|
دوشنبه 4 بهمن 1395
|
|---|
دستگاه دوک بالارونده از دو سطح شیب دار
تشکیل شده. سطحهای شیبدار هر کدام از دو میله تشکیل یافته اند. شیب سطحها
به نوعی است که در وسط ارتفاع آنها بیشتر و در دو انتها ارتفاع آنها کمتر
می باشد. طبق قانون پایستگی انرژی مکانیکی باید همواره مجموع انرژیهای
جنبشی و پتانسیل ثابت باقی بماند. بنابراین وقتی جسمی پایین یک سطح شیب دار
در حالت سکون قرار دارد چون انرژی مکانیکی کل آن صفر می باشد باید کماکان
در پایین سطح شیب دار بماند مگر اینکه با انجام کار بر روی آن، جسم را به
بالای سطح شیب دار منتقل کنیم که در این صورت انرژی پتانسیل گرانشی آن و در
نتیجه انرژی مکانیکی کل آن افزایش می یابد. بنابراین برای اینکه جسمی از
پایین یک سطح شیب دار به بالای آن برود باید بر روی آن کار انجام شود.
در اینجا وقتی دوک را پایین سطح شیب دار
قرار می دهیم به نظر می رسد که بر خلاف قانون پایستگی انرژی مکانیکی جسم
از پایین سطح شیب دار به بالای آن می رود. اما در واقع این چنین نیست. دوک
به علت شکل مخروطی ای که دارد در وسط دارای شکم ضخیمی بوده که همین شکم
باعث می شود دوک موقع بالا رفتن ظاهری از سطح شیب دار در واقع به ارتفاع
پایینتری برسد. و موقعی که به ظاهر پایین سطح شیب دار است در واقع ارتفاع
بالاتری داشته باشد. بنابراین با دانستن این موضوع دیگر بالا رفتن ظاهری
دوک از سطح شیب دار چیز عجیبی نیست چون طبق قانون پایستگی انرژی مکانیکی
دوک موقع کم کردن ارتفاع خود انرژی پتانسیل خود را به انرژی جنبشی تبدیل
کرده و همین باعث بالا رفتن ظاهری دوک بر روی سطح شیب دار می شود.
|
پنجشنبه 23 دی 1395
|
|---|
Shock Diamonds or Mach Disks
این پدیده زیبا که اغلب در گاز خروجی جت ها و موشک ها هنگام برخاستن دیده می شود، حاصل اختلاف فشار گازهای خروجی از دهانه با فشار هوای محیط است. هنگامی که گاز از دهانه خروجی خارج می شود، فشار آن از فشار هوای اطرافش کمتر است. پس به درون فشرده می شود (فرآیند انقباض بی دررو). مانند یک توپ لاستیکی که اگر آن را خیلی فشرده کنیم دوباره به حالت اول باز گردد، گاز هم پس از فشرده شدن زیاد، دوباره شروع به انبساط می کند (انبساط بی دررو*)، در این حالت فشار گاز ممکن است دوباره از فشار محیط کمتر شود و باز عمل فشرده و منبسط شدن ادامه پیدا کند. در این رفت و برگشت، امواج مختلفی ایجاد می شود مانند "امواج ضربه‌ای مورب" و "امواج ضربه‌ای عمود". امواج ضربه‌ای مورب سبب فشرده شدن گاز می‌شوند و امواج ضربه‌ای عمود هنگامی ایجاد می‌شوند که گاز در حال انبساط است. زمانی که امواج ضربه‌ای مورب و عمود با هم همجهت می‌شوند، دیسک ماخ شکل می‌گیرد. در این دیسک به سبب همجهتی لحظه‌ای امواج ضربه‌ای، فشار و به دنبال آن دمای گاز افزایش می‌یابد و این افزایش دما باعث اشتعال سوخت مصرف نشده می‌گردد و در نتیجه این دیسک‌ها درخشان‌تر از سایر نقاط می‌شوند.
*فرایندهای بی‌دررو: به فرآیندهایی گفته می‌شود که در آن تغییرات در شاره به سرعت و ناگهانی انجام شود و فرصتی برای دررفت انرژی وجود ندارد.
@phystech
این پدیده در ارتفاعات بالای جو که فشار هوا کمتر از فشار گاز خروجی است نیز با کمی اختلاف در محل ایجاد دیسک‌ها رخ می‌دهد. همچنین سر لوله سلاح‌های جنگی نیز مجهز به (Flash Hider) است تا از اثر این پدیده کاسته شود. برای مطالعه بیشتر در این مورد، لینک زیر را (به زبان انگلیسی) ببینید:
http://www.aerospaceweb.org/question/propulsion/q0224.shtml
|
چهارشنبه 9 اردیبهشت 1394
|
|---|
 |
 |
 |
|
ترازوی روبروال (ترازوی دو کفه ای) |
ترازوی دو‌کفه‌ای آزمایشگاهی | قَپّان (ترازوی یک کفه‌ای) |
|---|
 |
| ترازوی دو کفه ای با رابط روبروال مخفی |
|---|
اگر چه بسیاری از دانش آموزان هرگز نام «ترازوی روبروال» را نشنیده‌اند، اما حتما از آن استفاده کرده‌اند. ترازوی دو کفه‌ای آزمایشگاهی ساختار روبروال را دارد که کفه‌ها را هنگام بالا و پایین شدن نگه می‌دارد. مهمتر اینکه، این ساختار از کج شدن کفه‌ها هنگام بالا و پایین شدن جلوگیری می‌کند، و این اصلی است که تضمین می‌کند مکان وزنه‌ها روی کفه‌ها تاثیری بر تعادل ندارد.
این مکانیزم تعادلی توسط ریاضیدان فرانسوی ژیل پرسون روبروال (1675-1602) اختراع شد. شاید اختراع او خیلی قابل توجه به نظر نیاید، اما آن را با اهرم ساده مقایسه کنید. چیزی که تعادل اهرم (الاکلنگ) را تعیین می‌کند مکان وزنه‌ها نسبت به تکیه‌گاه است. بسیاری از ترازوها برای توزین یک میله همراه با یک وزنه‌ی کشویی دارند. (حتی ترازوی دو کفه‌ای آزمایشگاهی یک وزنه‌ی کشویی برای تنظیم دقیق‌تر دارد.) تعادل یک اهرم ساده به فاصله‌ی وزنه‌ها از تکیه گاه بستگی دارد در حالیکه تعادل سیستم روبروال به فاصله وزنه‌ها از مرکز چرخش بستگی ندارد.
ادامه مطلب
|
دوشنبه 9 خرداد 1390
|
|---|
|
رنگین کمان پدیده‌ای نوری و جوی است. در اثر تابیدن خورشید به قطرات نم و رطوبت جو زمین طیفی از نور در آسمان به‌وجود می‌آید. این پدیده به شکل یک کمان رنگین در می‌آید. همواره رنگین کمان‌هایی که بواسطه‌ی نور خورشید بوجود می‌آیند در بخشی از آسمان درست در سوی مخالف خورشید ظاهر می‌شوند. در یک «رنگین‌کمان اصلی» (رنگین‌کمان پایین‌تر، و معمولاً روشن‌تر) رنگ قرمز در بخش بیرونی (یا بالایی) کمان، و بنفش در بخش درونی دیده می‌شود. این رنگین‌کمان با نوری که یک‌بار از قطرات آب باران بازتابیده بوجود می‌آید. در یک رنگین‌کمان دوتایی، ممکن است کمان دومی در بالا و بیرون کمان اصلی دیده شود، که ترتیب رنگ‌هایش معکوس شده است (رنگ قرمز در هر یک از دو رنگین‌کمان به سوی دیگری است). این رنگین‌کمان دوم با دوبار انعکاس نور در قطرات آب بوجود می‌آید. محدوده‌ی بین دو رنگین‌کمان تاریک است. دلیل این نوار تاریک این است که هنگامیکه نور زیر رنگین‌کمان اصلی از انعکاس قطره می‌آید، و نور بالای رنگین‌کمان دومی (بالایی) نیز از انعکاس قطره می‌آید، هیچ طرزکاری برای ناحیه‌ی بین یک رنگین‌کمان دوتایی وجود ندارد تا نور انعکاس یافته از قطرات آب دیده شود. رنگین‌کمان‌های سه‌تایی (در سبک و زاویه یکسان با رنگین‌کمان‌های دوتایی) غیر ممکن‌اند، چون انعکاس سوم از نور درون قطرات آب پرتوهایشان را تقریباً در جهت خورشید می‌تابانند، و از اینرو نامرئی هستند. ممکن است بعضی پدیده‌ها (نظیر «کمان‌های اضافی» خیلی نزدیک و درون کمان‌های اصلی) با «رنگین‌کمان‌های سه‌تایی» اشتباه گرفته شوند. همچنین برای یک ناظر غیرممکن است تا برای دیدن رنگین‌کمان حاصل از قطرات آب در زاویه‌ای غیر از زاویه مرسوم (که 42درجه با جهت مخالف خورشید می‌سازد) ترفندی بزند. حتی اگر ناظری ناظر دیگری را که به‌نظر می‌رسد «زیر» یا «در انتهای» یک رنگین‌کمان است ببیند، ناظر دوم رنگین‌کمان متفاوتی را، در همان زاویه‌ای که ناظر اول دیده بود، خواهد دید. از اینرو، یک «رنگین‌کمان» شیء فیزیکی نیست، و به‌طور فیزیکی نمی‌توان به آن نزدیک شد. یک رنگین‌کمان طیف پیوسته‌ای از رنگ‌ها را پوشش می‌دهد؛ نوارهای متمایز ساخته‌ی دید رنگی انسان هستند، و هیچ نوع نواربندی‌ای در یک عکس سیاه سفید از رنگین‌کمان مشاهده نمی‌شود (فقط شیب ملایمی از شدت به یک مقدار بیشینه می‌رسد، سپس با یک کمینه در طرف دیگر کمان محو می‌شود). برای رنگ‌هایی که با چشم انسان معمولی دیده می‌شود، توالی ذکر شده و به یاد مانده، در فارسی، هفت‌تایی نیوتن قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش است (که بطور مردم پسند به روش کلمه‌سازی قنزسآنب حفظ می‌شود). با این حال افراد کور رنگ رنگ‌های کمتری خواهند دید. رنگین‌کمان‌ها می‌توانند علاوه بر آب باران بوسیله‌ی اشکال زیادی از آب معلق در هوا مانند مه، افشانه، و شبنم معلق در هوا نیز بوجود آیند.
ادامه مطلب