فیزیک کات دار- نگاهی به شوت کات دار از جنبه فیزیکی-اثر مگنوس

چرا شوت کات دار، انحنا دارد؟

صحنه ی گل روبرتو کارلوس را مرور کنیم: 

 

 

 

هیچگاه به این فکر کرده اید که چرا وقتی توپی را طوری شوت میکنیم که به دور خودش بچرخد، کات بر میدارد و از لحاظ افقی هم منحنی وار حرکت میکند؟۱

این اتفاق به خاصیت سیالات و خصوصا اینجا هوا ربط دارد.۲

توپ کات دار۳ یک حرکت مستقیم دارد و یک حرکت وضعی (حرکت به دور خودش)

اگر حرکت مستقیم توپ و سکون هوا را با سکون توپ و حرکت هوا در جهت مخالف جایگزین کنیم۴ مشاهده میکنیم حرکت وضعی توپ باعث میشود یک نیمکره (چپ یا راست با توجه به جهت حرکت توپ و جهت کات به داخل یا به بیرون) هم جهت با حرکت هوا و دیگری در خلاف جهت حرکت هوا باشد، این نیمکره ها روی سرعت هوای مجاور تاثیر گذاشته و نیمکره ی هم جهت با هوا، سرعت هوا را بیشتر میکند و نیمکره ی مخالف، سرعت را کاهش میدهد.

طبق معادله ی برنولی، سرعت و فشار رابطه معکوس دارند فلذا فشار هوای یک طرف از دیگری بیشتر خواهد بود و به توپ نیروی خالص وارد میکند و توپ شتاب مرکزی پیدا میکند و حرکت انحنا دار شروع میشود.

به این اثر یا نیروی مگنوس گفته میشود. 

 

 

 

۱- علاوه بر انحنای عمودی که بخاطر حرکت پرتابی در اثر گرانش زمین طبیعتا نباید جای سوال داشته باشد!

۲-چراکه توپ در هوا شناور است

۳- بدون در نظر گرفتن انحنای ایجاد شده توسط کات

۴-بدلیل نسبی بودن حرکت و سرعت میتوان این کار را انجام داد.مثل اینکه ماشینی به سمت شخصی ساکن با تندی ۷۰ کیلومتر بر ساعت در جهت شرق حرکت کند ولی ما فرض کنیم ماشین ساکن است و شخص با همان سرعت ولی در جهت غرب ( جهت مخالف) در حرکت است.

الکتریسیته

الکتریسیته از حضور اضافی یا کمبود الکترونها نسبت به پروتونها ناشی میشود.

عامل بار منفی، الکترون ها هستند.اما بار مثبت را پروتونها ایجاد میکنند.

ولی بعلت سنگین بودن، پروتونها معمولا در اجسام مقدار ثابتی دارند و این الکترونها هستند که با جابه جا شدن، مجموع بار الکتریکی را تغییر میدهند.

بعنوان مثال اگر جسمی الکترون بگیرد، چون تعداد الکترونهایش از پروتونهایش بیشتر میشود، بار منفی پیدا میکند و اگر الکترون از دست بدهد، بار مثبت خواهد داشت.

 

دانستنی:

الکترون ذره ای بنیادی است، یعنی از چیزهای دیگری ترکیب نشده و نمیتوان به اجزای کوچک تری تقسیمش کرد.

ولی پروتونها از مجموع کوارک هایی تشکیل شده اند که بعنوان مثال هر کوارک سهمی در ایجاد بار مثبت آن پروتون خواهد داشت.

مقابله با کرونا=خود قرنطینگی

علی رغم بی ارتباطی موضوع وبلاگ با مسائل بهداشتی، تصمیم به این گرفتم که برای مقابله راحت با کرونا به دانش آموزان عزیز و دیگران چند توصیه بکنم.زیرا برخلاف ادعای رسانه ها، اخیرا موارد بسیاری از فوت افراد جوان و بدون بیماری زمینه ای یا ضعف ایمنی پیدا شده که به معنای در خطر بودن همه ماست.در ضمن نداشتن علامت طرف مقابل، به معنای آلوده نبودن نیست چراکه تا دو هفته این بیماری علامتی ندارد!

۱-در خانه بمانید و حتی در صورت عدم تعطیلی مدارس و دانشگاه ها، درس هارا در خانه خودتان مطالعه کنید.جان انسان مهمتر است یا درس؟ (این حرف را کسی میزند که از ابتدای تحصیل عاشق درس بوده و هست! )

۲-به مهمانی نروید!

۳-به هیچ مکان عمومی، من جمله اتوبوس نروید.

به عبارتی راز عدم ابتلا، خود قرنطینگی است.هرچند دولت به فکر مردم نیست و قرنطینه را انجام نمیدهد، بیاییم خودمان این کار را انجام بدهیم.

سیاهچاله ها (تولد ستاره)

پس از انفجار،سیاهچاله موادی که بلعیده بود را به بیرون پرت میکند و این مواد به سحابی ها می پیوندند.

سحابی ها از باقیمانده ی سیاهچاله ها یا هرگونه مواد بین ستاره ای تشکیل شده اند.این مواد به مرور به محلی برای تولد یک ستاره ی جدید تبدیل میشوند.چراکه تحت جاذبه ی بینشان،به هم جذب شده و تشکیل ستاره و منظومه ای از سیارات در اطرافش میدهند.

 

سحابی شکارچی

 

۱- اتمام سوخت یک ستاره

 

۲- تبدیل شدن به غول قرمز

 

۳- فرو ریختن به یک کوتوله سفید

 

۴- تبدیل به ستاره نوترونی

 

۵- سیاهچاله

 

۶- مرگ سیاهچاله

 

۷- تولد ستاره

 

سیاهچاله ها (مرگ سیاهچاله)

سیاهچاله ها کاملا سیاه نیستند.یعنی تابش هاوکینگ از آنان ساطع میشود.بر اساس هم ارزی جرم و  انرژی، با تابش، جرمشان کمتر میشود.به اصطلاح تبخیر میشوند.البته میزان تبخیر به جرم سیاهچاله یا همان قدرت جاذبه اش بستگی دارد.

هرچه سیاهچاله سنگین تر باشد، دیرتر تبخیر میشود.تا حدی که برخی از سیاهچاله ها اصلا جرمشان کم نمیشود و تابشی که دریافت میکنند(تابش زمینه ای کیهانی) بیش از تابش خودشان است و جرمشان زیادتر میشود.

اما سیاهچاله های کم جرم تر، هرچه بیشتر تبخیر میشوند، تابش بیشتری پیدا میکنند و در نهایت حیات سیاهچاله به یک انفجار ختم میشود! تمام مواد باقیمانده درونش را به بیرون پرتاب میکند.

 

 

 

۱- اتمام سوخت یک ستاره

 

۲- تبدیل شدن به غول قرمز

 

۳- فرو ریختن به یک کوتوله سفید

 

۴- تبدیل به ستاره نوترونی

 

۵- سیاهچاله

 

۶- مرگ سیاهچاله

 

۷- تولد ستاره

 

مقاومت الکتریکی

فرض کنیم جریان الکترون ها درون سیم، موسوم به جریان الکتریکی، همچون دوندگانی هستند در مسیر مسابقه.

مقاومت الکتریکی به معنای برخورد بین این الکترون ها و ذرات درون سیم است.

انگار که در مسیر دوندگان،انواع مختلف موانع قرار داشته باشد که با دوندگان برخورد کنند.این برخورد ها باعث ایجاد گرما میشود و انرژی هدر میرود.

موانع میتوانند ذرات خود سیم باشند یا ناخالصی های موجود باشند.اگر دما افزایش یابد،مقاومت هم افزایش می یابد.یعنی تحرک موانع افزایش یافته و احتمال برخورد بالا میرود.

همچنین با کاهش دما،مقاومت کمتر میشود.اما این مسئله تا حدی ادامه دارد چون امکان حذف ناخالصی ها وجود ندارد.پس از جایی به بعد با کاهش دما،مقاومت دیگر کاهش نمیابد.

اما موادی وجود دارند که به علل کوانتومی،از یک دمای بحرانی به پایین،هیچ مقاومت الکتریکی از خود نشان نمیدهند و تبدیل به ابررسانا میشوند.

 

 

گرما و دما چیستند؟

گرما چیست؟

برای ما،پر واضح است که گرما شکلی از انواع انرژی است.مثلا ممکن است انرژی الکتریکی در لامپِ رشته ای،بر اثر مقاومت الکتریکی لامپ،به گرما تبدیل شود.

اما فیزیکدانان از ابتدا نمیدانستند که گرما نوعی از انرژی است.آنان گرما را چیز دیگری می دانستند.بعنوان مثال در قرن هیجدهم میلادی،نظریه کالریک برای توضیح گرما به کار برده میشد.و نظریه کالریک به این معنا بود که هر جسمِ گرم،مقداری از یک سیال نامرئی را در خود دارد که باعث گرمایَش میشود و برای انتقال گرما،باید این سیال جا به جا شود.

البته برخی فیزیکدانان حدس هایی میزدند اما در نهایت آزمایشهای آقای ژول بود که واقعا به ما فهماند که گرما نوعی انرژی است چراکه این آزمایشها ارتباط بین انرژی مکانیکی و گرما را مشخص میکرد.

 

دما چیست؟

دما یک کمیت آماری است.به این معنا که دما به میانگین انرژی جنبشی ذرات یک جسم بستگی دارد.پس معیار خوبی از انرژی گرمایی سیستم است.

برای یک بحث کامل تر از دما، اینجا کلیک کنید

اما در پایان خوب است که یاد آوری شود که میزان انرژی گرمایی به میزان ماده هم بستگی دارد.بعنوان مثال فرض کنیم دو ماده داشته باشیم یکی با هزار مولکول و دیگری با یک میلیون مولکول.وقتی دما در هر دو برابر است،انرژی مولکول ها برابرند.مثلا هر مولکول ایکس ژول انرژی دارد.پس ماده ی دوم انرژی گرمایی اش،هزار برابر بیشتر از اولی خواهد بود چراکه در ماده اول هزار مولکول با انرژی ایکس ژول داریم یعنی هزار ایکس ژول ولی در ماده دوم،یک میلیون ایکس ژول.

 

 

 

کشورها با بیشترین جایزه نوبل فیریک

 

البته لازم به ذکر است که بسیاری از برندگان نوبل آمریکا یا کشورهای مهاجر پذیر،اصلیتی دیگر دارند...

شاید هنر اصلی آنان،فراهم کردن شرایط برای میزبانی از برندگان نوبل آینده است.

تدریس

آموزش مفهومی فیزیک                      با  قیمت مناسب 

تدریس حضوری در مشهد      تدریس مجازی توسط اسکایپ