تبلیغات
**** گروه علوم تجربی دوره عمومی استان گیلان**** - آشنایی با برخی مفاهیم بنیادی فیزیک(قسمت پنجم)

**** گروه علوم تجربی دوره عمومی استان گیلان****

گیلان سرسبز، با تلاش گیلانیان سربلند باشی

 

برای دسترسی به کلیه مطالب به صورت طبقه بندی شده، اینجا راکلیک فرمایید

جهت گفتگوی علمی و آموزشی و دیدن تجربیات دیگران اینجا را کلیک فرمایید

برای مشاهده وبلاگ های ثبت شده برای مسابقه طراحی وبلاگ اینجا را کلیک فرمایید

برای مشاهده و یا دانلود انیمیشن های آموزشی اینجا را کلیک فرمایید

برای دانلود پاور پوینت های علمی و آموزشی اینجا را کلیک فرمایید

برای دریافت و استفاده از نمونه سوال طبقه بندی شده، اینجا را کلیک فرمایید

آشنایی با برخی مفاهیم بنیادی فیزیک(قسمت پنجم)

 

آشنایی با برخی مفاهیم بنیادی فیزیک(قسمت پنجم)

 اهرم

شادوف

تعادل

پیدا کردن نقطه ی تعادل

ثقل یا جاذبه چیست؟

پیدا کردن مرکز ثقل اشکال نامنظم

سطح شیبدار

اهرم

چنین تصور می شود که اولین ماشین ساده ی ساخت دست بشر اهرم بوده ؛ چرا که نحوه ی ساخت و استفاده از ان ساده است . داستان می تواند از این قرار باشد : در گذشته های دور یک مرد غاری را برای سکونت خود و افراد خانواده اش انتخاب کرد . او ناچار بود که سنگ های کف غار را جا به جا کند ، اما بعضی از سنگها آنقدر بزرگ بودند که بلند کردن و هل دادن آنها با دست خالی امکان پذیر نبود . در حیین کار پی برد که اگر سر یک شاخه ی کلفت را زیر یک قطعه سنگ سنگین بگذارد و سپس آن را بر سنگ کوچکتر و ساکنی تکیه دهد ،با آوردن فشار بر انتهای دیگر شاخه که در فاصله ی دورتری از تکیه گاه قرار دارد می توان سنگ بزرگ را به حرکت در آورد. به این ترتیب اهرم اختراع شد.

دانشمندان اهرم را چنین توصیف می کنند : یک شی ء صلب معمولا طویل که در نقطه ای  از طول خود دارای یک نقطه ی اتکاء است. شما نیز می توانید با استفاده از دو قوطی کبریت و یک خط کش یک اهرم بسازید . یکی از قوطی ها را از ماسه پر کنید . خط کش را بر روی قوطی خالی (نقطه  اتکاء) قرار دهید و قوطی پر را بر روی یک سر آن بگذارید . حال بر انتهای دیگر خط کش فشار آورید و قوطی پر را به راحتی بلند کنید.

به آزمایش ادامه دهید . نقطه ی اتکاء (قوطی خالی ) را به بار (قوطی پر ) نزدیک و یا از آن دور کنید . چه نتیجه ای می گیرید ؟درست است ؛ هرچه نقطه ی اتکاء به بار نزدیک تر باشد در سمت دیگر به نیروی کمتری نیاز است . اما شما باید بازوی طویل ( بازوی محرک ) را مقدار زیادی جابه جا کنید تا قوطی سنگین کمی بالا رود.

شادوف

  شادوف یک ماشین اهرم مانند ساده ولی پر اهمیت است که هزاران سال قبل برای کشیدن آب از چاه های عمیق و آبیاری زمینهای بایر اختراع شد . این وسیله دارای یک چارچوب مستحکم و مستقیم است که یک تیر نازک و بلند از آن آویزان می شود . به یک سر تیر دلوی نصب می شود که از پوست حیوانات درست شده است و آب را درون خود نگه می دارد . در انتهای دیگر تیر یک وزنه ی تعادل قرار دارد . دلو از آب چاه پر و سپس در مجرایی خالی می شود که تا مزرعه امتداد دارد و آن را « آب رو » می نامند.

شادوف هنوز هم در نواحی خشک اطراف رود نیل در سرزمین مصر مورد استفاده قرار می گیرد.

 

تعادل

آخرین بار که الاکلنگ بازی کردید کی بود ؟ آیا می دانستید که مشغول بازی با یک ماشین هستید ؟ الاکلنگ یک اهرم است . آیا تا به حال توجه کرده اید که دو فرد که یکی کوچک و دیگری بزرگ است با نشستن در محل های مناسب می توانند به حال تعادل در آیند ؟ اگر در اطراف منزل شما یک الاکلنگ وجود دارد با یکی از دوستان خود به سراغ آن بروید و نحوه ی کارش را آزمایش کنید .

پیدا کردن نقطه ی تعادل  

 اگر کتابی را به آرامی در طول یک میز حرکت دهید قبل از افتادن بر زمین در لبه ی میز به حال تعادل می رسد . در تمام اشیاء نقطه ای وجود دارد که به نظر می رسد تمام وزن در آن متمرکز شده است . این نقطه را نقطه ی تعادل یا مرکز ثقل (گرانیگاه) می نامند.

مرکز ثقل یک شیء نازک و بلند را می توان با قرار دادن آن در کف دستها ،سپس نزدیک کردن هماهنگ دستها به هم پیدا کرد. صرفنظر از نحوه ی قرار گرفتن شیء ،دستهای شما در مرکز ثقل آن به هم می رسند .

 

ثقل یا جاذبه چیست؟

  « سر اسحاق نیوتون » (1727-1642 ) ،یکی از بزرگ ترین دانشمندان تمام اعصار ، علاقمند شده بود که در مورد ثقل مطالب بیشتری بداند.

هنگامی که وی در دانشگاه کمبریج مشغول تحصیل بود،نیرویی را که ماه را در مدار زمین نگه می دارد توجه او را جلب کرده بود. اومتعجب بود که چرا ماه در آسمان آزادانه حرکت نمی کند؟در داستانی نقل شده است که نیوتون جرواب این معما را در زیر یک درخت سیب یافت. در چنین حالی ، ناگهان یکی از سیب ها بر سر او افتاد . « نیوتون » از خود پرسید :« چرا این سیب بر زمین افتاد ؟ چرا در هوا شناور نشد؟ » بعد از مطالعات زیاد و بحث و و جدل با دیگر دانشمندان ، سرانجام وی دریافت که دلیل افتادن سیب آن بوده که زمین آن را به سمت خود جذب کرده است . او این نیروی جاذبه را ثقل نامید . کشش ثقل زمین بر یک شیء وزن آن شیء نامیده می شود.

اثر نیروی ثقل بر احسام سبک ، کم و بر اجسام سنگین ، زیاد است ؛ بعبارت دیگر ، هرچه  جرم جسم بیشتر باشد ، اثر نیروی ثقل یا وزن آن بیشتر است و بالعکس.

در کره ی ماه ، مقدار ثقل یک ششم مقدار آن در زمین است . فضانوردان برای انکه بتوانند بر روی سطح خاکی کره ی ماه قدم بزنند به چکمه های سنگینی نیاز دارند ، چرا که در آنجا وزن آنها یک ششم وزنشان در زمین است!

 

پیدا کردن مرکز ثقل اشکال نامنظم

بعضی از اشکال نامنظم و غیر هندسی هستند که نمی توانید با استفاده از دستهایتان مرکز ثقل آنها را پیدا کنید . در این موارد از روش دیگری استفاده می شود. یک توپ تنیس کهنه را روی دهانه ی یک قوطی خالی بگذارید . از یک تکه مقوا تعدادی شکل هندسی و غیر هندسی ببرید و به ترتیب آنها را در روی توپ بهد حال تعادل در آورید . مرکز ثقل کدام یک از اشکال در مرکز آنهاست ؟ آیا قبل از آزمایش می توانید مرکز ثقل آنها را حدس بزنید؟

 

 

 

 

سطح شیبدار

در تعدادی از باغها قطعات زمین اختلاف سطح دارند و توسط پله به هم ارتباط پیدا می کنند. باغبان برای جابه جا کردن محصولات و یا اضاف دور ریختنی از چرخ دستی (فورقون) کمک می گیرد . او با قرار دادن الوار بر روی پله ها چرخ دستی را بر روی آن هل می دهد و یا می کشد . حرکت دادن چرخ دستی بر روی این سطح شیبدار به مراتب راحت تر از بالا کشیدن آن از پله ها است.

احتمالا مصریان برای ساختن اهرام خود از سطوح شیبدار استفاده کرده اند. این اهرام بناهای برج مانندی هستند که تا به امروز دوام آورده اند . بزرگترین هرم 146 متر ارتفاع دارد و در 2600 سال قبل از میلاد مسیح ساخته شده است . در این ساختمان عظیم آنقدر سنگ به کار رفته که برای کشیدن یک دیوار به دور زمین ، به ضخامت یک آجر و ارتفاع سه آجر ، کافی است! تمام این تخته سنگ ها با استفاده از نیروی بازوی بردگان و اهرم و سطح شیبدار به مجل خود انتقال داده شده اند.

آوردن تخته سنگ ها از معادن سنگ مشکل دیگر مصریها بود. کشیدن تخته سنگ های بسیار بزرگ بر روی زمین ناهموار امکان پذیر نبود. آنها با قرار دادن این تخته سنگ ها بر روی غلتک هایی که از تنه ی درختان بزرگ درست شده بودند، بر این مشکل غلبه کردند. این غلتک ها همانند چرخ عمل می کردند و تخته سنگ ها به وسیله ی آنها به محل اهرام کشیده می شدند و شما نیز می توانید با قرار دادن یک کتاب بر روی تعدادی مداد ، این ایده ی آنها را امتحان کنید . کتاب را هل دهید و ببینید که چه راحت بر سطح زمین حرکت می کند.

 

امروزه نیز کارگران برای ساختن ساختمان ها در مواردی خاص از سطوح شیبدار استفاده می کنند . الوار ها از وسایلی هستند که حتما در محل ساختمان سازی به چشم می خورند و از آنها برای مرتبط ساختن داربست ها استفاده می شود. کارگران چرخهای دستی پر از آجر یا مخلوط سیمان و ماسه را نیز بر روی الوارها از طبقه ای به طبقه ی دیگر می برند.

در مناطق کوهستانی جاده ها را به صورت سطوح کم شیبی می سازند که از یک سمت به سمت دیگر امتداد دارند ، چرا که پیمودن یک شیب آرام ولی طولانی به مراتب ساده تر از بالا رفتن از یک سراشیبی تند اما کوتاه است.

 (ادامه دارد)

تهیه و تنظیم : فاطمه قربانی



Can you lose weight by doing yoga?
یکشنبه 12 شهریور 1396 08:25 ب.ظ
Inspiring story there. What occurred after? Good luck!
نا شناس
جمعه 26 آذر 1395 05:27 ب.ظ
عالی بود. ممنون
علی رضا
جمعه 25 دی 1394 10:04 ب.ظ
سلام خسته نباشیدمیخواستم بدانم مرکزثقل ومرکزجسم جه تفاوتی د
دارندوایامرکزثقل ومرکز جسم میتواننذبایکدیگربرابر باشند.تحت جه شرایطی متشکر هستم
بهراد
شنبه 7 آذر 1394 09:56 ق.ظ
باعرض سلام و خسته نباشید
پیدا کردن مرکز ثقلی اجسام هندسی مختلف چگونه است؟
برای مثال چگونه باید مرکز ثقلی لوزی یا بیضی و ... را بدست آوریم؟
خواهشمندم پاسخ را برایم ایمیل کنید
با تشکر فراوان
تزوکا کونیمیتسو
یکشنبه 10 آبان 1394 09:40 ب.ظ
منظئر از ثقل قنات چیست
تزوکا کونیمیتسو
یکشنبه 10 آبان 1394 09:37 ب.ظ
مرسییییییییییییییییییییییی دارین
ن
چهارشنبه 4 اردیبهشت 1392 11:00 ب.ظ
خیلی عالی بود.
پریا
شنبه 17 دی 1390 08:01 ب.ظ
سلام ٰ کارتون حرف نداره
hassan
شنبه 29 آبان 1389 05:42 ب.ظ
کارتون حرف نداره استفاده کردم اما تفاوت مرکز جرم و نقطه ثقل چیه؟
پاسخ : جناب آقای hassan سلام
به طور ضمنی این دو کلمه یک مفهوم را در بر دارند در واقع مرکز جرم نقطه ای است که می توان فرض کرد نیروی ثقلی (یا گرانشی ) فقط به آن نقطه وارد می شود (در واقع نیروی گرانش به تمام نقاط جسم وارد می شود) اما از نظر قوانین دینامیک جسم رفتار انگارتمام جرم جسم در همان نقطه وجود دارد ولی باید دقت کرد که جرم با ثقل تفاوت دارد در واقع جرم میزان مقاومتی است که جسم در برابر تغییر وضعیت از خود نشان می دهد( البته برخی از منابع جرم را با مقدار ماده یکسان در نظر گرفته اند ) ولی ثقل نیرویی است که از طرف زمین (یا هر سیاره ویا ستاره دیگر) برجسم وارد می شود جرم همه جا ثابت است ولی ثقل در مکان های مختلف متفاوت است مثلا نیروی ثقل در کره ماه 6/1 زمین است
موفق با شید (صفوی)
ساینا
پنجشنبه 3 دی 1388 08:58 ب.ظ
سلام.از مطالبت ممنون
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


برای دسترسی به کلیه مطالب به صورت طبقه بندی شده، اینجا راکلیک فرمایید