساکن و یا بدون جرم، نیروی کشش در تمام طول آن ثابت است بر همین اساس می‌توان نتیجه گرفت که:

"طناب بی جرم یا ساکن فقط نیرو را انتقال  می‌دهند بدون آن که مقدار آن را تغییر دهند"

 

 
ملاحظه می‌کنید که برای محاسبه نیروی کشش طناب نیز هم چون نیروی عمودی تکیه گاه قانون خاصی وجود ندارد، بلکه بسته به شرایط مسأله ممکن است مقادیر مختلفی برای آن ها به دست آورده شود.

  

برای اندازه گیری (تجربی) نیروی کشش طناب کافی است نیرو سنجی را به آن وصل کنید.

به تصاویر زیر توجّه کنید. در آن ها جرم‌های ١٠kg (به وزن تقریبی ١٠٠N) و اشخاصی به قدرت ١٠٠Nرا مشاهده می‌کنید. در تمامی حالات زیر نیرو سنج مقدار ١٠٠N را نشان می‌دهد.

 


نیروی اصطکاک

نیروی اصطکاک


توپی را به سمت دروازه حریف شوت می‌کنید، مدتی به سمت جلو رفته، مرتباً تندی اش کاهش یافته و در حالی که تماشاچیان از جا بلند شده تا از شوق گل، جیغ بکشند، درست قبل از خط دروازه توپ می‌ایستد. چرا؟

 

در روزهای یخبندان زمستانی، چرا خودرو‌ها به سختی حرکت می‌کنند؟ فایده ریختن شن و ماسه (که ایجاد ناهمواری در سطح جاده می‌نماید) چیست؟

 

اصلاً شما به کمک چه نیرویی راه می‌روید؟

نیروی اصطکاک

 

چرا این کارگر به جای حمل مستقیم جعبه حاوی بار، آن را روی یک گاری گذاشته و حمل می‌کند؟

برای درک بهتر اثر اصطکاک در حرکت به فیلم زیر توجّه کنید.

 

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

 

هنگامی که سطوح دو جسم با هم در تماس باشند، بین‌ آن ها دو نیرو رد و بدل می‌گردد. یکی همان نیروی عمود بر سطح در ناحیه تماس دو جسم است، که قبلاً با عنوان نیروی عمودی تکیه گاه یادی از آن کردیم و دیگری نیروی موازی سطح تماس دو جسم که اصطلاحاًَ به آن نیروی اصطکاک گفته می‌شود.

 

نیروی اصطکاک

برای فهم علت وجودی نیروی اصطکاک باید به سطح تماس دو جسم نزدیک و نزدیک تر شد.

 

مطابق شکل، اگر چه سطوح تماس ظاهراً صیقلی هستند اما تماس واقعی تنها در نواحی خاصی (بین جسم و سطح زیرین) وجود دارد.

 

در این نواحی برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های دو جسم در یکدیگر درگیر شده و سطح در حال تماس در برابر شروع یا ادامه حرکت، مخالفت می‌کند و در این حالت نیروی اصطکاک ظاهر می‌شود.

 

 
البته در هنگام حرکت یک جسم در یک سیال (مثلاً هوا یا آب) مقاومتی در مقابل حرکت وجود دارد. یکی از مواردی که این موضوع نمود دارد، حرکت سقوط از هواپیما می‌باشد. به فیلم زیر توجّه کنید.

 

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

 

مقاومت یک سیال در برابر حرکت یک جسم از روابط پیچیده به دست می‌آید که ما آن را در در سیالات خواهیم آموخت.