فیزیک
just fizik& nothing more
|
موقعیت جهانی انرژی
مقدمهآنچه از واژه کار در اذهان عمومی وجود دارد، با آنچه که در علم فیزیک به عنوان کار تعریف میشود، تفاوت دارد. در نظر عامه مردم هرگونه تلاش یا فعالیت را که از طرف یک شخص انجام میشود، کار میگویند، گو اینکه نتیجه این عمل مثبت ، منفی یا بی نتیجه باشد. اما از نظر علم فیزیک عامل انجام کار نیرو است و تنها در شرایط خاصی که عمل نیرو منجر به جابجایی جسم شود، میتوان به عمل نیرو واژه کار را اطلاق نمود. بنابراین اگر نیرویی بر یک جسم وارد شده ، ولی نتواند آن را جابجا کند، کار انجام یافته توسط نیرو صفر خواهد بود. رابطه کارفرض کنید که جسمی به جرم m در یک نقطه معین قرار دارد. بر این جسم نیروی ثابت F را به مدت معین t وارد کرده و آن را در راستایی که با امتداد نیرو زاویه حاده θ میسازد، به اندزه r جابجا میکنیم. در این صورت مقدار کار انجام شده بر روی جسم از رابطه زیر حاصل میشود. W= F. r= FrCosθ
محاسبه یکای کاریکای کار را میتوان از رابطه W=F.r حساب کرد. اگر برای سادگی فرض کنیم که بردار r در راستای بردار F باشد، در این صورت مقدار کار با حاصلضرب معمولی مقادیر عددی دو بردار F و r برابر خواهد بود. یعنی W=Fr خواهد بود. همچنین از مکانیک تحلیلی میدانیم که یکای نیرو برابر نیوتن (N) و یکای طول (r) برابر متر (m) است.بنابراین یکای کار برابر Nm خواهد بود. به افتخار ژول این واحد را ژول مینامند، یعنی یک ژول کار برابر با یک نیوتن در متر کار است. محاسبه کار یک نیروی متغیراگر چنانچه نیروی F که عامل انجام دهنده کار است، مقدار ثابتی نباشد، یعنی در طول زمان متغیر باشد، در این صورت باید از یک رابطه انتگرالی برای محاسبه کار استفاده کنیم. در واقع مفهوم این مطلب را میتوان اینگونه بیان کرد که فاصله جابجایی را به قسمتهای بسیار کوچک dr تقسیم میکنیم که در آن F مقداری ثابت است. سپس کار انجام شده در المان dr را محاسبه کرده و آنها را باهم جمع میکنیم و این در واقع همان مفهوم انتگرال است. اهمیت کارکار در واقع مفهوم بسیار مهمی است که در علم فیزیک نقش بسیار اساسی بازی میکند. به عنوان مثال با استفاده از مفهوم کار میتوان در مورد یک دستگاه فیزیکی ، کمیتی به نام توان را تعریف کرد. توان عبارتست از کار انجام شده در واحد زمان بر روی دستگاه ، یا اینکه در مکانیک تحلیلی برای توصیف حرکت ذرات از قضیه کار انرژی جنبشی استفاده میکنند. ارسطو شاگرد افلاطون در کتاب خود " متافیزیک " به بررسی هستی همانطور که هست پرداخته است. او در این کتاب از افلاطون انتقاد کرده که وی نه به مفهوم هستی پرداخته و نه به علت هستی. ارسطو در این کتاب، طبیعت را هر آن چه اصل حرکت و سکونش را داراست می داند. بررسی ثبات و نهایت از دیگر موضوعات مطرح شده در این کتاب است. ارسطو به این اشاره می کند که اندیشمندان Eleate هستی را نفی می کردند، هراکلیت دیگر فیلسوف یونانی حرکت را در نظر گرفته بود و افلاطون ثبات در ایده را مطرح کرده بود. ارسطو انتقاد می کند که افلاطون حرکت را به عنوان علت تغییر در هستی قبول نداشت و از نظر ارسطو، ثبات در دیدگاه پارمنیدس یک پرسپکتیو شوم برای فیزیک است.
يكي از هيجان انگيز ترين برداشت ها از نظريه انيشتين مربوط به خود او نبود ، بلكه از هرمان مينكوفسكي بود . مينكوفسكي ايده هاي انيشتين يعني فضا_زمان را به شكل ترسيمي و قابل تجسم درآورد . تصويري كه او كشيد مخروط نور ناميده مي شود و وقوع يك رويداد را در نقطه اي از فضا_زمان نمايش مي دهد . اگر چشمانمان را از رويداد به سمت بالاي صفحه حركت دهيم ، نتايج بعدي آن رويداد را شاهد خواهيم بود . در صورتي كه به سمت پايين رويداد حركت كنيم ، ناظر تمامي وقايعي مي شويم كه مي توانيته اند واقعه مورد بحث راتحت تاثير قرار دهند . همچنين ، اگر در طول صفحه به كناره ها حركت كنيم وقايعي را مشاهده مي كنيم كه همگي در همان زمان ، ،ولي در نقطه اي ديگر از فضا ، به وقوع مي پيوندند . دو مخروطي كه گسترش مي يابند ، دربرگيرنده تمامي رويداد ها هستند ، چه مربوط به تمامي وقايع گذشته كه مي توانسته اند رويداد مورد بحث را تحت تاثير قرار دهند باشند ، و چه مربوط به تمامي وقايعي كه در آينده رخ مي دهند و امكان دارد از رويداد مورد بحث تاثير پذيرند ؛ تاثيري كه با سرعت نور يا كمي كمتر از آن حركت مي كند . تمامي رويداد هاي ديگر ، وراي حالت عادي (كه شامل ارتباط هاي با سرعت كمتر از سرعت نور نسبت به رويداد مورد بحث مي باشند ) قرار مي گيرند. حد فاصل درون مخروط نوراني و بيرون آن ، ديواري از نور وجود دارد ، دقيقا مشابه ديوار صوتي كه وقتي هواپيمايي به سرعت صوت مي رسد تشكيل مي شود . اين مقايسه را براي آن كرديم كه بر اساس نظريه نسبيت هيچ چيز نمي تواند سريع تر از نور حركت كند . بنابراين براي همه مواد ،ديواري از نور وجود دارد . |
|
[ طراح قالب : پیچک ] [ Weblog Themes By : Pichak.net ] |