يادداشت هاي دبير فيزيك

موضاعات تدریس هفته پیش

سرعت (به انگلیسی: Speed)‏ در علم سینماتیک به مفهوم بزرگی سرعت برداری یک جسم گفته می‌شود. سرعت یک کمیت برداری است و واحد آن در SI متر بر ثانیه می‌باشد. سرعت متوسط یک جسم در یکای زمان، به معنای مقدار جابجایی طی شده در آن مدت توسط جسم است. سرعت لحظه‌ای نیز به صورت حد سرعت در صورتی که بازه زمانی به صفر میل کند، تعریف می‌گردد.

سرعت که با نام v نمایش می‌یابد، به صورت مشتق مسافت نسبت به زمان تعیین می‌شود:

$v = \left|\mathbf v\right| = \left|\dot \mathbf r\right| = \left|\frac{d\mathbf r}{dt}\right|$

سرعت ثابت

حرکت با سرعت ثابت یا اصطلاحا حرکت بدون شتاب،به حرکتی گفته می شود که در آن جسم روی خط راست و بااندازه ی شتاب صفر حرکت می کند.یعنی نرخ تغییرات سرعت آن،صفر است.در این حالت،نمودار سرعت زمان به صورت خطی به موازات محور t خواهد بود(شیب خط برابر اندازه ی شتاب است.(

معادله ی سرعت زمان

معادله ی سرعت زمان معادله ای است که متغیر های آن v و t می باشند و همان معادله ی نموداری است که در نمودار سرعت-زمان رسم می شود و بیانگر سرعت لحظه ای جسم در هر لحظه است. فرم کلی معادله سرعت زمان برای حرکت با سرعت ثابت روی خط راست به صورت زیر است: v=at+v₀ که در آن،a برابر شتاب جسم در لحظه ی t ، t زمان و v₀ برابر سرعت اولیه ی جسم است.

قانون صفرم ترمودینامیک[

قانون صفرم ترمودینامیک بیان می‌کند که اگر دو سیستم با سیستم سومی در حال تعادل گرمایی باشند، با یکدیگر همدمامی باشند.

قانون اول ترمودینامیک[

انرژی درونی یک سیستم منزوی ثابت و پایدار است. قانون اول ترمودینامیک که به عنوان قانون بقای کار و انرژی نیز شناخته می‌شود، می‌گوید: تغییر انرژی درونی یک سیستم برابر است با مجموع گرمای داده شده به سیستم و کار انجام شده توسط سیستم بر روی محیط :

$\Delta{U}=Q-W$

قانون دوم ترمودینامیک[

ساخت یک موتور سیکلی که تأثیری جز انتقال مداوم گرما از دمای سرد به دمای گرم نداشته باشد، غیر ممکن است. بیان کلوین-پلانک:غیرممکن است وسیله‌ای بسازیم که در یک سیکل عمل کند ودر عین حال فقط بایک مخزن تبادل حرارت داشته باشدیعنی غیر ممکن است یک موتور حرارتی بدون از دست دادن گرمادرQc به کار خود ادامه دهد. بیان کلازیوس:امکان ندارد که یک یخچال طی یک چرخه، تمام انرژی را که از منبع سرد دریافت می‌کند به منبع گرم انتقال دهد؛ بلکه مقداری از این انرژی را طی این فرا

قانون سوم ترمودینامیک

قانون سوم ترمودینامیک می‌گوید هنگامی که انرژی یک سیستم به حداقل مقدار خود میل می‌کند، انتروپی سیستم به مقدار قابل چشم‌پوشی می‌رسد. یا بطور نمادین: هنگامی که $S\longrightarrow{0}$ $U\longrightarrow{U_{0}}$ ، $S\longrightarrow{0}$

سقوط آزاد در مکانیک نیوتونی

بدون وجود اصطکاک

تنها نیروی وارد بر جسم هنگام سقوط، نیروی وزن آن یا $m\vec g$ است و طبق قانون دوم نیوتون شتاب وارد بر جسم رو به پایین و برابر با $\vec g$ خواهد بود که به نام شتاب گرانشی شناخته می‌شود. با انتگرال از معادله شتاب-زمان به معادله سرعت-زمان می‌رسیم:

$V_y(t)=gt+V_0$

که در آن داریم:

$t$ زمان

$V_y(t)$ سرعت در راستای عمود در زمان $t$

$V_0$ سرعت اولیه جسم است در زمان ۰.

با انتگرال دوم از معادله سرعت-زمان به معادله مکان-زمان خواهیم رسید:

$y=\frac{1}{2}gt^2+V_0t+y_0$

که در آن داریم:

$y$ مکان جسم نسبت به مبدا در زمان $t$

$y_0$ مکان اولیه جسم نسبت به مبدا در زمان ۰.

با وجود اصطکاک

با وجود اصطکاک دو نیروی مخالف هم به جسم وارد می‌شوند اولی گرانش و دیگری اصطکاک. نیروی گرانش ثابت و برابر $m\vec g$ رو به پایین است ولی نیروی اصطکاک متغیر و وابسته به سرعت جسم و رو به بالاست و برابر:

$\vec F_a=-k\vec V$

که در آن:

$\vec F_a$ نیروی اصطکاک

$k$ ثابتی که به جنس گاز و مساحت جسم بستگی دارد

$\vec V_y$ سرعت جسم در راستای عمود است.

بنابرین برآیند نیروها برابر است با:

$\vec F=m\vec g-k\vec V_y$

پس اندازه شتاب در راستای عمود برابر است با:

$a_y=g-\frac{k}{m}V_y$

از آنجایی که $a_y=\frac{dV}{dt}$ این معادله تبدیل به یک معادله دیفرانسیل مرتبه اول می‌شود که با حل آن سرعت به صورت زیر بدست می‌آید:

$V=\frac{mg}{K}(1-e^{-\frac{K}{m}t})$

که در آن $\frac{mg}{K}$ سرعت حدی نام دارد.

کمیت برداری

کمیتی در فیزیک است که علاوه بر اندازه دارای جهت نیز باشد. مهم‌ترین کمیت‌های برداری که می‌توان نام برد، عبارت‌اند از:

۱- مکان ۲- سرعت ۳- شتاب ۴- نیرو ۵- میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی

یکی از بهترین راهای تشخیص برداری بودن یا نبودن یک کمیت اینست که بررسی کنیم آیا جمع آن کمیت خاصیت برداری دارد یا خیر. مثلاً جریان الکتریکی با وجود آنکه علاوه بر اندازه جهت نیز دارد ولی برداری نیست زیرا جمع جریان‌ها به صورت اسکالر صورت می‌گیرد (قانون جریان کیرشهف)

در حالت بسیار کلی هر مجموعه عدد که به صورت یک ماتریس ستونی n×۱ قابل نوشتن باشد بردار گفته می‌شود. کاربرد این مفهوم در توصیف حالت سیستم‌ها به مراتب بیشتر از محاسبات پدیده‌های فیزیکی است.

+ نوشته شده در یکشنبه بیست و هشتم مهر ۱۳۹۲ ساعت 21:22 توسط برمكي |

کاری که یاد مرگ با انسان می‌کند

امام جعفر صادق علیه السلام فرمودند:

ذِکرُ المَوتِ یُمیتُ الشَّهَواتِ فی النَّفسِ، و یَقلَعُ مَنابِتَ الغَفلَةِ، و یُقَوّی القلبَ بمَواعِدِ اللّه، و یُرِقُّ الطَّبعَ، و یَکسِرُ أعلامَ الهَوى و یُطفِئُ نارَ الحِرصِ، و یُحَقِّرُ الدُّنیا.

یاد مرگ:

1ـ خواهش‌هاى نفس را مى‌میراند،

2ـ رویشگاه‌هاى غفلت را ریشه کن مى‌کند،

3ـ دل را با وعده‌هاى خدا نیرو مى‌بخشد،

4ـ طبع را نازک مى‌سازد،

5ـ پرچم هاى هوس را درهم مى‌شکند،

6ـ آتش حرص را خاموش مى‌سازد،

7ـ دنیا را در نظر کوچک مى‌کند.

+ نوشته شده در یکشنبه بیست و هشتم مهر ۱۳۹۲ ساعت 20:15 توسط برمكي |

مقاله،اخبار،يادداشت ها ودل نوشته ها

موضاعات تدریس هفته پیش

کاری که یاد مرگ با انسان می‌کند

نوشته‌های پیشین

پیوندها