اطلاع رسانی

8- ذره ای ا ز یک راس مثلثی متساوی الا ضلاع شروع به حرکت می کند و پس از پیمودن دو ضلع به راس سوم می رسد. مسافت پیموده شده چند برابر اندازه جابجایی اش است؟

9- الف- دقت اندازه گیری خط کش های معمولی بر حسب سانتی متر چقدر است؟ب- یک هزارم میلی متر چه نام دارد؟

10- کولیس را مناسب ترین وسیله برای سنجش کدام طول می دانید؟

11-الف- جرم یک جسم را معمولا از کدام طریق تعیین می شود؟ب-کمیت فیزیکی چه مفهومی دارد؟

12- ضریبی که مگا متر را به میلی متر تبدیل می کند چقدر است ؟

13- چرا برای هر کمیت اغلب یکاهای مختلف تعریف شده است؟

14- معیار هر کمیت که مقدار کل کمیت را از مقایسه به آن تعیین می کند چه نام دارد؟

15- اگر رابطه b 2 = a بین دوبردار a,b بر قرار باشد. کدام خاصیت در این دو بردار یکی است؟

16- در شکل مقابل “ هر ضلع مربع را یک بردار گرفته ایم c a

چند جفت برداری مساوی پیدا می کنید؟ d

ب- مسائل

1- دو بردار متعامد داریم که طول مجموع آنها 14 سانتی متر شدهاست. اگر طول یکی از آنها 6 سانتی متر باشد

طول دیگری چند سانتی متر است؟

2- دو نیروی هم اندازه تحت زاویه 60 درجه بر جسمی وارد می شوند . اندازه برآیند چند برابراندازه هر کدام است؟

3- دو نیروی به اندازه های 7 نیوتن و 12 نیوتن داریم . زاویه بین آنها چند درجه باشد تا اندازه بر آیند آنها 5 نیو تن شود.

4- دو بردار به اندازه های 30 و 40 واحد مطابق شکل داریم.

اندازه بر آیند آنها چند واحد است؟ ^ه75

5- اگر بر آیند 3 بردار در شکل مقابل صفر باشد b

بر آیند دو بردار b,c در چه جهتی خواهد بود؟ a c

6- نیرو های زیر را در مختصات دکارتی مشخص کرده و برآیند آنها را محاسبه کنید.

a( 3m, 30) , b(4m,90 ) ,c( 5m,180) , d( 12m , 270)

7- بر آیند سه نیرو به انداز ه های 7 و 15 و12 نیوتن صفر ششده است. بزرگی دو نیروی اول چند نیوتن اسیت؟

8- بردار های شکل مقابل هم اندازه اند . طول هر کدام چند سانتی متر باشد

تاطول بر آیند 4 سانتی متر شود.

9- در شکل مقابل اگر طول هر بردار 10 سانتی متر باشد “ طول بر آیند سه بردار a b

تقریبا چند سانتی متر خواهد بود؟ c

10- کامیونی ابتدا 40 کیلو متر در جهت جنوب سپس عمود به این مسیر 30 کیلو متر در جهت شرق حرکت می کند تا به نقطه اولیه برسد الف- جابجایی و مسافت پیموده شده توسط کامیون را تعیین کنید. ب- اگر این کامیون از همان نقطه اولیه ادامه مسیر دهد تا به

محل شروع حرکت برسد جابجایی چقدر است.

11- تبدیلات زیر را انجام دهید.

الف- 12 میلی ثانیه چند ثانیه و چند میکرو ثانیه است. ب- 10⁴*25 میکرو متر چند دکا متر است.

ج- ^5-10*4 کیلو گرم چند دسی گرم است. د- 10²*48 مگا متر چند سانتی متر است.

و- ^8-10* 126 ترا متر چند میلی متر است. ر- 10⁸*4 نا نومتر چند هکتو متر است.

12- بر آیند و تفاضل دو بردار که با یکدیگر زاویه 60 در جه می سازند را از طریق رسم تعیین کنید.

( بزرگی بردارها را دلخواه در نظر بگیرید)

13- دو بردار به بزرگی 120 نیوتن و 160 نیوتن در حالتهای زیر بر یک جسم اثر می کند

الف- هم راستا و هم جهت ب- هم راستا و مختلف الجهت ج- عمود بر هم د- تحت زاویه 37 در جه

14- متحرکی که روی محور ّxx از نقطه (10+) A شروع به حرکت می کند “ تا نقطه (40 +) B پیش رفته و از آنجا به نقطه (20-)C بر می گردد . جابجایی اش رویهم رفته چند واحد است؟

15- متحرکی دو جابجایی به اندازه های 4 و11 متر را بطور متوالی انجام می دهد در پایان حرکت فاصله اش از نقطه شروع

چند متر می تواند باشد؟

16- طول قدمهای کودکی 25/0 متر است. اگر 20 قدم در مسیری مستقیم پیش رفته و سپس 48 قدم در راستای عمود بر آن بر دارد “ اندازه تغییر مکان او از موضع اولیه چند متر خواهد بود؟

17- شخصی ابتدا 20 متر به سوی شرق “ سپس 30 متر به سوی جنوب و آنگاه 60 متر به سوی غرب حرکت می کند برزگی

جابجایی اش روی هم رفته چند متر است؟

18- یک گیگا ثانیه چند کیلو ثانیه است؟

19- الف- مساحت 1200 میلی متر مربع معادل چند سانتی متر مربع است؟ب- یک میلیارد میلی متر مکعب چند متر مکعب است؟

20- دانش آموزی هر روز مدت 2/5 دقیقه را در پاک کردن نوشته های نا درست خود می گذراند طی 7 روز چند دقیقه و

چند ثانیه از عمر با ارزش خود را در این کار بیهوده می گذراند؟

21- برای اینکه طول ^5-10*4/2 متر را با عددی اعشاری بنویسیم آن را بر حسب کدام واحد بیان کنیم تا کمترین تعداد صفر

دو عدد ظاهر شود؟

22- تفاضل دو طول 2000 میلی متر و 30 میکرو متر چقدر است؟

23- طول میله ای بر حسب سانتی متر a و بر حسب میلی متر با عدد b بیان شده است . نسبت a به b چقدر است؟

24- روی محور ّxox “ سه نقطه به مختصات(20+)a و(40+)b و (10-)c مفرو ض اند “ اندازه جبری

بر آیند بردار های ab,bc را بدست آورید.

الف- پرسش

1- الف) بردار مکان – و بردار تغییر مکان را تعریف کنید. ب) فرق بین آنها را بنویسید. ج) در یک دستگاه ( xoy) آنها را رسم کنید.

2- سرعت متوسط را تعریف کنید.

3- شتاب متوسط بین دو لحظه شیب خطی است که نمودار ………. را در آن دو لحظه قطع می کند.

4- شتاب را تعریف کنید و در چه صورت شتاب حرکت یک اتومبیل صفر است؟

5- شتاب لحظه ای برابر شیب مماس بر نمودار ….. در آن لحظه است.

6- شیب نمودار مکان – زمان معرف …….. است.

7- از روی نمودار مکان – زمان و سرعت – زمان چند نوع کمیت بطور جداگانه می تواند بدست آورد.

8- رابطه v²-v_o²=2ax را با استفاده از معادلات حرکت و سرعت در حرکت بر روی خط راست با شتاب بدست آورید.

9- حرکت یکنواخت چه نوع حرکتی است و معادله آن چیست.

10- الف) در حرکت یکنواخت چرا شتاب برابر صفر است؟ ب) در حرکت بر روی خط راست شتاب چگونه پدید می آید .

11-شیب خط مماس بر نمودار های سرعت- زمان و مکان – زمان متحرکی که بر روی خط راست حرکت می کند معرف چه کمیتهای

فیزیکی هستند؟رابطه ریاضی آن کمیتها را بنویسید.

12-الف- مسیر حرکت چیست ؟ با ذکر انواع و مقایسه آن ب- در چه نو ع حرکتی سرعت متوسط با سرعت لحظه ای برابر است؟

13-رابطه جابجایی با زمان حرکت شتابدار ثابت را بدست آورید:الف) مستقل از شتاب. ب) مستقل از سرعت ثانویه.

14- نمودار سرعت بر حسب زمان متحرکی مطابق شکل است

اولا : حرکت متحرک را در فواصل( AB,BC,CD ) نام برده و آنها را تعریف کنید. t 3 t

ثانیا: توضیح دهید با استفاده از این نمودار چگونه می توان مسافت طی شده بوسیله متحرک را بدست آورد

15- اگر اتومبیلی نصف مسیری را با سرعت km/h40 و بقیه مسیررا با سرعت km/h60 طی کندسرعت متوسط اتومبیل

چند کیلو متر بر ساعت است.

16- در چه مدتی از حال سکون سرعت یک متحرک نصف مسافت طی شده متحرک است.

17- شکل روبرو نمودار مکان- زمان متحرکی بر محور x ها است. c

شاخه های AB,DE پاره خط راست هستند . با دلیل پاسخ دهید. B D

الف- در فاصله زمانی 2 تا 3 ثانیه نوع حرکت چیست؟ A E

ب- در فاصله زمانی 5 تا 6 ثانیه جهت حرکت چیست؟

ج- در چه لحظه هایی جسم ساکن است t ( s) 6 F 5 4 3 2 1 0o

18- الف)آیا سرعت جسمی که شتابش به سمت غرب است می تواند به سمت شرق باشد؟

ب) آیا جهت سرعت جسمی که شتابش ثابت است می تواند تغییر کند.؟

19- نمودار شتاب- زمان متحرکی که از حال سکون و از مبدا مکان بر مسیر مستقیم

به حرکت در آمده به شکل روبرو ست بادرج خلاصه عملیات نمودار های

سرعت – زمان و مکان –زمان متحرک را در مدت فوق رسم نمایید

کولیس

یکی از ابزارهای دقیق در اندازه گیری کولیس است، کولیس ابزاری است که ما می توانیم اندازه تا1 میلیمتر را با آن اندازه گیری کنم. کولیس تشکیل شده است از یک خط کش اصلی که روی تقسیم بندی انجام شده که می توانند به صورت میلیمتری یا اینچ باشد. دوم، فک ثابت کولیس می باشد، فک سوم، فک متحرک کولیس، چهارم، شاخکهای داخل سنج است، پنجم، شاخک عمق سنج است، ششم یکسری اندازه گیری روی فک متحرک کولیس است که به آن ورنیه می گویند.

اولین تفاوت کولیس ها در طول خط کش آنها می باشد، دومین تفتوت در دقت اندازه گیری آنها می باشد که باهم فرق می کند و از نظر دت اندازه گیری به سه دسته تقسیم می شوند:

کولیس 1/0 2- کولیس 05/0 3- کولیس 02/0

* کولیس 02/0 دقتش از بقیه بیشتر می باشد. در مطالب گذشته گفتیم که روی فک متحرک کولیس اندازه گیری وجود دارد که به آن ورنیه گفته می شود، زمانیکه ما فک قابت و متحرک کولیس را کاملاًجمع می کنیم، ..... ورنیه کولیس کاملاً مقابل صفر خط کش کولیس قرار می گیرد: کولیس 1/0

در تقسیم بندی ورنیه به این شکل است که 9 ملیمتر از تقسیمات خط کش را به ده قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی کرده است. در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات ورنیه، 9/0 میلیمتر می شود واختلافات اندازه اولین تقسیم ورنیه با خط کش 1/0 ملیمتر می شود. در برخی از کولیس های 1/0 برای اینکه خواندن آنها راحتتر باشد، بدین صورت عمل میکند که 19 قسمت از تقسیمات خط کش را به ده قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی می کنند در این حالت فاصله هر دو خط، خط کش با یک خط و.رنیه 1/0 میلیمتر اختلاف پیدا می کنند: کولیس 05/0

تقسیم بندی ورنیه بدین شکل است که 10 میلیمتر از تقسیمات خط کش به 20 قسمت مساوی روی، ورنیه تقسیم بندی می شود، در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات ورینه 95/0 میلیمتر می شود و اختلاف اندازه اولین خط، خط کش با اولین خط ورنیه می شود 05/0 میلیمتر که به آن کولیس 05/0 می گویند. حال برای اینکه خواندن این کولیس راحت تر باشد، 39 قسمت از تقسیمات خط کش را به 20 قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی می کنند، در نتیجه بازهم فاصله هر دو تقسیم از تقسیم خط کش با یک تقسیم ورنیه، اختلافشان برابر 05/0 میلیمتر می شود. کولیس 02/0

تقسیم بندی ورنیه بدین شکل است که هر 49 قسمت از تقسیمات خط کش به 50 قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی ده است. در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات روی ورنیه می شود 98/0 میلیمتر واختلاف اندازه اولن خط ورنیه با اولین خط، خط کش می شود 02/0 میلیمتر که به آن کولیس 02/0 می گویند: طرز خواندن کولیس:

فرض کنیم کهما قطعه ای را با کولیس اندازه گرفتیم. در این زمان فک های ثابت و متحرک از هم باز می شود، و این باز شدن به اندازه قطعه می باشد و تقسیم بندی روی خط کش حرکت می کند و در محلی قرار می گیرد. اندازه ای که گرفته می شود از دو بخش تشکیل می شود، یک بخش اندازه اصلی است ودوم مقدار ریزتر آن اندازه است و وقتی مااین دواندازه را باهم جمع کنیم مقدار اصلی قطعه ما بدست می آید. برای خواندن اندازه ما به صفر ورنیه توجه می کنیم، اولین عدد در سمت چپ عضو ورنیه قرار بگیرد می شود اندازه اصلی قطعه ما. برای خواندن خورده آن برای اینکه بفهمیم که چقدر از دو میلیمتر بیشتر در قسمت راست صفر ورنیه توجه می کنیم که کدام اداره ورنیه با اندازه خط کش درست مقابل هم قرار گرفته اند، مثلاً اگر شماره چهار باشد آن ضربدر دقت کولیس می کنیم یعنی از 1/0 که می شود و 4/0 با عدد اصلی باشد جمع می کنیم در نتیجه اندازه کلی 4/2 میلیمتر می شود، میکرومتر.

یک هزارم نز از روی ریز سنج خوانده شده و به خوانده شده تا یک صرم افزوده می شود.

درجه بندی ورنیه روی پوشته به 10 قسمت تقسیم شده است اندازه کمانی که درجه بندی روی طبلک را می پوشاند. بنابراین تفاوت میام یکی از تقسیمات روی ورنیه و یکی از تقسیمات روی طبلک عادل یک دهم تقسیم بندی روی طبلک یا به عبارت دیگر برابر هزارم میلیمتر است.

ترازو وسیله ای برای سنجشوزن و نیز مشخصات اجسام در مواردی که به گونه ای به وزن آنها مرتبط می شود، مانند مخصوص و تعیین وزنی همبسته(آلیاژ)های فلزی. واژه ی ترازو در فارسی میانه(پهلوی) به صورتZU –G – tara(مکنزی، ذیل واژه) آمده که بازمانده ی A tara* ایزانی باستان(ریشه ی AZ به معنای انتقال دادن) است(نیبرگ، ذیل واژه). رایجترین معادل آنت در عربی«میزان» است که عموماً برای نامیدن ترازوهای معمولی به کار می رود، اما نامهای مختلفی برای انواع ترازوها وجود داردتاز جمله قِسطاس، شاهین(نه در معنای عقربه ی ترازو)، تُریس، مِحمَل(ترازوهای ویژه ی وزن کردن طلا)، حَبّابَه، قَبّان/ قپان* و قَرّسطون*(د. اسلام، چاپ دوم، ج7، ص 195).

ریز سنج Micrometer

میکرومتر به ابزارهای دقیقی گفته می شود که برای اندازه گیری های کوچک به کار می رود و معمولاً عمل اندازه گیری با آن با چرخاندن پیچ تنظیم که گام دندانه ی بسیار ظریفی دارد، انجام می شود. قاب ریز سنج نغعل شکل و یک سر آن دارای فک ثابت سخت و آبداده و سر دیگر آن مجهز به طبلک مدرج است. ریز سنج ابزار دقیقی است که کاربرد گشسترده ای در اندازه گیری های تا یک صدم یا حتی تا یک هزارم میلی متر دارد. ریز سنج در انواع و اندازه های گوناگون و برای اندازه گیری های درونی بیرونی و عمق قطعه کار ساخته شده است. گام پیچ محور ریز سنج 0/5 میلی متر است(20 دندانه در هر سانتی متر) بنابراین هنگامی کهطبلک به اندازه ی یک درجه چرخانده می شود فک متحرک اندازه گیری به اندازه 0/01 میلی متر به سوی فک ثابت یابر عکس حرکت می کند. خط طولی پیوسته با خط ریز عمودی با فاصله مساوی یک میلیومتر تقسیم بندی شده است. تقسیم بندی بالای خط طولی از صفر آغاز شده و خطی که با رقم 5 نمایانده شده نمایش پنج میلی متر و خطی که با رقم 10 نماینده شده نمایش 10 میلی متر و ... است. تقسیم بندی پایین خط از 0/5 میلیمتر آغاز شده و بع ترتیب تنمایاتنگر 0/5 و 1/ ،

/ میلی متر است.

لبه شیب دار طبلک به قسمت مساوی تقسیم شده و هر فاصله نمایانگر یک صدم میلی متر است. برای خواندن ریز سنج بر حسب صدم میلی متر اندازه ی خوانده شده بر روی پوسته با شنماره ای از طبلک که در امتداد خط طولی پوسته قرار گرفته است جمع می شود.

ریز سنج رادیوئی Radio Micro Meter

ابزاری بسیار حساس برای اندازه گیری تابش های گرمائی، عبارت است از یک ترموکوپل مستقیماً متصل به تک حلقه مسی که سیم پیچ یک گالوانومتر حساس را تشکیل می دهد.

ریز سنج ورنیه دارVernier Caliper

روش استفاده از ریز سنج هائی که تا هزارم میلی متر مدرج شده باشند نیز مانند ریزسنج هائی است مه تا یکصدم میلی متر ندرج شده اند با این تفاوت که در ریز سنج های ورنیه دار اندازه ی اضافی یکی دیگر از ابزارهای دقیق میکرومتر می باشد، که در انواع مختلف ساخته می شود، به این شکل که ما میکرومتر خارج سنج داریم که می تواند سطح خارجیاجسام را اندازه بگیرد و میکرومتر داخل منبع که سطح داخلی اجسام را اندازه گیری می کند. میکرومتر نیز از بخشهای مختلفی تشکیل شده است، که عبارتند از: فک ثابت میکرو.متر- فک متحرک میکرومتر- استوانه مدرج و یا همان خط کش میکرومتر، پوسته مدرج یا ورنیه میکرومتر کمانی که برای گرفتن میکرومتر از آن استفاده می شود. در قسمت انتهایی میکرومتر یک جغجغه است و اهرمی که در موقع اندازه گیریری ، قفل می شود. طرز کار با میکرومتر:

در میکرومتر هم مانند کولیس اندازه می تواند اینچ یا میلیمتر باشد، اندازه طول خط میکرومتر به صورت

میلیمتر، میلیمتر می باشد، یعنی اینکه ما یک نوع میکرومتر داریم که از مقدار صفر تا میلیمتر را اندازه می گیرد. و باز میکرومتری داریم که از تا میلیمتر را اندازه می گیرد و به بالا.

طرز خواندن میکرومتر:

گر به خط کش میکرومتر توجه شود دیده می شود که دارای یک خط افقی است یکسری تقسیم بندی بالای خط افق است، و یکسری زیر خط افق است، تقسیم بندی که بالای خزط افق است فاصله بین آنها یک میلیمتر است، و تقسیم بندی که زیر خط افق است فتصله بین انها میلیمتر می باشد. استوانه مدرج وجود دارد که روی خط کش اصلی ما حرکت می کند، معمولاً میکرومترها با دقت 01/0 میلیمتری ساخته می شوند. اگر دقت کنیم، میبینیم که روی ورنیه از صفر تا 50 قسمت مساوی تقسیم بندی شده است. حال فرض می کنیم قطعه ای را اندازه گیری کردیم و می خواهیم اندازه آن را بخوانیم، برای خواندن میکرومتر بدین صورت عمل می کنیم که به آخرین خط، خط کش که زیر ورنیه مشخص است، دقت می کنیم. این اندازه اندازه اصلی ما است. برای بدست آوردن مقدار خورده آن، توجه می کنیم که کدام خط ورنیه رو به روی خط، خط کش یه صورت کامل قرار گرفته است:

ترازو:

ترازو یکی از قدیمیترین ابزارهاست و قدمت ساخت آن، با استناد به تصاویر بعضی انوااع آن در مقبره های فراعنه ی مصر، به حدود پنج هزار سال پیش از میلاد می رسد.(بریتانیکا؛ ذیل"balance"). همچنین در عهد عتیق(مثلاً سفریدایش، 16:23؛ سفر لاویان، 36: 19) اشره هایی به ترازو وجود دارد. در قرآن نیز به «میزان»(مثلاً الرحمن:7/9) هم به معنای ابزار سنجش وزن و هم به مفهوم وسیله ی برپا داشتن عدل اشاره شده است. در دوره ی اسلامی، ترازوعلاوه بر وزن کردن اجسام، اجسام کاربردهایی دیگری نیز داشته است، از جمله در اندازه گیری زمان و تنظیم خودکار دستگاههای مکانیکی(رجوع کنید به ادامه ی مقاله؛ ساعت*) در مفاهیم انتزاعتر در ریاضیات، از ترازو برای به دست آوردن نسبتهای مستقیم و معکوس استفاده می شده است(خازنی، ص 141-145). ابوریحان بیرونی نیز(ص 25، 48- 49) از ترازو برای نشان دادن نسبتهای معکوس و برای توضیح مفاهیمی در جبر و مقابله(در حل معادلات درجه اول) استفاده کرده است. ساخت ترازو و کار با آن در عالم اسلام در دحوزه ی علم الاوزان و الموازین(یکی از فروع ریاضیات) بررسی می شد(قطب الدین شیرازی، بخش 1، ص154- 155؛ طاشکوپری زاده، ج1، ص352). گاهی کیمیاگری را نیز علم المیزان، به معنای علم مقیاسها یا علم اندازه گیریهای دقیق، می نامیده اند، زیرا در تهیه ی انواع اکسیرها، انتخاب نسبت درست از اجزای تشکیل دهنده ی آن موضوع بسیار مهمی بوده(د. اسلام، ج7، ص 198).

ساده ترین ترازوها از یک شاهین و دوپله(کفه) تشکیل می شود. جسم را برای وزن کردن در یک پله و وزنه ها را در پله ی دیگر قرار می دهند، تا شاهینبه حالت تعادل در آید و وزن جسم معلوم گردد. اساس کار این تراوزها بر قوانین اهرم است و دانشمندان عالم اسلام، آرای مختلفی درباره ی به کارگیری آن داشته اند، از جمله الیاس منصیبینی(زنده در قرن چهارم) در رساله ی خود درباره ی تراوزها، ویژگیهای مطلوب ترازو را بر شمرده است(دوما، ج2، ص 448). به مرور زمان انواع ترازو، بر اساس نوع کاربرد آنها ساخته شد، برخی از آنها عبارتند از: قَپان، ترازوی آبی، و تراوزهای ترکیبی از جمله ترازوی حکمت. این ترازوها بسیار پیچیده تر از انواع معمولی و ساده ی ترازوها بودند و پله های بیشتری داشتند که تعداشان در پیشرفته ترین آنها به پمج پله می رسید(رجوع کنید به ادمه ی مقاله). وزن کردن اجسام در تراوزهای معمولی با نعلق ماندن پله ها در هوا صورت می گرفت، اما در ترازوی آبی، جسم مورد نظر در آب غوطه ور می شد، و بر اساس«اصل ارشمیدس»، وزن مخصوص آن به دست می آمد. در تراوزهای ترکیبی، وزن کردن هم در آب هم در هوا انجام پذیر بود. قپان نیز، بر خلاف ترازوهای دیگر، فقط یک پله داشت(رجوع کنید قپان*).

در کشورهای اسلامی ترازوهای گوناگونی ساخته می شد. به گفته ی مقدسی، جغرافیدان سده ی چهارم(ص 141)، صحت ترازوهای ساخته شده در حرّان زبانزد بود.

انرژی فصل اول کتاب فیزیک 1

انرژي و غذا

چرا شما به غذا نياز داريد؟ اگر شما به مقدار كافي غذا نخوريد چه اتفاقي مي افتد؟دليل مهم تغذيه ، كسب انرژي مي باشد. منبع اصلي انرژي بدن ما غذا است. البته غذا به تنهايي كافي نيست. شما به گاز نيز احتياج داريد و آن اكسيژن مي باشد. شما از طريق هوا اين گاز را تامين مي كنيد. غذا و اكسيژن با هم واكنش انجام مي دهند و انرژي مورد نياز شما را تامين مي كنند.

با توجه به انرژي مواد غذايي و انرژي لازم براي انجام هر فعاليت اين سوال مطرح مي‌شود كه :
چه موقع غذاي مصرف شده توسط ما براي انجام فعاليت كافي است؟چه موقع ما احساس ضعف مي كنيم؟ چه موقع ما چاق مي شويم؟!

وقتي ما غذاهاي متنوع به مقدارهاي مختلف مصرف مي كنيم ، كل انرژي دريافتي ما حاصل جمع انرژي هر غذا مي باشد و انرژي هر غذا حاصل ضرب مقدار غذا در انرژي موجود در غذا مي باشد . از طرف ديگر كل انرژي فعاليت هاي مختلف ، جمع انرژي هر فعاليت مي باشد و انرژي هر فعاليت حاصل ضرب زمان انجام فعاليت در آهنگ انرژي هر فعاليت مي باشد .
با توجه به مطالب گفته شده اگر انرژي كل مواد غذايي برابر يا بيشتر از انرژي لازم براي فعاليت ها باشد آنگاه ما قادر به انجام آنها خواهيم بود

٣-١-انرژي جنبشي وقتي با قدرت كافي جسمي را هل مي دهيم آن جسم شروع به حركت نموده و ممكن است شتاب دار حركت کند . انرژي كه ما صرف صرف هل دادن جسم مي كنيم به چه انرژي تبديل مي شود؟ در اين حالت ما مي گوئيم : انرژي ما به انرژي در حال حركت تبديل شده است و نام آن را انرژي جنبشي مي ناميم.

١- وقتي ماشين هل داده مي شود و ماشين به حركت در مي آيد . انرژي موجود در ماهيچه‌هاي افراد آزاد شده و به انرژي جنبشي ماشين تبديل مي شود. وقتي ماشين شتاب مي گيرد انرژي جنبشي آن افزايش مي يابد.
٢- وقتي ماشين با سرعت ثابت حركت مي كند تغييري در انرژي جنبشي ماشين روي نميدهد، اما با اين حال افرادي كه ماشين را هل مي دهند هنوز در حال انتقال انرژي هستند. در اين حالت دو نيروي وارد بر ماشين (يعني اصطكاك و نيروي آدم‌ها) اثر يكديگر را خنثي مي كنند.
٣- وقتي ماشين هل داده نشود. تنها نيروي وارد بر ماشين اصطكاك است و اين نيرو باعث كند شدن حركت ماشين مي گردد. انرژي جنبشي به مرور زمان كاهش يافته و به همان ميزان انرژي هوا آسفالت و اجزاء ماشين افزايش مي يابد.

وقتي ماشين متوقف مي شود ، ديگر هيچ انرژي جنبشي وجود ندارد.

انرژي شيميايي
انرژي موجود در مواد غذايي از چه نوع است؟ چرا بنزين مي تواند باعث حركت ماشين‌ها شود؟ چرا برگ گياهان مي توانند با جذب نور، ميوه بسازند؟ در تمامي مواد فوق مشاهده مي كنيم كه يك سري فعل و انفعال در ماده باعث تبديل انرژي مي شود.

آيا بوجود آمدن اين انرژي ها ، با قانون بقاي انرژي در تضاد نيست؟ در حقيقت ، پذيرش قانون بقاي انرژي، ما را به اين سمت هدايت مي كند كه انرژي جديدي به نام انرژي شيميايي تعريف كنيم.
به عبارت دقيقتر، انرژي شيميايي، انرژي است كه در واكنش هاي بين مولكولي آزاد مي گردد.
يكي از مواردي كه ما از انرژي شيميايي استفاده مي كنيم، سوخت ماشين ها مي باشد

انرژي نوراني

در روزهاي آفتابي وقتي در آفتاب هستيم احساس گرما مي‏كنيم ولي اگر به سايه برويم از گرما كاسته مي‏شود. آيا اين مطالب دلالت بر انرژي بودن نور مي‏كند؟
جنس نور، امواج الكترومغناطيسي است. البته فقط بخش كوچكي از امواج الكترومغناطيسي كه داراي طول موجهاي بين ٤٠٠nm تا ٧٠٠nm باشند براي ما مثل نور مي‏مانند.

انرژي كه در سيب وجود دارد ، باعث مي‏شود كه بخشي از انرژي مورد نياز بدن تأمين شود. اما با كمي دقت، مي‏توان انرژي سيب را با انرژي خورشيد مرتبط دانست.انرژي نور خورشيد باعث عمل فتوسنتز شده و طي عمل فتوسنتز گياهان ميوه توليد مي‏کنند. پس انرژي سيب به يك معني از خورشيد مي‏باشد.

انرژي الكتريكي همانطور كه مي‏دانيد بسياري از وسايل خانگي با برق كار مي‏كنند. چه ويژگي در وسايل زير باعث مي‏شود كه ما اعتقاد داشته باشيم برق انرژي دارد؟‌

نتيجه كار در وسايل فوق گرما، حركت، صدا … مي‏باشد ، كه تمامي آنها انرژي مي‏باشند و هيچ كدام از آنها بدون برق كار نمي‏كنند. پس مي‏توان نتيجه گرفت كه برق داراي صورتي از انرژي است، كه به آن انرژي الكتريكي مي‏گويند.

چرا انرژي الكتريكي تا اين اندازه به طور گسترده استفاده مي‏شود؟ دليل مهم اين امر انتقال راحت انرژي الكتريكي و سهولت در تبديل آن به ساير انرژي‏ها مي‏باشد. در ضمن انرژي الكتريكي براحتي قابل كنترل مي‏باشد.

انرژي گرانشي

وقتي توپي به سمت بالا پرتاب مي شود آنگاه توپ مقداري انرژي جنبشي دارد كه هر چه توپ اوج مي گيرد، مقدارش كاهش مي يابد. در نقطه اوج ، توپ هيچ انرژي جنبشي ندارد، اما در هنگام سقوط، انرژي جنبشي مجدداً ظاهر مي شود. در حين صعود انرژي جنبشي توپ چرا كم مي شود؟ آيا اين امر با بقاي انرژي در تضاد نيست؟

كم شدن انرژي جنبشي و ظهور مجدد ‌آن ، با كار انجام شده بر روي توپ قابل بيان مي‌باشد. وقتي توپ بالا مي رود، نيروي جاذبه زمين بر روي توپ كار انجام مي دهد و انرژي جنبشي كاهش مي يابد . اين روند تا زماني ادامه دارد كه انرژي جنبشي به صفر برسد. در هنگام سقوط نيروي جاذبه زمين باعث افزايش انرژي جنبشي توپ مي شود و اين افزايش متناظر همان مقدار از دست رفته در هنگام صعود مي باشد. لذا به جاي اين جمله ساده كه: در هنگام صعود انرژي جنبشي از بين مي رود، ما مي توانيم براساس قائده بقاي انرژي ، يك نوع انرژي جديد را تعريف كنيم. اين انرژي جديد انرژي پتانسيل گرانشي مي باشد. مابراي تعريف اين انرژي جديد چند سر نخ داريم:

وقتي انرژي پتانسيل گرانشي افزايش مي يابد آنگاه انرژي جنبشي كاهش مي يابد
و در ضمن انرژي پتانسيل گرانشي با كار نيروي جاذبه گرانشي مرتبط مي باشد.

بر اين اساس ما انرژي پتانسيل گرانشي را براي يك جسم در ارتفاع h برابر كار نيروي گرانشي بر روي جسم در هنگام سقوط تعريف مي كنيم. لذا انرژي پتانسيل گرانشي (U) برابر است با:

U=mgh

(در نظر داشته باشيد كه جرم (m) برحسب كيلوگرم و ارتفاع (h )برحسب متر قرار داده شده است.)

انرژي پتانسيل و صورتهاي آن همانطور كه مي دانيد نان داراي انرژي است . آيا نان حركت مي كند ؟! آيا انرژي نان از نوع جنبشي است ؟ملاحظه مي كنيد سؤال بي ربطي است و جواب آن منفي است .پس انرژي موجود در نان از چه نوعي است ؟
مواردي مثل انرژي موجود در باطري يا انرژي موجود در نفت و گاز يا انرژي موجود در بمب اتمي! را در نظر بگيريد . ايـن انرژي ها از چه نوعي مي باشند ؟

بديهي است كه تمامي موارد فوق داراي انرژي هستند ، اما در صورت وجود شرايط لازم انرژي آنها ظاهر و آزاد مي گردد. ظاهراً در اين موارد ما نوعي انرژي ذخيره شده در اختيار داريم و بر اين اساس ما اين انرژي ها را صورتهاي انرژي پتانسيل مي دانيم .

نيروگاه جزر و مدي شما تاكنون مطالبي در مورد جزر و مد شنيده ايد و مي دانيد كه روزانه مقدار بسيار زيادي از آب طي اين فرايند طبيعي جابجا مي شود.

آيا مي توان انرژي آب را مهار نمود؟ آيا انرژي جزر و مد تجديدپذير هستند؟ براي پاسخ به اين سوال و آشنايي با چگونگي استفاده از انرژي جزر و مد به مطالب زير توجه كنيد.
ديدگاه تاريخي و گسترش: استفاده از جزر و مد براي توليد انرژي حدود ٩٠٠ سال قدمت دارد. براي اين منظور سدي بر روي رودخانه يا بخشي از درياچه‏ها بنا مي‏شود. درهنگام مد در يك طرف سد آب ذخيره شده و سپس در هنگام جزر، آب از داخل توربين‏هاي سد عبور مي‏نمايد و بدين وسيله انرژي توليد مي‏گردد. در چك واسلواكي بين سالهاي ١٩١٠ الي ١٩٢٤ توربيني بنام كاپلان ساخته و بطور گسترده استفاده ‏مي شدند.
چنين نيروگاههايي بطور گسترده در روسيه، كانادا و چين استفاده مي شوند. يكي از معروفترين اين نيروگاهها در فرانسه بر روي رودخانه راين ساخته شده است كه طول آن حدود ٨٠٠ متر مي باشد.

استفاده از انرژي جزرو مدي: بواسطه حركت ماه بدور زمين، درياها و رودخانه‏ها جزر و مد متناوبي دارند. در درياهاي آزاد ميزان جزرو مد كم مي‏باشد . ولي وقتي جزرو مد به رودخانه‏ها راه مي‏يابند ميزان آن قابل توجه خواهد شد.

اگرسدي بر روي رودخانه بنا شود آنگاه حركت آب در طرفين سد باعث چرخش ژنراتورهاي برق مي‏گردد.
لازم به ذكر است كه ارتفاع جزر و مد گاهي به ١٠ متر مي رسد. گاهي از انرژي برق حاصل از جزر و مد براي پمپ كردن آب استفاده مي شود و آب در مخازني بزرگ و مرتفع ذخيره مي شود. بدين ترتيب انرژي ذخيره مي شود و در هنگام لزوم از اين ذخيره آب براي توليد مجدد برق استفاده مي گردد.

انتقال انرژي بسياري از مردم در كوهها و دره‏ها (يخ زده) دچار سرمازدگي مي‏شوند و برخي از آنها بر اثر آن مي‏ميرند.

بخشي از انرژي غذا باعث گرم نگه داشتن بدن مي‏شود تا بدن در دماي ٣٧ درجه بماند . سلولهاي ما بطور دائم انرژي گرمايي آزاد مي‏كنند تا اين دما ثابت بماند. در محيط هاي سرد اينكار در بدن با سرعت بيشتري انجام مي‏شود. اگر ميزان اتلاف انرژي بيشتر از تامين انرژي آن باشد دماي بدن كاهش مي‏يابد و در حالت بد ممکن است

در بدن شماچه اتفاقي براي انرژي مي‏افتد؟ برخي اعضاء بدن ما (مثل قلب، شش،چشم … ) بطور دائم كار مي‏كنند. اين اعضاء بطور دائم انرژي آزاد مي‏كنند . اگر ميزان تحرک بدن زياد باشد آنگاه بدن براي جلوگيري از زياد شدن دما، فعاليت‏هاي خاصي انجام مي‏دهد (مثل عرق كردن)

انرژي كه از بدن خارج مي‏شود ناپديد نمي‏شود، بلكه به هواي اطراف منتقل مي‏گردد. شما به خوبي مشاهده مي‏كنيد كه كلاس سرد در زمستان، با حضور دانش‏آموزان به خوبي گرم مي‏شود.(البته اگر ميزان فعاليت زياد باشد لازم است پنجره ها را باز کنيد!)

زيرا هوا انرژي تلف شده توسط بدن را جذب مي‏كند و دما افزايش مي‏يابد. انرژي كه توسط هوا جذب مي شود دقيقاً همان مقداري است كه توسط سلولهاي بدن توليد شده است. اين موضوع ديدگاه ديگري از انرژي را براي ما روشن مي‏كند.

انرژي هيچگاه از بين نميرود بلكه انرژيها به يكديگر تبديل مي‏شوند.

بسياري از وسايلي كه ما مي‏شناسيم طوري طراحي شده‏اند كه انرژي را تبديل كنند.

در تمامي موارد فوق انرژي از دست نمي‏رود بلكه انرژي از صورتي به صورت ديگر تبديل مي‏شود.اين امر حتي در مقياسهاي وسيع و بزرگ نيز صادق است

‏نيروگاه آبي (هيدروالكتريك) وقتي به مسافرت مي‏رويد و از كنار رودخانه‏هاي بزرگ عبور مي‏كنيد ، معمولاً سدها را مشاهده ميکنيد

آب در حال حرکت داراي چه انرژي است ؟ چرا بر روي رودخانه سد مي‏زنند؟ آيا انرژي آب تجديد پذير است؟
اين بخش شامل اطلاعات خوب و مفيدي در مورد منابع انرژي آبي مي‏باشد.
ديدگاه تاريخي و گسترش: صدها سال از انرژي آب (چرخ آبي ) براي آسياب گندم استفاده مي شد.

قبل از كشف ماشين بخار، چرخ‏هاي آبي، قوي‏ترين شكل ماشين‏هاي مكانيكي بودند. طرز كار ساده اين ماشين‏ها بدين ترتيب بود كه آب در حال حركت چرخهاي بزرگ را به حركت در مي‏آورد و اين چرخها به ترتيب باعث به كار افتادن دستگاهها مي‏گرديد و بدينوسيله كارخانه ها كار مي‏كردند.

در قرن هجدههم اكثر كارخانه‏ها در كنار رودخانه‏ها بنا شدند و آب جاري انرژي حركتي آنها را تامين مي‏نمود.
اولين نيروگاه آبي در سال ١٨٨٢ ساخته شد و انرژي برق حاصل از آنان براي روشنايي خيابانهاي شهر كوچكي كافي بود.
اگر مايل باشيد مي توانيد جنبه هاي ديگري از انرژي آب را مورد بررسي قرار دهيد

تمرین1:جملات زير را کامل کنيد.
الف) در تلويزيون انرژي .......................... به انرژي نوراني و صوت تبديل مي شود.
ب) در اجاق مايکروويو انرژي الکتريکي به انرژي ..................... و ...................... تبديل مي شود.
ج) در جمع شدن آب در پشت سد انرژي .......................به انرژي .................... تبديل مي شود

جواب ١ الف) انرژي الکتريکي
ب) انرژي تابشي و گرمايي
ج) انرژي جنبشي آب , انرژي پتانسيل

تمرین 2: يک جسم توسط جرثقيل به آرامي و با سرعت ثابت از سطح زمين تا ارتفاع معين بالا بده مي شود . در اين عمل (سراسري تجربي ٦١)
الف) کار انجام شده صرف تغيير انرژي جنبشي جسم مي شود.ب) کار انجام شده به صورت انرژي پتانسيل در جسم ذخيره مي شود.
ج) انرژي جنبشي به انرژي پتانسيل تبديل مي شود د) کار انجام شده باعث تغيير انرژي دروني جسم مي شود

جواب: از آنجا که جسم در حال بالارفتن با سرعت ثابت بالا مي رود . لذا انرژي جنبشي آن ثابت مي باشد. لذا کار انجام شده براي بالا بردن جسم صرف افزايش انرژي پتانسيل جسم مي گردد.پس گزينه ب درست است.

‏انرژي باد
در بعضي روزها كه بيرون مي رويد ممكن است متوجه نسيم باد شده باشيد. البته گاهي مواقع همان نسيم به صورت خيلي شديد و حتي طوفان ظاهر مي شود.اين موضوع محدود به منطقه مسكوني شما نمي شود و در تمام دنيا وجود دارد.

آيا باد انرژي دارد؟

انرژي باد از چه نوعي است؟ آيا مي توان از اين انرژي استفاده نمود و بوسيله آن كار انجام داد؟ آيا بوسيله آن مي توان برق توليد نمود؟ براي پاسخ به اين سوال به مطالب زير توجه كنيد!

ديدگاه تاريخي و گسترش:
اولين آسياب بادي در قرن هفتم ميلادي در ايران ساخته شد.

استفاده از انرژي باد بين قرنهاي ١٢ الي ١٨ مرسوم گرديد. ساليان دراز باد باعث چرخش توربين‏ها و پمپ‏هاي آبي مي‏شد.
ماشين بخار باعث كم رونق شدن انرژي باد گرديد. اما در سال ١٩٢٠ "مار سلوس جاكوب" برروي يك ژنراتور بادي كار نمود و هزاران نوع از اين ژنراتورها بين سالهاي ١٩٣١ الي ١٩٥٠ ساخته شدند.

حركت هوا بر روي سطح زمين يك منبع خوب انرژي است. انـرژي بـاد تـجـديـد پـذير مي‏باشد. اگر مايل باشيد مي توانيد جنبه هاي ديگري از انرژي باد را مورد بررسي قرار دهيد

‏انرژي هسته اي
نيروگاه هسته اي چيست و بر چه اساسي كار مي كند؟ مزايا و معايب نيروگاه هسته‌اي چيست؟
آيا انرژي هسته اي بر محيط زيست اثري دارد؟براي درك مطالب بيشتر در اين زمينه به مطالب زير توجه كنيد.
ديدگاه تاريخي و گسترش:
در سال ١٩٤٢ ، انريكو فرمي، دانشمند ايتاليايي، نشان داد كه چگونه مي توان از هسته اورانيوم ، گرما توليد نمود.

وي ساختماني را در زير زمين فوتبال دانشگاه شيكاگو ساخت و در آنجا آزمايش هايي در رابطه با اين نظريه انجام داد.البته مبناي تئوري شكاف هسته در سال ١٩٣٨ توسط دو دانشمند آلماني به نام هاي هان و استراسمن كشف گرديده بود. طبق نظر اين دو دانشمند اگر نوترون به هسته اتمهاي سنگين مثل اورانيوم برخورد كند، آن هسته شكافته شده و انرژي زيادي آزاد مي كند، البته در اين عمل نوترون هاي جديدي نيز آزاد مي شوند.

در سال ١٩٥٤ اولين نيروگاه هسته اي در روسيه ساخته شد و با توان ٥MW برق توليد نمود . پس از آن در سالهاي ١٩٥٦ در انگلستان و در سال ١٩٥٧ در آمريكا نيروگاه هسته‌اي ساخته شدند. اگر مايل باشيد مي توانيد جنبه هاي ديگري از انرژي هسته اي را مورد بررسي قرار دهيد

طرز استفاده ازانرژي هسته اي:
در نيروگاه هسته اي ، گرماي حاصل از واكنشهاي هسته اي باعث بخار شدن آب مي‌شود و بخار آب باعث به حركت در آمدن توربين ها مي شود. توربين ها مولدهاي برق را به حركت در مي آورند . حاصل اين زنجيره از تبديل هاي انرژي توليد برق مي‌باشد

اورانيوم به صورت سنگ معدن استخراج شده سپس خرد مي شود و بوسيله مواد شيميايي از مواد ناخالصي جدا مي شود. حاصل اين فرايند اكسيد اورانيوم (زرد رنگ) مي باشد، كه به مقدار وسيع در ساخت شيشه هاي رنگي و ظروف سفالي به كار مي رود.

البته در اين مرحله اورانيوم ٦٠% الي ٨٠% خالص شده است. اما براي يك نيروگاه بايستي اورانيوم به مقدار ٣/٩٩% خالص شده و فقط شامل اورانيوم ٢٣٨ باشد. (بعداً در شيمي با اورانيوم ٢٣٨ آشنا مي شويد)حاصل اين فرايند اورانيوم غني شده مي باشد.
براي كنترل انرژي هسته اي . تمهيداتي انديشيده مي شود. براي كم و زياد كردن واكنش هسته‌اي، مقدار اورانيوم شركت يافته در واكنش هسته اي را زياد يا كم مي نمايند و اين كار بسادگي توسط وارد كردن يا خارج نمودن ميله هاي اورانيوم از راكتور صورت مي گيرد.

همان طور كه متوجه شديد فعل و انفعال هسته اي به صورت زنجيره اي روي مي‌دهد. البته اين فعل و انفعال بايستي تحت كنترل باشد. بديهي است عدم كنترل اين فرايند باعث انفجار هسته اي (مثل يك بمب اتمي) خواهد شد.

‏طرز استفاده از انرژي آب:
براي نگاه داشتن آب (چه در مصارف كشاورزي يا توليد انرژي الكتريكي)، بر روي رودخانه‏ها سد بنا مي‏شود.

آب در مسير رودخانه رو به پايين حركت مي‏كند و در اين حركت انرژي پتانسيل به انرژي جنبشي تبديل مي‏شود. سدها باعث توقف اين روند تبديل و در نتيجه ذخيره شدن آب و بالا آمدن ارتفاع آب مي‏گردند. در نتيجه از اتلاف انرژي آب جلوگيري مي‏كنند و در ايامي كه بارندگي وجود ندارد ذخاير آب براي توليد انرژي قابل استفاده خواهند بود.

ميزان توليد انرژي توسط سد به دو عامل بستگي دارد : ١- ارتفاع آب ذخيره شده در سد٢- سرعت و حجم آب قابل جريان از سد در زمانهايي كه مصرف برق كم است ، در برخي سدها از برق توليدي براي راه‌اندازي پمپ هاي آب استفاده مي شود و بدين وسيله آب از ارتفاع كم به ارتفاع خيلي زياد برده ميشود و با اين عمل انرژي پتانسيل ذخيره مي شود و در هنگاميكه مصرف برق بالا است از اين انرژي ذخيره شده براي توليد مجدد برق استفاده مي شود كوه الكتريكي: در " دنيورويگ " نيروگاه الكتريكي در دل كوه بنا شده است. براي اين منظور كوه شكافته شده و در داخل آن لوله گذاري شده است. اين نيروگاه توانايي توليد ١٧٠٠ مگاوات را دارد و بزرگترين نيروهاي آبي اروپا مي‏باشد( ساير نيروگاههاي آبي در حدود ٤٠٠ مگا وات برق توليد مي‏كنند).

گرما
آيا مي‏توان ارتباط نزديكتري بين مفهوم انرژي و انرژي گرمايي مشاهده نمود؟ ژول اولين فردي بود كه براساس يك آزمايش ساده اين ارتباط را كشف نمود

آيا انرژي گرمايي همان انرژي دروني است؟ فرض كنيد كتري روي اجاق گاز قرار داشته باشد. به انرژي كه از طرف شعله‏هاي گاز به كتري منتقل مي‏شود، انرژي گرمايي مي‏گويند. اما وقتي كتري گرم شد، انرژي دارد كه بخشي از آن مربوط به گرماي داده شده است و بخشي مربوط به قبل از گرم كردن آن ميباشد. به مجموعة اين انرژي‏ها، انرژي دروني مي‏گويند.
به عبارت دقيق‏تر آنچه كه منتقل مي‏شود انرژي گرمايي است اما به انرژي كه ذرات ماده دارند انرژي دروني مي‏گويند.

‏نفت
وقتي در برنامه هاي صدا و سيما به اخبار يا مباحث اقتصادي گوش فرا مي دهيد ، حتماً مطالبي در رابطه با نفت مي شنويد. اهميت نفت چيست؟ چرا به آن طلاي سياه مي گويند؟ بحران نفت و جنگ نفت براي چه روي مي دهد؟براي پي بردن به اهميت انرژي نفت به مباحث زير توجه كنيد.
ديدگاه تاريخي و گسترش:
موجودات زنده غرق شده در كف رودخانه‏ها يا اعماق درياها بوسيله شن و سنگ پوشيده مي‏شوند. به مرور زمان با افزايش رسوبات بر روي اين موجودات دفن شده، حرارت و فشار بر روي آنها افزايش يافته و طي هزاران سال به ذغال سنگ و نفت تبديل مي‏شوند. البته ريشه واقعي نفت ناشناخته مي‏باشد ولي به احتمال زياد از موجودات زنده نشأت گرفته اند( لذا به طور غير مستقيم از انرژي خورشيد نشأت گرفته اند ). نفت متداولترين سوخت فسيلي است.

از نفت محصولات زيادي ساخته مي‌شود. مثل بنزين، گازوئيل روغن، پلاستيك دارو، رنگ ، مواد شوينده ،كودهاي شيميايي... .
نفت به مقياس زياد براي توليد الكتريسيته استفاده مي شود. قبل از ١٩٧٠ نفت سوخت ارزاني بود. اما از آن پس بر ارزش و قيمت آن افزوده شد.
اگر مايل باشيد مي توانيد جنبه هاي ديگري از انرژي نفت را مورد بررسي قرار دهيد

منابع انرژي
به محيط اطرافتان نگاه كنيد . وسايل و اماکن مختلفي مثل تلفن ، مانيتور ، لامپ ، يخچال ، ماشين ، هواپيما و كارخانه ها را مشاهده مي كنيد .همگي در حال كار هستند و به عبارتي همگي در حال تبديل انرژي مي باشند .اگر دقيقتر بگوئيم براي راه اندازي اين وسايل بايستي انرژي تامين شود

همانطور كه ملاحظه مي كنيد كارخانجات بيشترين بخش انرژي را مصرف مي كنند. از ديدگاه ديگر ميزان مصرف انرژي نيز رو به گسترش مي باشد . شايد يكي از دلايل ساده اين امر رشد جمعيت باشد . به مدل سازي زير توجه كنيد :اين مدل سازي جمعيت جهان را در همين لحظه نشان مي دهد . آيا رشد جمعيت متوقف است ؟

در مطالبي كه در پيش داريم منابع كنوني انرژي معرفي مي شود .اين منابع به دو دسته تجديد پذير و تجديد ناپذير تقسيم مي شوند.
منظور از انرژي تجديدپذير ، منابع انرژي هستند كه مصرف انرژي ازآنها باعث اتمام آنها و يا اتمام ذخاير آنها نمي شود. (مثل انرژي خورشيدي) انرژي هاي تجديد ناپذير انرژيهايي هستند كه مصرف ما باعث كم شدن ذخاير آنها مي گردد و در ضمن تشكيل اين نوع منابع به زمانهاي طولاني (چند صد هزار سال ) نياز دارد.(مثل نفت

بقاي انرژي مكانيكي

بنا به تعريف ، به مجموع انرژي پتانسيل (U) وانرژي جنبشي (K) يک جسم ، انرژي مکانيکي(E) ميگويند

E=U+K

(البته گاهي انرژي پتانسيل را با PE و انرژي جنبشي را با KE و انرژي مکانيکي را با (TME)نشان مي دهند.)

اگر اصطكاك و تلفات ناچيز باشد ،آنگاه انرژي مكانيكي تغيير نمي كند.

پرسش هایی برای نیرو شناسی

1- نیرو را تعریف کنید؟ اثر متقابل بین دو جسم را نیرو می گوییم برای درک بهتر نیرو می توان از اثرات نیرو کمک بگیریم: نیرو عاملی که میتواند باعث به حرکت در آمدن یک جسم ساکن شود.ویا مسیر حرکت یک جسم را تغییر دهند ویا عاملی که باعث تغییر در بردار سرعت یک جسم ویا در شکل یک جسم ویا دوران یک جسم وغیره شود.

2- واحد نیرو را نام برده و آن را تعریف کنید؟در SI واحد نیرو نیوتن بوده و یک نیوتن نیوریی است که به جسمی به جرم یک کیلوگرمی شتابی برابر یک متر بر مجذور ثانیه بدهد.

3- ایا جسم همواره در جهت برآیند نیروها حرکت می کند؟ خیر جهتی حرکت همیشه در جهت برایند نیرو ها نمی باشد برای توضیح چند مثال ساده کافی است: گاهی که جسمی در راستای قائم بر سطح زمین در خلاء به سمت بالا پرتاب می شود تنها نیرویی که بر آن وارد می شود نیروی وزن می باشد که به سمت پایین است ولی جسم به سمت بالا حرکت می کند. و یا در حرکت پرتابی در خلاء تنها نیرویی که به ذره وارد می شود نیروی وزن و به سمت پایین است ولی مسیر حرکت یک سهمی می باشد. و یا در حرکت دایره ای یکنواخت برآیند نیرو ها به سمت مرکز دایره است ولی مسیر حرکت یک دایره می باشد.

4- طبق قانون سوم نیوتن نیروی کنش و واکنش با هم برابر و غیر هم جهتند پس چرا برآیند آنها صفر نمی شود؟ اگر چه نیروی عمل و عکس العمل مساوی و مخالف هستند اما هرگز یکدیگر را خنثی نمی کنند زیرا این دو نیرو بر یک جسم اثر نمی کنند بلکه در دو جسم وارد می شوند بنابراین نمی توان آنها برآیند بگیریم.

5- هنگامی که یک جسم در حال سقوط است زمین آن را به سمت خودش می کشد و آن جسم نیز زمین را به سمت خودش می کشد چرا جسم به سمت زمین حرکت می کند ولی زمین به سمت جسم حرکت نمی کند؟ هنگامی که جسم در حال سقوط است نیروی وزن جسم باعث حرکت آن جسم می شود و دقیقاٌ عکس العمل وزن جسم به مرکز زمین وارد می شود .نیروی برآیند وارد بر حسم به سمت زمین می باشد در نتیجه جسم به سوی زمین شتاب می گیرد. ولی نیروی عکس العمل وزن جسم به زمین تنها نیروی وارد بر زمین نمی باشد بلکه نی شمار نیروی دیگری نیز به زمین اثر میکند که از همه موثر تر نیروی جاذبه ی خورشید می باشد لذا زمین نیز در جهت برآیند نیرو های وارد بر آن شتاب می گیرد.

6- آیا یک جسم می تواند بر خودش نیرو وارد کند؟ در تأثير دو جسم بريكديگر همواره دو نيرو به وجود مي‌آيد كه هر نيرو را يك جسم به جسم ديگر وارد مي‌كند. و يك جسم نمي‌تواند برخودش نيرو وارد كند. به عبارت دیگر نتیجه قانون سوم نیوتن این است که هر جا صحبت از نیرو می شود الزاماٌ دو جسم وجود دارد که نیرو بر هم کنش بین دو جسم است ودر جهان تمام نیروها زوج هستند زیرا برای هر عملی یک عکس العمل است پس نیروی منفرد نداریم.

7- نیروهایی بین دوجسم از نظر تقسیم بندی تماسی و غیر تماسی را شرح دهید. تأثير متقابل يا اثر متقابل بين دو جسم را نيرو مي‌ناميم كه به دو صورت مي‌توان باشد : 1- اثر متقابل بين دو جسم ناشي از تماس دو جسم باشد كه به آن نيروي تماسي مي‌گوئيم. 2- اثر متقابل بين دو جسم مي‌تواند از راه دور بر يكديگر باشد كه به آن نيروي غير تماسي مي‌گوئيم.

8- آیا نیرو میتواند ذخیره شود ؟ در نيروهاي نوع تماسي ، نيرويي كه يك جسم بر جسم ديگر وارد مي‌كند، تا زماني وجود دارد كه دو جسم با هم در تماس باشند. به محض آن كه تماس دو جسم از بين برود ، نيرويي كه هر جسم برجسم ديگر وارد

مي‌كند نيز از بين مي‌رود. نيرو نمي‌تواند ذخيره شود.

9- لختی یا اینرسی چیست؟ يك جسم تمايل دارد كه حالت سكون و يا حركت بدون شتاب خود را حفظ كند و تا مجبور نشده است اين حالت را تغيير نمي‌دهد. تمايل جسم به حفظ حالت سكون يا حركت بدون شتاب را لختي يا اينرسي مي‌ناميم.

1- اگر در تماس دو جسم با يكديگر n الكترون از جسم A به جسم B منتقل شود. بار الكتريكي جسم A و بار الكتريكي جسم B برابر است.

1) –ne,+ne 2) +ne,-ne 3) +ne,+ne 4) -ne,-ne

2-وقتي دو جسم جامد در اثر مالش به يكديگر داراي بار الكتريكي مي شوند در اين عمل :

1)پروتونها والكترونها در دو جسم با هم مبادله ميشوند 2) پروتونهاي يك جسم به جسم ديگر منتقل ميشوند

3)الكترونهاي يك جسم به جسم ديگر منتقل ميشوند 4)تونهاي مثبت و منفي در دو جسم با هم مبادله ميشوند (كشاورزي -62)

3-ظرف استوانه اي شكل فلزي را روي كلاهك يك الكتروسكوپ بدون بار قرار داده وگلوله كوچك بار دار ي را كه از نخي ابريشمي آويزان است داخل ظرف كرده و آن را به نوسان در مي آوريم ورقه الكتروسكوپ: (رياضي –62)

1) اصلا"باز نخواهد شد 2) فقط يكبار باز شده وسپس بسته خواهد شد

3) باز شده وبه همين حالت باقي ميماند 4) مرتب باز وبسته ميگردد

4-دو بار الكتريكي مثبت و منفي به فاصله 4cm از يكديگر واقع شده ا ند.اگر آنها به هم نزديك كنيم تا فاصله شان از هم به 1cm برسد نيروي بين آنها نسبت بن حالت اول چند برابر ميشود؟ (كشاورزي –63)

1) 16 2) 9 3) 4 4) 3

5-بار الكتريكي مثبت كولن در ميدان الكتريكي يكنواختي به شدت نيوتن بركولن قرار دارد نيرويي كه ازطرف اين ميدان بر بار الكنريكي وارد مي شود چند نيوتن است؟

1) 10^-9 2) 10^-1 3) 10 4) 10⁹

6- دو بار الكتريكي 4 ميكرو كولن و8- ميكرو كولن به فاصله 10سانتي متر از يكديگر قرار دارند در چند سا نتي متري بار اول و روي خط واصل دو بار شدت ميدان الكتريكي صفر است؟ ( تجربي – 69 )

1)40 2)24 3)10 4)4

7-دو كره فلزي بزرگ وكوچك كه يكي از آنها داراي بار الكتريكي است به فاصله نسبتازياد از هم روي پايه هاي عايقي قرار دارند اگر آنها را بوسيله سيم نازكي بهم وصل كنيم از نظر پتانسيل و بار الكتريكي نسبت به هم چه وضعي خواهند داشت؟

1)بار و پتانسيل متفاوت 2) بار وپتانسيل يكسان 3)پتانسيل متفاوت وبار برابر 4)پتانسيل يكسان وبار متفاوت

8-دو گلوله فلزي يكسان داراي بارهاي الكتريكي 10 q1= ميكرو كولن وq2= -2ميكرو كولن روي دو پايه عايق نصب شده اند هرگاه اين دو گلوله را باهم تماس دهيم و از يكديگر جدا سازيم بار الكتريكي هر گلوله چند ميكروكولن مي شود

1)12 2)8 3)6 4)4

9-دو بار نقطه اي و مثبت qو 4qبه فاصله dاز يكديگر قرار دارند اگر در نقطه pبفاصله xاز بار qبرآيند شدت ميدان الكتريكي حاصل از دو بار صفر باشد xبرابر كدام گزينه خواهد بود

1)3d/4 2)d/4 3)2d/3 4)d/3

10-در ميدان الكتريكي حاصل از يك بار نقطه اي اگر در جهت خطوط ميدان حركت كنيم،پتانسيل الكتريكي كاهش مي يابد.

1) مثبت 2) منفي 3) چه مثبت و چه منفي

4) محال است در ميدان الكتريكي بار نقطه اي در جهت خطوط ميدان حركت كنيم پتانسيل كاهش يابد.

11-دو كره بشعاعهاي R2,R1 داراي بار الكتريكي Q2,Q1 هستند دو كره را بهم چسبانده و سپس از هم دور مي كنيم اگر در اين حالت دو كره را با يك سيم به هم وصل كنيم چه اتفاقي مي افتد. ( R1>R2 ) ( تجربي – 69 )

1)جريان الكتريكي از كره با شعاع بزرگتر به طرف كره ديگر جاري مي شود

2) جرياني از كره با شعاع كوچكتر به طرف كره ديگر جاري ميشود

3) جرياني در سيم بر قرار نمي شود

4) جرياني از كره با بار الكتريكي بيشتر به طرف كره ديگر جاري ميشود.

12-شدت ميدان الكتريكي در فاصله 20cm از بار q ، ,18N/cاست.اگر 10cm ديگر از بار فوق دور شويم شدت ميدان الكتريكي چند N/c ميشود.

1) 25/2 2) 5/1 3) 12 4) 8 ( رياضي –71 )

13-دو بار نقطه اي كه اندازه يكي 4 برابر ديگري است به فاصله d از يكديگر قرار دارند و برآيند شدت ميدان الكترون در وسط دو بار 300N/C است.اگر بار بزرگتر را خنثي كنيم شدت ميدان در نقطه مذكور چند N/C خواهد شد؟

1) 5/37 2) 50 3) 75 4) 100 (رياضي –72 )

14-شدت ميدان الكتريكي حاصل از دو بار التريكي در وسط خط واصل دو بار برابر با 1000N/C است.اگر هر يك از بارهاي فوق را دو برابر كنيم شدت ميدان چند نيوتن بر كولن ميشود؟

1) 1000 2) 2000 3) 4000 4) 5000 ( تجربي – 72 )

15-در انتقال 2 كولن بار مثبت از سطح يك جسم بادار به مبدا پتانسيل 8 ژول انرژي آزاد شده است،پتانسيل اين سطح بادار چقدر است؟

1) 4 2) 4- 3) 16 4) 16-

16-دو بار الكتريكي غير همنام با اندازه هاي مساوي به فاصله d از يكديگر قرار دارند و شدت ميدان الكتريكي حاصل از آنها در وسط دو بار E است.هرگاه يكي از بارها را به اندازه d/4 به ديگري نزديك كنيم شدت ميدان در آن نقطه چند E خواهد بود؟

1) 5/1 2) 2 3) 5/2 4) 3 (رياضي – 73 )

17-در وسط دو صفحه خازن پر شده اي كه ميدان الكتريكي آن يكنواخت فرض مي شود الكتروني در خلا رها ميشود.اين الكترون چگونه حركت ميكند؟

1) با سرعت ثابت در جهت ميدان 2) با سرعت ثابت در خلاف جهت ميدان 3

) با شتاب ثابت در خلاف جهت ميدان 4) با شتاب ثابت در جهت ميدان ( تجربي-73)

18-شدت ميدان الكتريكي در وسط دو بار نقطه اي غير هم نام با اندازه يكسان مقدار معيني است اگر اندازه يكي از بارها دو برابر شود شدت ميدان الكتريكي در نقطه مذ كور چند برابر حالت اول مي شود؟ ( تجربي – 73 )

1)5 2)3 3)5/2 4)5/1

19-در يك رساناي باردار ,پتانسيل الكتريكي ( رياضي – 74 )

1)در همه نقاط يك اندازه است 2)در نقاط نوك تيز بيشتر است 3)در درون جسم صفر است 4)در نقاط نوك تيز صفر است

20-ميدان الكتريكي حاصل از بارهاي شكل زير در نقطه Aكدام است؟ ( رياضي – 74 )

1)3kq/2a2در جهت مثبت x 2)kq/2a2در جهت منفي x 3)kq/2a2در جهت مثبتx

4)3kq/2a2در جهت منفيx

21-گلوله فلزي با بار +Qرا از درون به استوانه فلزي خنثي كه روي ميز عايقي قرار دارد تماس ميدهيم بار ايجاد شده در درون وبيرون استوانه به ترتيب برابرند با:

1)+Q,-Q 2)صفر و+Q 3)+Q/2,+Q/2 4)+Qوصفر

22-دو بار الكتريكي Q=+4q,+qدر دو نقطه A,Bبه فاصله AB=30cmقرار دارند بار سوم +q را بين دو بار در چه فاصله ايي از بار Qقرار دهيم تا به حال تعادل قرار گيرد؟ 1)10cm 2)15cm 3)20cm 4)25cm

24-نيوتن بر كولن معادل كدام يكا است؟ 1)كولن برولت 2)متر بر ولت 3)ولت بر كولن 4)ولت برمتر

25-با حركت بار الكتريكي مثبت در جهت ميدان الكتريكي ,پتانسيل آن مي يابد و كار انجام شده توسط ميدان بر روي آن است

1)افزايش –مثبت 2)افزايش –منفي 3)كاهش-مثبت 4)كاهش – منفي

26-كدام يك از گزينه هاي زير نا درست است؟

1)سطح هم پتانسيل سطحي است كه ميدان الكتريكي بر روي آن صفر است 2)سطوح هم پتانسيل سطوحي هستند كه پتانسيل بر روي آنها مقدار ثابتي است 3)يك سطوح هم پتانسيل ممكن است با سطح هم پتانسيل ديگر موازي نباشد 4)ميدان الكتريكي بر سطوح هم پتانسيل عمود است

27-جسمي با بار مثبت را به كلاهك الكترو سكوپ خنثي نزديك كرده و بدون تماس با آن در كنارش نگه مي داريم ملاحظه مي شود ورقه هاي الكتروسكوپ باز شده است در اين حالت بار كلاهك و بار ورقه ها به ترتيب عبارتند از:

1)مثبت –مثبت 2)مثبت -منفي 3)منفي- مثبت 4)منفي -منفي

28-دو كره فلزي كوچك به جرم 20 گرم را با دو نخ ابريشمي به طول يك متر از يك نقطه آويزان كرده به آنها بارهاي هم نام مي دهيم زاويه بين دونخ ميشود نيروي دافعه الكتريكي وارد به هر كره چقدر است؟(g=10m/s2)

1)0/2N 2)0/02N 3)2N 4)نمي توان معلوم كرد داده ها كافي نيست

29-در وسط دو صفحه خازن پر شده اي كه ميدان الكتريكي آن يكنواخت فرض مي شود الكتروني در خلا رها مي شود اين الكترون چگونه حركت مي كند

1)با سرعت ثابت در سوي ميدان 2)با سرعت ثابت در خلاف سوي ميدان 3)با شتاب ثابت در خلاف سوي ميدان 4)با شتاب ثابت در سوي ميدان

30-پتانسيل الكتريكي بار q1=4ncدر فواصل x1=40cmوx2= به ترتيب برابر چند ولت است؟

1)90وبي نهايت 2)90و صفر 3)225وصفر 4)225وبي نهايت

31-در هر راس مثلث متساوي الااضلاع به ضلع 10cmبار الكتريكي كولن قرار دارد شدت الكتريكي در وسط هر ضلع كدام است؟

1)1200N/C 2) 3) 4)صفر (ازاد رياضي –64)

32-دو بار الكتريكي همنام و برابر در فاصله 5 سانتي متر يكديگر قرار گرفته و نيرويي برابر بر هم وترد ميكنند مقدار هر بار چند كولن است؟

1) 2) 3) 4) (آزاد –كشاورزي –64)

33-دو بار الكتريكي مثبت 1و90 ميكرو كولن به ترتيب در دو نقطه A,Bبه فاصله 24 سانتيمتر از يكديگر قرار دارند در چند سانتي متري نقطه Aشدت ميدان الكتريكي برآيند صفر است؟

1) بين دو بار، 6cm 2) خارج دو بار ، 6cm 3) بين دو بار ، 18cm 4) خارج دو بار ، 18cm

34-وقتي دو جسم جامد دراثر مالش به يكديگر داراي بار الكتريكي مي شوند در اين عمل :

1)پروتون ها و الكترونها در دوجسم با هم مبادله ميشوند 2)پروتونهاي يك جسم به جسم ديگر منتقل مي شود

3)الكترونهاي يك جسم به جسم ديگر منتقل ميشود 4)يونهاي مثاب ومنفي در دو جسم باهم مبادله ميشوند

35-اگر الكترون و پروتون در ميدان الكتريكي يكنواخت به حركت در آيند :

1)شتاب هر دو مساوي ودر خلاف جهت يكديگرند 2)شتاب هر دو مساوي و هم جهت اند

3) شتاب حركت الكترون كمتر از شتاب حركت پروتون است 4)شتاب حركت الكترون بيشتراز شتاب حركت پروتون است

36-روي ذره اي به جرم 1gبار الكتريكي q قرار داده ايم وقتي اين ذره در ميدان الكتريكي يكنواخت 500v/m قرار ميكيرد اندازه نيروي وارد بر آن از طرف ميدان الكتريكي برابر با وزن آن ميشسود بار qچند كولن است؟g=10N/kg))

1) 2) 3) 4) سراسري تجربي -80)

37-دو صفحه موازي داراي بار هاي مثبت و منفي به مقدار مساوي به فاصله كمي از هم قرار دارند شدت ميدان الكتريكي بين صفحات دور از لبه هاي آ،نها چگونه است؟

1)در تمام نقاط يكسان است 2)نزديك به صفحه مثبت بيشتر است

3) نزديك به صفحه منفي بيشتر است 4)در نقاطي كه از دو صفحه به يك فاصله اند صفر است (سراسري –تجربي 80)

38-اگر بار الكتريكي موجود در سطح يك كره فلزي تو پر را دو برابر كنيم در حالت تعادل ميدان الكتريكي در مركز آن كره

1)نصف ميشود 2)دو برابر مي شود 3)ثابت مي ماند ولي مخالف صفر است 4)پيوسته صفر است

39-نيرويي كه در ميدان الكتريكي 2000N/Cبر يك ذره با بار الكتريكي 2ميكرو كولن وارد ميشود برابر چند نيوتن است؟

1) 2) 3) 4) (آراد رياضي –80 )

40-اگر اختلاف پتانسيل الكتريكي بين دو نقطه مخالف صفر باشد………….

1)الزاما هر دو نقطه داراي بار الكتريكي است ولي ممكن است هم نام باشند 2)الزاما يكي از آن نقاط داراي بار مثبت و ديگري داراي بار منفي است

3)حد اقل ذر يكي از آن نقاط بار الكتريكي وجود دارد 4)ممكن است هر دو نقطه بدون بار الكتريكي باشند

41-هر گاه يك پروتون و يك الكترون و يكذره الفا در داخل يك ميدان الكتريكي قوي و يك نواخت قرار گيرند به كدام يك از طرف اين ميدان نيروي بيشتري

وارد ميشود؟ 1)الكترون 2)ذره الفا 3)پروتون 4)به هر سه ذره نيروي مساوي وارد ميشود

42-بار مثبت 4 ميكرو كولني در فاصله 3 سانتيمتر از يك بار منفي 1ميكرو كولني قرار دارد مقدار ونوع نيرويي كه برحسب نيوتن اين دو بار بر يكديگر وارد

مي كنند كدام است؟ 1)40 وجاذبه 2)40 وافعه 3)120 وجاذبه 4)120 ودافعه

43-دو بار الكتريكي مثبت 1و9 ميكرو كولن به ترتيب در دو نقطه A,Bبه فاصله 24 سانتي متر از يكديگر قرار دارند در چند سانتي متري نقطه Aشدت ميدان الكتريكي برآيند صفر است؟ 1)6 2)9 3)15 4)18

90-ولت معادل است با: 1)ژول /كولن 2)كولن/ ژول 3)وات/كولن 4)كولن/وات

44-خطوط ميدان الكتريكي :

1)در نقاط مختلف با سطوح هم پتانسيل زاويه متفاوت مي سازد 2)در هر نقطه بر سطوح هم پتانسيل مماس است

3)در هر نقطه با سطوح هم پتانسيل زاويه 45 درجه مي سازد 4)در هر نقطه برسطوح هم پتانسيل عمود است

45- خطوط ميدان الكتريكي نسبت به هم چه وضعي دارند؟

1)يكديگر را قطع نمي كنند 2)با هم موازيند 3) در يك نقطه متقاربند 4) نسبت به هم وضع مشخصي ندارند

46-بر يك الكترون در يك ميدان الكتريكي يكنواخت Eنيرويي

1)وارد نمي شود 2)متناسب با ميدان و هم جهت با ان اثر ميكند

3)در جهت خلاف ميدان وارد مي شود 4)عمود بر امتدا د ميدان اثر مي كند به شرط ان كه الكترون متحرك باشد

47-پتانسيل الكتريكي در هر نقطه عبارت است از:

1)انرژي لازم براي جابجايي 1 كيلو گرم از هر جسم تا ارتفاع يك متري 2)نيروي وارد بر واحد بار مثبت در آن نقطه

3)كار لازم باري جابجايي1كولن بار در فاصله 1 متر 4)كار لازم باري انتقال واحد بار مثبت از مبدا پتانسيل به ان نقطه

48- اختلاف پتانسيل دو صفحه موازي 100ولت و فاصله انها از يكديگر 2سانتي متر است اگر بار نقطه اي 5 ميكروكولن بين اين دو صفحه قرار گيرد نيروي وارد بر آن چند نيوتن خواهد بود ؟

1) 2) 3) 4) (آزاد _تحربي _77)

49-جهت ميدان الكتريكي در هر نقطه در جهت …………… موجود در آن نقطه است

1)ميدان گرانش 2)مخالف ميدان مغناطيسي 3)نيروي وارد بر بار مثبت ازمون 4)نيروي وارد بر بار منفي

50-بار الكتريكي مثبت qدر ميدان الكتريكي يكنواخت حركت داده ميشود در كدام حركت انرژي پتا نسيل الكتريكي بار qافزايش مي يابد؟ (رياضي –77)

1)در خلاف جهت ميدان 2)در جهت ميدان 3)عمود بر خطوط ميدان 4)در جهتي كه با خطوط ميدان زاويه 45 بسازد

51-از سيمي كه دو سر آن به اختلاف پتانسيل 200 ولت متصل است چند كولن بار الكتريكي شارش كند تا انرژي مصزف شده 2 كيلو ژول باشد؟

1)1/0 2)10 3)200 4)400

52-بار الكتريكي نقطه اي يك ميكرو كولني در فاصله 3 متري بار همنام نقطه اي چهار ميكرو كولني قرار دارد ميدان الكتريكي روي پاره خط واصل دو بار الكتريكي و در نقطه اي به فاصله 2 متر از بار بزرگتر چند نيوتن بر كولن است؟

1)صفر 2)4500 3)9000 4)18000 (سراسري تجربي –77)

53-اگر اختلاف پتانسيل يبن دو صفحه رساناي موازي با هم 200 ولت وفاصله بين آن دو صفحه 4 ميليمتر باشد شدت ميدان الكتريكي بين آن دو صفحه چند نيوتن بر كولن است؟

1)50 2)500 3)5000 4)50000 (سراسري تجربي –77)

54-يك كره رسانا را داخل ميدان الكتريكي يكنواخت قرار مي دهيم در حالت تعادل الكترو استاتيكي شدت ميدان الكتريكي در داخل كره

1)صفر است 2)بيشتر از ميدان الكتريكي در فضاي بيرون كره است

3)با ميدان الكتريكي در فضاي بيرون كره برابر است 4 )كمي ضعيف تر از ميدان الكتريكي در فضاي بيرون كره است

55-در انتقال +8cبار از نقطه Aبه نقطه B,3/2kjانرژي آزاد مي شود اگر پتانسيل نقطهB,8000ولت باشد پتانسيل نقطه A ولت است؟

1)400 2) 800 3)1600 4)1200 (سراسري نظام قديم رياضي77)

56-ميله اي با بار الكتريكي مثبت را به ارامي به كلاهك الكتروسكوپ نزديك مي كنيم ورقه هاي الكترو سكوپ نخست بسته و سپس از هم باز مي شوند بار الكتريكي قبلي الكتروسكوپ از چه نوع بوده است؟

1)مثبت 2)منفي 3)خنثي يا مثبت 4)منفي يا خنثي (تجربي –77 )

57-دو بار نقطه اي q1=4ميكرو كولن وq2= -4 ميكرو كولن از فاصله 6 سانتيمتري بر هم چند نيوتن نيرو وارد ميكنند؟

1)40 2)60 3)120 4)24 (آزاد تجربي 76)

58-دو بار الكتريكي نقطه اي از فاصله 15 سانتي متر نيروي 12 نيوتن بر يكديگر وارد مي كنند اين دو بار در فاصله 10 سانتيمتري چند نيوتن بر يكديگر نيرو وارد ميكنند ؟

1)18 2)27 3)15 4)5/12

59-مقداري بار الكتريكي به يك جسم رسا نا مي دهيم بار در اين جسم چنان پخش مي شود كه:

1)پتانسيل همه نقاط با هم برابر باشند 2)پتانسيل نقاط نوك تيز بيشتر باشد

60-ميدان الكتريكي در شرايط استاتيكي (وقتي بارها حركت ندارند)در درون يك رسانا …………

1)صفر است 2)متناسب بابار روي سطح رسانا است 3)با بار درون رسانا نسبت عكس دارد 4)در نقاط مختلف متفاوت است

61-به دو جسم يكي رسانا و ديگري نا رسانا از طريق تماس مقداري بار الكتريكي منتقل ميكنيم اين الكنريسته در جسم رسانا ….. و در جسم نا رسانا …..

1)در تمام حجم جسم يكنواخت پخش مي گردد- فقط در سطح خارجي قرار ميگيرد 2) در سطح خارجي پخش شده – در محل داده شده مي ماند

3)در محل داده شده مي ماند –در سطح خارجي پخش مي شود

4)فقط در نقاط نوك تيز قرار مي گيرد – يكنواخت در كل حجم جسم پخش مي شود (رياضي –77)

62-كره فلزي خنثي روي پايه عايقي قرار دارد اگر يك ميله ابو تيت را به پارچه پشمي مالش دهيم و به كره نزديك كنيم و در اين حالت دست خود را

به كره چسبانده و جدا كنيم و سپس ميله را دور كنيم كره از نظر بار الكتريكي چگونه خواهد بود؟

1)بار منفي در سطح خارجي كره پخش ميشود 2)بار مثبت در سطح خارجي كره پخش مي شود

3)بار مثبت يا منفي در يك طرف كره جمع مي شود 4)كره خنثي مي ماند (رياضي –78)

63-اگر شدت ميدان الكتريكي حاصل از بار نقطه اي در فاصله 2 متري آن 9000N/Cباشد شدت ميدان در اين فاصله 3 متري چند نيوتون بر كولن خواهد

بود؟ 1)1000 2)2250 3)4000 4)6000 (رياضي و تجربي –78)

64-در درون سطح بسته اي مقداري بار الكتريكي مثبت ومنفي وجود دارد وشار الكتريكي معيني از آن سطح مي گذرد اگر مقدار هر يك از بار هاي مثبتو منفي موجود در داخل آن سطح دو برابر شود شار الكتريكي كه از آن سطح مي گذرد چند برابر مي شود؟

1)4 2)2 3)1 4) 0/5 (رياضي –78)

سوال های سقوط آزاد:

1- در سقوط آزاد چه زمانی حرکت تند شونده و چه زمانی حرکت کند شونده است

جواب: وقتی جسمی به سمت بالا پرتاب می شود در مدت بالا رفتن سرعت به سمت بالا ولی شتاب به سمت پایین است پس حرکت کند شونده است ولی در هنگام حرکت جسم به سمت پایین چون سرعت و شتاب هر دو به سمت پایین هستند پس حرکت تند شونده است.

2- آیا امکان دارد که سرعت لحظه ای صفر شود ولی شتاب لحظه ای صفر نباشد؟ مثال بزنید

بله ، در سقوط آزاد در نقطه اوج سرعت لحظه ای صفر است ولی شتاب در تمام نقاط از جمله نقطه اوج ثابت و برابر شتاب گرانش محل است.

3- اگر امکان دارد جسم در جهت برآیند نیروها حرکت نکند؟ مثال بزنید.

بله در سقوط آزاد در تمام طول مسیر شتاب و برآیند نیروها به سمت پایین است .و هنگامی که جسمی به سمت بالا در راستای قائم پرتاب می شود جهت حرکت به سمت بالا است ولی برآیند نیروها به سمت پایین است.

4- در سقوط آزاد چه زمانی شتاب مثبت و چه زمانی شتاب منفی در نظر گرفته می شود؟

اگر جهت محور مکان را به سمت بالا در نظر بگیریم چون شتاب همواره به سمت پایین است پس در تمام طول مسیر شتاب مثبت است.ولی اگر جهت محور مکان به سمت پایین فرض شود در تمام طول مسیر شتاب مثبت است.

5- اگر جسمی از ارتفاع معینی رها شود آیا بین سرعت هایش در ثانیه های متوالی تصاعد حصایب برقرار است؟

بله ، چون شتاب در طول مسیر ثابت و برابر 10 فرض می شود پس هنگام پایین آمدن در هر ثانیه به سرعت به اندازه 10 اضافه میشود پس سرعت ها در ثانیه های متوالی به ترتیب: 0 – 10 – 20 – 30 – 40 – 50 –و ...

6- اگر در سقوط آزاد جسمی به سمت بالا پرتاب شود آیا امکان دارد اندازه سرعتش در دو زمان برابر شود؟

بله در این حالت سرعت جسم در هر نقطه هنگام بالا رفتن و هنگام برگشتن قرینه می باشد.همچنین مدت زمان جابه جایی بین هر دو نقطه ی معین هنگام بالا رفتن و هنگام پایین آمدن برابر است.

7- حرکت نسبی دو جسم در سقوط ازاد چگون است؟

با توجه به مفهمو شتاب نسبی چون در سقوط ازاد شتاب هر دو جسم برابر و جهت آن نیز به سمت پایین است پس شتاب نسبی دو جسم نسبت به هم صفر می شود در نیتجه حرکت دو جسم نسبت به هم با سرعت ثایت خواهد شد بنابراین اگر دو جسم در حال حرکت به یک جهت باشند سرعت آنها از هم کم می شود ولی اگر دو جسم در خلاف جهت حرکت کنند سرعت نسبی آنها با هم جمع می شود.

8- اگر جسمی از داخل یک بالا سقوط ازاد کند در مورد سرعت اولیه ی آن توضیح دهید؟

اگر جسم نسبت به بالن رها شود سرعت اولیه ی جسم دقیقاً برابر با سرعت بالن در لحظه ی رها شدن جسم است.

9- اگر آسانسور با شتاب ثابت در حال بالا رفتن باشد و در داخل اسانسور جسمی سقط ازاد نماید در مورد حرکت این جسم توضیح دهید.

چون شتاب آسانسور به سمت بالا ولی شتاب سقوط آزاد به سمت پایین است پس شتاب نسبی جسم نسبت به آسانسور تفاضل این دو شتاب می شود.و می توان با بدست آوردن این شتاب نسبی به کمک معادلات حرکت با شتاب ثابت به بررسی حرکت جسم پرداخت.

سوال هایی برای حرکت دو بعدی

1- بردار مکان را تعریف کنید؟

جواب: برداری که از مبدا مکان به محل ذره متصل می شود را بردار مکان می گوییم.

2- اگر معادلات مکان – زمان جسمی معین باشد چگون می توان مسیر حرکت جسم را تعیین کرد؟

به دو روش امکان پذیر است: روش اول : متغیر زمان را بین دو معادله ی حرکت روی دو محور حذف کرد. روش دوم: می توان به کمک نقطه یابی مسیر را رسم کرد برای این منظور می توان با قرار دادن زمانهای مختلف در دو معادله ی مکان نقاط مسیر حرکت را تعیین و مسیر را رسم کرد.

3- در مورد جهت سرعت لحظه ای توضیح دهید؟

با توجه به آن که سرعت لحظه ای سرعت متوسطی است که بازه ی زمانی آن به سمت صفر میل میکند و از طرفی سرعت متوسط بر بردار جابه جایی منطبق است وقتی بازه زمانی به سمت صفر میل می کند بردار جابه جایی بر مسر حرکت مماس می شود و در نتیجه سرعت لحظه ای در هر لحظه بر مسیر حرکت مماس است.

4- اگر مسیر حرکت ذره ای منحنی باشد امکان دارد شتاب متحرک صفر شود؟

خیر چون سرعت مماس بر مسیر حرکت است در در مسیر منحی جهت مماس ها در هر نقطه تغییر می کند پس جهت سرعت لحظه ای در حال تغییر است و در نتیجه الزاماً بردار سرعت تغییر می کند پس حتی اگر اندازه ی سرعت هم ثابت باشد چون جهت بردار سرعت در حال تغییر است پس حرمت شتاب دار است.به طور کلی فقط یک نوع حرکت بدون شتاب داریم و آن حرکت بر خط راست با سرعت ثابت است و به جز این یک مورد تمام حرکت ها با شتاب ثابت هستند.

چند سوال از مبحث بردار ها

1- آیا کمیت های نرده ای می توانند منفی باشند .با ذکر یک مثال تئضیح دهید.

بله ، کمیت هایی مانند دما ، کار ، انرپی پتانسیل و... کمیت های نرده ای هستند که می توانند منفی نیز باشند.

2- در چه صورتی بزرگی تفاضل و برآیند دو بردار هم طول می شود؟

در صورتی که آن دو بردار بر هم عمود باشند.

3- در چه صورتی برآیند دو بردار هم طول با آنها هم اندازه است؟

در صورتی که زاویه ی بین آن دو بردار 120 درجه باشد

4- در چه صورتی تفاضل دو بردار هم طول با آنها هم اندازه است؟

در صورتی که زاویه ی بین آن دو بردار 60 درجه باشد.

5- دو خاصیت حمع بردار ها را نام ببرید .

1- خاصیت جابجایی 2- خاصیت انجمنی

6- آگر زاویه بین دو بردار از صفر تا 180 درجه افزایش یابد برآیند آنها چگونه تغییر می کند؟

کاهش می یابد.

7- اگر زاویه بین دو بردار از صفر تا 180 درجه تغییر کند تفاضل آن دو بردار چگونه تغییر می کند؟

افزایش می یابد.

8- برآیند سه بردار در چه صورتی صفر می شود؟

در صورتی که اگر آنها دنبال هم رسم کنیم تشکیل یک مثلث را دهند.و همچنین برآیند دو بردار دلخواه قرینه بردار سوم باشد.

9- برآیند سه بردار هم طول چه زمانی صفر می شود؟

در صورتی که زاویه بین دو به دو هر یک از این بردار ها 120 درجه باشد.

10- در چه صورتی برآیند دو بردار بر تفاضل آن دو بردار عمود است؟

در صورتی که آن دو بردار هم طول باشد.

11- در چه صورتی برآیند دو بردار بر تفاضل آنها عمود بوده و هم اندازه نیز می شوند؟

در صورتی که دو بردار هم طول و بر هم عمود باشند.

چند سوال برای حرکت شناسی

1- کدام یک از کمیت های زیر نسبی هستند و کدام یک نسبی نیستند:

حرکت ، سکون ، بردار مکان ، بردار جابه جایی ، مسیر حرکت

جواب: بردار جابه جایی و مسیر حرکت نسبی نیستند ولی حرکت و سکون و بردار مکان نسبی هستند

2- اگر سرعت متوسط متحرکی صفر باشد آیا الزاماً سرعت لحظه ای جسم نیز صفر بوده است؟

جواب : خیر زیرا در حرکت بر خط راست اگر متحرک کسیری رفت و برگشت کند جابه جایی و سرعت متوسط آن متحرک صفر است ولی سرعت لحظه ای آن متحرک صفر نخواهد بود.

3- در چه صورتی مسیر حرکت و اندازه ای جابجایی برابر هستند؟

در صورتی که حرکت بر خط راست بوده و جهت حرکت عوض نشود.

4- بردار سرعت متوسط در چه جهتی است؟

با توجه به تعریف سرعت متوسط می توان نتیجه گرفت که جهت بردار جابجایی و سرعت متوسط یکسان هستند.

5- در یک حرکت سرعت متوسط در تمام بازه های زمانی برابر هستند در مورد این حرکت توضیح دهید.

چون سرعت متوسط شیب خطی است که دو نقطه از نمودار مکان –زمان را قطع می کند می باشد بنابراین باید شیب تما خطوط قاطع در نمودار مکان- زمان با هم برابر باشد در نتیجه نمودار مکان – زمان باید یک خط راست باشد پس حرکت متحرک بر خط راست با سرعت ثابت بوده است.

6- شرط تغییر جهت متحرکی که بر خط راست حرکت میکند چیست؟

باید سرعت لحظه ای متحرک صفر شده و علامت سرعت عوض شود.که در نمودار مکان –زمان این لحظه به صورت اکترمم نسبی بیان می سود. و در نمودار سرعت –زمان نمودار محور زمان را قطع کرده و علامت سرعت نیز عوض شده است.

7- چگونه به کمک نمودار مکان –زمان می توان جابجایی را تعیین کرد؟

برای تعیین جابجایی بین دو لحظه ی دلخواه کافی است از آن دو لحظه دو خط بر نمودار مکان زمان به صورت قائم بالا برده و مکان هر لحظه را روی محور مکان تعیین کنیم سپس از روی محور مکان جابجایی را بدست آوریم.

8- چگون به کمک نمودار سرعت –زمان جابجایی و سرعت متوسط در هر بازه ی زمانی دلخواه قابل تعیین است؟

سطح محصوردر نمودار سرعت –زمان در هر بازه ی زمانی دلخواه برابر با جابجایی می باشد و اگر این جابجایی را بر مدت زمان مربوط به آن تقسیم کنیم سرعت متوسط بدست می آید.

9- نمودار های حرکت با سرعت ثابت را توضیح دهید.

نمودار مکان –زمان یک خط مایل است که شیب این نمودار نشان دهندی سرعت می باشد. و نمودار سرعت –زمان یک خط افقی موازی محور زمان می باشد و نمودار شتاب- زمان همان محور زمان است زیرا شتاب صفر می باشد.

سقوط آزاد

حركت يك جسم در راستاي قائم ( عمود بر سطح زمين ) و در نزديكي زمين كه فقط تحت تأثير نيروي وزن جسم مي‌باشد را سقوط آزاد مي‌گوئيم.سقوط آزاد يكي از مثال‌هاي واقعي و متداول براي حركت با شتاب ثابت مي‌باشد. يعني سقوط آزاد حركت يك جسم در راستاي عمود بر زمين با شتاب ثابت است. شتاب جسم برابر شتاب گرانشي محل بوده كه آن را با علامت g نمايش مي‌دهيم. مقدار شتاب گرانشي حدود 8/9 متر بر مجذور ثانیه مي‌باشد ولي براي سادگي و سريعتر حل كردن مسائل مقدار آن را برابر 10 متر بر مجذور ثانیه فرض مي‌كنيم.

حركت جسم در راستاي قائم مي‌تواند به دو صورت انجام شود، 1- حركت در امتداد قائم به سمت پائين . 2- حركت در امتداد قائم به سمت بالا

نكته 1) شتاب در سقوط آزاد را شتاب گرانش محل مي‌گوئيم و از مشخصات فيزيكي سياره‌اي كه سقوط در مجاور آن انجام مي‌شود مي‌باشد.

نكته 2) شتاب گرانشي محل به جرم جسم و جنس و شكل و حجم جسم بستگي ندارد.

نكته 3) بردار شتاب گرانشي همواره در راستاي قائم و به طرف پائين است و در تمام مدت حركت چه جسم به سمت بالا برود و چه جسم به سمت پائين بيايد اندازه و جهت آن ثابت است.

نکاتی در حل مسایل سقوط آزاد

همانطوريكه گفته شد سقوط آزاد يك مثال واقعي از حركت با شتاب ثابت روي خط راست است در اين حركت بايد از مقاومت هوا صرفنظر كنيم. بنابراين تمام معادلاتي كه در مورد حركت با شتاب ثابت گفته شده در اينجا نيز صادق هستند و در اين حركت مكان اوليه را با y و مكان در هر لحظه را با و شتاب حركت را با g نمايش مي‌دهيم. براي نوشتن معادلات سقوط آزاد قراردادهاي زير را پيشنهاد مي‌كنيم.

1- يك محور قائم كه جهت آن به سمت بالا است در نظر مي‌گيريم.

2- نقطه‌ي پرتاب جسم را مبدأ مختصات فرض مي‌كنيم. با اين فرض مكان اوليه جسم صفر مي‌شود.

3- مكان‌هاي جسم بالاي مبدأ مثبت و پائين مبدأ منفي است.

4- جابجايي متحرك هرگاه به سمت بالا باشد مثبت و هرگاه به سمت پائين باشد منفي مي‌شود.

5- سرعت اوليه و سرعت لحظه‌اي متحرك هرگاه به سمت بالا باشد مثبت و اگر به سمت پائين باشد منفي مي‌شود.

6- شتاب متحرك ثابت و همواره به سمت پائين است بنابراين شتاب متحرك همواره منفي است.

مفهوم شتاب گرانشي در سقوط آزاد :

با توجه به تعريف شتاب درحركت با شتاب ثابت كه برابر با تغييرات سرعت در واحد زمان و از طرفي در سقوط آزاد شتاب متحرك ثابت و برابر 10 به سمت پائين است مي‌توانيم نتايج زير را بيان كنيم :

1- هرگاه جسمي در حال حركت به طرف پائين سقوط نمايد در هر ثانيه به اندازه‌ي -10 به سرعتش افزوده مي‌شود. به عنوان مثال هرگاه جسمي از ارتفاع h رها شود سرعتش در ثانيه اول ، دوم‌، سوم و ..... به ترتيب برابر -10 و -20 و -30 مي‌شود.

2- هرگاه جسمي به سمت بالا در راستاي قائم پرتاب شود ، در هر ثانيه به اندازه‌ي 10 از سرعتش كاسته مي‌شود تا سرعتش به صفر برسد

نكته 4 : هرگاه جسمي از ارتفاع رها شود . چون سرعت اوليه‌اش صفر است. بنابراين جابجايي در ثانيه‌هاي اول و دوم و سوم و .... برابر است با : 5 و 15 و 25 و .......

يعني هرگاه سرعت اوليه صفر باشد وجسم از ارتفاع رها شود در ثانيه‌ي اول 5 متر به سمت پائين مي‌آيد در ثانيه‌هاي دوم و سوم ، به اندازه‌ي 15 متر و 25 متر سقوط مي‌كند. و در هر ثانيه نسبت به ثانيه‌ي قبلي 10 متر بيشتر سقوط مي‌كند. يعني جابه‌جايي‌هاي متوالي در زمانهاي متوالي تشكيل تصاعد حسابي ( عددي ) با قدر نسبت 10 را مي‌دهند.

نكته : سرعت جسم تا هنگام رسيدن به نقطه‌ي اوج مثبت ( سرعت اوليه نيز مثبت است ) و در هنگام بازگشت به نقطه‌ي پرتاب منفي است.

نكته : درهنگام بالا رفتن ، سرعت و شتاب در خلاف جهت يكديگرند و حركت جسم ، كند شونده و درهنگام پائين آمدن سرعت و شتاب هر دو منفي بوده و حركت تند شونده است.

نکته: سرعت جسم در هنگام بالا رفتن و پائين آمدن از يك نقطه هم اندازه‌ و قرينه مي‌باشد. كه علامت مثبت براي بالا رفتن و علامت منفي براي پائين آمدن است.

نکته: مدت زماني جابه‌جايي بين هر دو نقطه‌ي دلخواه هنگام بالا رفتن و هنگام پائين آمدن برابرند.

نكته : چون شتاب در تمام لحظات چه ضمن بالا رفتن و چه ضمن پائين آمدن ثابت است اندازه‌ سرعت در هر نقطه در يك ارتفاع معين در هنگام بالا رفتن با اندازه‌ي سرعت در همان نقطه هنگام پائين آمدن مساوي است و همچنين سرعت در اين نقطه هنگام بالا رفتن و پائين آمدن قرينه هستند.

بررسي سقوط آزاد دو جسم نسبت به يكديگر:

با توجه به مفهوم شتاب نسبي ، هرگاه دو ذره در حال سقوط آزاد باشند چون شتاب هردو برابر و a=-g مي‌باشد بنابراين شتاب نسبي آنها صفر مي‌شود در اين موارد مي‌توان گفت تا زماني كه حركت در يك جهت است حركت آنها با سرعت ثابت است كه براي بررسي دقيق‌تر حالات مختلف را بررسي مي‌كنيم:

نكته‌ : اگر دو ذره را بخواهيم مقايسه كنيم كه در حال سقوط آزاد هستند بايد يك مبدأ براي هر دو در نظر بگيريم. بهتر است نقطه‌ي پرتاب جسم پائين‌تر را مبدأ فرض كنيم.

نكته : اگر از يك ارتفاع در يك لحظه دو جسم در شرايط خلاء و در امتداد قائم با سرعتهاي و به طرف پائين پرتاب شود بعد از مدت ثانيه فاصله‌ي دو جسم برابر است با :

مثال : دو گلوله از بالاي برج بلندي رها مي‌شوند. گلوله‌ي دوم كسري از ثانيه بعد از گلوله‌ي اول رها شده است چون شتاب حركت گلوله‌ها به سوي زمين مقدار ثابت مي‌باشد ، اختلاف سرعت آنها ....

1) ثابت مي‌ماند	2) كم مي‌شود
3) زياد مي شود	4) بدون در دست داشتن زمان تأخير دقيق ، قابل تعيين نيست

حل : گزينه 1 صحيح است. چون شتاب نسبي آنها صفر است پس حركت آنها نسبت به هم با سرعت ثابت مي‌شود.

پرتاب جسم در سقوط آزاد در سيستم متحرك:

هرگاه يك جسم در يك سيستم متحرك باشد به عنوان مثال سنگي را ازداخل يك بالن متحرك در راستاي قائم پرتاب كنيم مي‌توانيم بگوئيم روابطي كه براي يك سيستم ساكن نوشته مي‌شود بدون تغيير براي سيستم متحرك نيز صادق است تنها با اين تفاوت كه تمام پارامترها به طور نسبي و نسبت به سيستم متحرك نوشته مي‌شود.

مثال : بالني با سرعت ثابت 10 متر بر ثانيه در راستاي قائم به طرف بالا حركت مي‌كند هنگامي كه بالن به ارتفاع از سطح زمين مي‌رسد گلوله‌اي بدون سرعت اوليه از بالن ‌رها مي‌شود. سرعت گلوله در آخر ثانيه‌ي اول چند متر بر ثانيه است؟

1) صفر

2) 5

3) 10

4) 20

حل : گزينه‌ 1 صحيح است.

جسم اوليه جسم برابر جسم بالن در لحظه‌ي رها شدن بالن است يعني سرعت سنگ برابر 10 به سمت بالا مي‌باشد.

نكته : هر ذره‌اي كه از يك سيستم متحرك جدا شود ( رها شود) در لحظه‌ي جدا شدن نسبت به سيستم سرعت ندارد و سرعت ذره در لحظه‌ي جدا شدن همان سرعت سيستم متحرك است به عنوان مثال هرگاه سنگي در يك بالن متحرك باشد و از آن رها شود سرعت نسبي سنگ نسبت به بالن صفر بوده و سرعت سنگ نسبت به زمين و همان سنگ بالن است.

بررسي سقوط آزاد جسم در يك آسانسور متحرك:

حالت اول : آسانسور با شتاب ثابت در حال بالا رفتن است.

هرگاه جسمي درون آسانسور متحركي باشد و رها شود سرعت اوليه گلوله همان سرعت آسانسور است بنابراين سرعت اوليه جسم نسبت به آسانسور صفر است و شتاب نسبي جسم نسبت به آسانسور برابر است با : g+a

حالت دوم : آسانسور با شتاب ثابت در حال پائين آمدن است.

اگر دراين حالت جسم درون آسانسور رها شود سرعت اوليه جسم نسبت به آسانسور صفر است و شتاب نسبي جسم نسبت به آسانسور برابر است با : g-a

كار و انرژي:

تعريف كار: حاصل ضرب نرده‌اي بردار نيرو در بردار جابجليي كار ناميده مي‌شود و يا عبارت از حاصلضرب جابجايي در تصوير نيروي محور جابجايي كار است.

aزاويه بين نيرو و جابجايي است W=F.d.cosa واحد كار ژول است.

تعريف ژول: ژول واحد كار است و آن هم مقدار كاري است كه اگر نيروي يك نيوتن به جسم وارد جسم را به اندازه يك متر جابجا كند.

نكته:

واحد ديگر كار رازگ مي‌باشدکه هر 1 ارگ برابر 10^-7 j است.

بحث در فرمول كار

الف: اگر نيرو هم جهت با بردار جابجايي باشد در اين صورت كار ماكسيمم است.

ب: اگر oد در اين صورت كار مثبت است

ج: اگر a=0د در اين صورت كار صفر است.

ه: اگر 90 باشد در اين صورت كار منفي است.

نكته:

منظور از كار منفي كار نيروي اصطكاك است كه باعث كاهش انرژي مي‌شود و به صورت انرژي پتانسيل در جسم ذخيره مي‌شود.

مثال:

شخصي تحت زاويه30 نيروي 60 نیوتن را بر جسمي به جرم 5 کیلوگرم وارد مي‌كند. كار انجام شده روي جسم درد مدت2 ثانيه در هر يك از حالات زير چقدر است. الف) بدون ضريب اصطكاك ب) ضريب اصطكاك 2/0 است.

تعريف نيروي پايستار: نيرويي كه كار آن مستقل از مسير حركت است و به مسير بستگي ندارد و فقط ابتدايي و انتهايي بستگي دارد را نيروي پايستار گويند مانند وزن نيروي كشسايي فنر.و نیروی وزن جسم در سطح زمین.

تعريف نيروي ناپايستار: نيرويي كه كار آن به مسير حركت بستگي دارد. مانند نيروي اصطكاك.

نكته:كار نيروي كشساني فنر به مسير حركت بستگي ندارد و نيروي فنر يك نيروي پايستار است.

قضيه كار و انرژي:

تغييرات انرژي جنبشي يك جسم در يك مدت معين برابر كار برآيند نيروهاي وارد بر جسم در آن مدت است. W_t=K₂-K₁

تست: گلوله‌اي به جرم 25 گرم با سرعت 100 متر برثانیه به تنه درختي برخورد كرده و 43 سانتی متر درون درخت فرو رفته و متوقف مي‌شود کار انجام شده بر روي گلويه چقدر است.

الف)

ب)

ج)

د)

تست: جرم يك سورتمه10 كيلوگرم است. با سرعت 2 متر بر ثانیه به اندازه 12 متر جابجا مي‌شود نيروي F چقدر باشد تا سرعت سورتمه 4 متر بر ثانیه گردد.

الف)

ب) 10

ج)

د) 20

انرژي: قابليت انجام كار را انرژي گويند. (كار نهفته در جسم)

انرژي كميت اسكالر است واحد انرژي ژول است. و انرژي دو نوع است.

انرژي جنبشي: هر جسمي كه در حال حركت باشد داراي انرژي جنبشي است. انرژي جنبشي را با نشان مي‌دهند واحد آن ژول است. انرژي با جرم و مجذور سرعت نسبت مستقيم دارد. K=mV²/2

انرژي پتانسيل: انرژي نهفته شده در جسم مي‌باشد كه به واسطه موقعيتي كه نسبت به وضعيت تعادل خود پيدا مي‌كند دارد مي‌باشد بر هر نوع گرانشي و انرژي پتانسيل متر تقسيم مي‌شود.

انرژي پتانسيل گرانشي: هر جسمي كه نسبت به زمين داراي ارتفاع باشد انرژي پتانسيل گرانشي دارد كه در جسم ذخيره مي‌شود.

U=mgh

انرژي پتانسيل فنر: هر گاه فنري به ضريب سختي را به اندازه از وضعيت تعادل خارج كنيم انرژي ذخيره شده در آن بق رابطه هوك از رابطه زير به دست مي‌آيد. U=Kx²/2

انرژي مكانيكي: مجموع انرژي جنبشي و پتانسيل جسم را انرژي مكانيكي دروني جسم گويند.

پايستگي انرژي مكانيكي: در يك دستگاه پايستار كه فقط نيروهاي پايستار بر آن وارد مي‌شود و انرژي جنبشي و پتانسيل قابل تبديل به يكديگر مي‌باشد انرژي مكانيكي همواره پايستار است.

يعني در سيستمي كه با محيط خارج خود تبادل انرژي ندارد مجموع انرژي جنبشي و پتانسيل همواره مقدار ثابتي است.

نكته:هر گاه سرعت دو جسم يكسان باشد جسمي كه جرمش بيشتر است انرژي جنبشي بيشتري دارد.

اگر دو جسم داراي اندازه حركت يكسان باشند آنكه جرمش بيشتر است انرژي جنبشي كمتري دارد.

رادیواکتیویته (Radioactive)

ادامه نوشته

واپاشی پرتوزا ی هسته ها:

یکی از خواص هسته واپاشی است که وابسته به زمان است. بعد از کشف پرتوزایی هسته توسط بکرل مشخص شد که هسته های ناپایدار سه نوع انرژی تابش می کنند طبقه بندی این تشعشعات از روی انرژی می باشد.

تقسیمات واپاشی های پرتوزا:

ذره آلفا: توسط ورقه ای از کاغذ متوقف میشوند.

ذره بتا:توسط ورقه سربی به ضخامت 16/1 اینچ متوقف میشوند.

اشعه گاما: می توانند در چندین اینچ از سرب نفوذ کنند.

جنس پرتوهای واپاشیده:

پرتوهای آلفای هسته از جنس اتم های یونیزه هلیوم He هستند.

پرتوهای بتا از جنس الکترون می باشند.

پرتوهای گاما از جنس امواج الکترو مغناطیسی هستند.

هر یک از مدهای واپاشی، جنبه های متفاوتی از ساختار هسته ای را روش می کنند.هسته های پرتوزای اولیه در هر مد واپاشی را هسته مادر و هسته نهایی هسته دختر می نامند.

واپاشی آلفایی:

اغلب ویژه هسته هایی با عدد جرمی بزرگتر از 15 نسبت به واپاشی ناپایدارند.
برای ویژه هسته های سبکتر ، احتمال واپاشی آلفا بسیار کم است.

واپاشی بتایی:

واپاشی بتا متداولترین نوع واپاشی پرتو زاست تمام ویژه هسته هایی که در روی خط پایداری نیستند آمادگی گسیل بتا را دارند این فرایند مشتمل بر گسیل مستقیم یک الکترون از هسته است . در هنگام گسیل بتا عدد اتمی ویژه هسته به اندازه یک واحد افزایش پیدا می کند.

مشاهده می شود در گسیل بتا از هلیوم (واکنشی که در آن اتم هلیوم به ذره بتا و لیتیوم 6 تبدیل می شود) عدد اتمی از 2 به 3 تغییرمی یابد. بتا با بار الکتریکی منفی همان الکترون می باشد.

واپاشی گامایی :

یک هسته می تواند به طرق مختلف به حالتهای برانگیخته درآید یک هسته برانگیخته می تواند با گسیل امواج الکترو مغناطیسی به حالت کم انرژی تر واپاشی نماید.

واپاشی پوزیترون :

یک هسته زمانی که پوزیترون گسیل می کند عدد اتمی هسته آن به اندازه یک واحد کاهش می یابد.

پرتو بتا و كشف نوترينوها

هنگامی که تابش حاصل از مواد پرتوزارابین دوصفحهٔ باردار(با بارمخالف) قرار دهیم بطوری که صفحهی بار دار مثبت در بالا وصفحهٔ بار دار منفی درپایین قرار داشته باشدخواهیم دید که سه پرتو بوجود میآید که به شرح زیر است: 1.پرتوی آلفا: .این پرتو کمترین نفوذ پزیری را داردو توسط کاغذ جذب میشود. .بارالکتریکی آن مثبت است واز جنس دو نوترن ودو پروتون(هستهٔ هلیم)می باشد. .در میدان الکتریکی با انحراف کم به سمت قطب منفی منفی منحرف میشود. 2.پرتوی بتا: .این پرتو از کاغذ عبور کرده وبه وسیلهٔ آلو مینیوم جذب میشود. .بارالکتریکی آن منفی میباشد وازجنس الکترون (پرتوی کاتدی) است. .درمیدان الکتریکی به سمت قطب مثبت با انحراف زیاد منحرف میشود. 3.پرتوی گاما: .ازکاغذ وآلومینیوم عبور کرده وتوسط سرب جذب میشود در واقع بیشترین نفوذ پذیری را دارد. .بار الکتریکی ندارد وخنثی است جنس آن ازفتون(نور)وهمانند پرتوی xاست. .در میدان الکتریکی نیز منحرف نمیشود. پرتوی گاما براثرتحریک هسته یا پرتو زایی هسته تولید میشود. هنگام تولید پرتوی بتایک نوترون به پروتون والکترون تبدیل میشود.

نوترينو ها

کشف نوترینو

هنگامی که جیمز چادویک تحقیقات خود را برروی اشعه بتا آغاز کرد، مصمم شد تا انرژی ذرات بتا را اندازه بگیرد. او از خود پرسید: آیا همگی آنها با یک میزان انرژی بیرون میآیند، یا انرژی آنها توزیع شده است؟ خود رادرفورد بزرگ و دیگر پژوهشگران کوشیده بودند تا به این پرسش پاسخ دهند ولی نتایج گمراه کننده بود. چادویک به منظور اندازه گیری انرژی و مقدار حرکت الکترونهایی که از رادیوم خارج میشدند، آزمایشی طراحی کرد ک در آن آهنربایی ذرات را از مسیر منحرف میکرد و با اندازه گیری میزان انحراف توانست مقدار حرکت را بدست آورد.وی از یک شمارشگر تخلیه الکتریکی شبیه شمارشگر گایگر استفاده کرد. اهمیت کشف چادویک این بود که نتایج آزمایشهای او نشان میدادند قانون بقای انرژی دیگر رعایت نمیشود. برهمکنش مربوطه چنین بود:

A → B + electron

َAاتم رادیواکتیو پیش از واپاشی و B همان اتم بعد از واپاشی است.انرژی این الکترون میتواند از تقریبا صفر تا یک حداکثر معین باشد. انرژی کلی A ، منجمله انرژی جرم ساکن آن، باید با کل انرژی B برابر باشد. چنانکه دیده شد نسبت انرژی B به انرژی الکترون برخی اوقات بسیار بالا و گاهی پایین است و تقریباهیچ بستگی ندارد. پس در معادله موازنه ایجاد نمیشود. آیا ذره غیر قابل دیدی منتشر میشود؟ این آزمایش ها به دلیل جنگ جهانی اول متوقف شد، پس از جنگ فردی به نام چارلز الیس به گروه رادرفورد پیوست. او و ویلیام وستر روشی برای بدست آوردن انرژی ای که در گذار از Α به Β حاصل میشد، اندیشیدند. شگردشان این بود که بگذارند انرژی منتشر شده استوانه بزرگی از سرب را که کاملا عایق شده بود گرم کند. درجه حرارت سرب را با دستگاه حساس ترموکوپل که قادر است تغییرات کوچک دما را نشان دهد، اندازه بگیرند. نتیجه قطیت داشت. هیچ عامل گرم کننده دیگری بیرون نمیآمد. این انرژی گمشده اثری از خود باقی نمی گذاشت و توضیحی وجود نداشت. مساله انرژی گم شده در تابش اشعه بتا چنان شدت گرفت که در سال 1929 نیلز بور پیشنهاد کرد که شاید قانون اصل پایستگی در حوزه هسته بکار نیاید. توضیح انرژی گمشده باید در انتظار ولفگانگ پائولی باقی میماند. او نمیتوانست عقیده بور مبنی بر فرو ریختن اصل پایستگی را بپذیرد و برای «گذر از این تنگنا» در سال 1930 وجود ذره جدیدی را پیشگویی کرد که از این برهمکنش بیرون میآید و از خود در کالریمتر الیس نه مسیری و نه حرارتی باقی میگذارد. این ذره بایستی بدون بار و برخوردار از قدرت نفوذ بالا باشد. بدینسان پائولی ذرهای را که انریکو فرمی بعدها «نوترینو» نام گذاشت پیشگویی کرد. به این ترتیب واکنش واپاشی بتا چنانکه در سال 1933 فرمی ان را به چاپ رسانید چنین است:

Α → Β + electron + Neutrino

25 سال باید می گذشت تا نوترینو مستقیما ردیابی شود، اما خیلی پیش از آن ایده وجود نوترینو به طورکلی به سبب استفاده از قانون بقای انرژی، غیر مستقیم پذیرفته شده بود.

Fast Facts About Radiation Therapy
ƒ¤ Nearly two-thirds of all cancer patients will
receive radiation therapy during their illness.
ƒ¤ In 2004, nearly 1 million patients were treated
with radiation therapy.
ƒ¤ In 2004, patients made about 23.4 million
radiation therapy treatment visits to 2,010
hospitals and freestanding radiation therapy
centers.
ƒ¤ Three cancers ¡V breast cancer, prostate cancer
and lung cancer ¡V make up more than half
(56 percent) of all cancers treated with
radiation therapy.
ƒ¤ In 2004, radiation therapy centers in the United
States employed an estimated 29,970 people full-time.
The number of employees increased 3 percent from 2003.
ƒ¤ The average radiation oncologist sees between 200 and 300 patients annually.
ƒ¤ Medicare and Medicaid are the predominant source of payment for radiation
oncology procedures.
ƒ¤ It is estimated that about 1.4 million new cases of cancer will be diagnosed
this year.
ƒ¤ Each year, about 560,000 Americans die from cancer ¡V more than 1,500
people a day.
ƒ¤ Cancer is the second leading cause of death among all Americans.
ƒ¤ Cancer is the leading cause of death among Americans under the age of 85.
ƒ¤ In the United States, one out of every four deaths is attributed to cancer.
ƒ¤ Over the course of a lifetime, one in three women and one in two men will
develop cancer.
Sources: American Cancer Society, IMV Medical Information Division, SROA Benchmarking Survey
It is estimated that nearly two-thirds of cancer patients
receive radiation therapy as part of their treatment, though
it is perhaps the least well-known or understood cancer
treatment option. For many cancer patients, in fact,
radiation therapy is the only treatment they will receive.
Radiation therapy, sometimes called radiotherapy, is the
use of various forms of radiation to treat cancer and other
diseases safely and effectively. Doctors use radiation
therapy to try to cure cancer, to control the growth of the
cancer or to relieve symptoms, such as pain. It can be used
to treat cancer in almost any part of the body, although
breast cancer, lung cancer and prostate cancer make up more than half of all patients receiving
radiation therapy. Radiation is also used to treat several benign diseases, such as non-cancerous
tumors, heart disorders and thyroid problems.
During cancer treatment, the radiation oncology team members carefully focus X-rays, gamma rays
and other sources of radiation directly on the tumor site in the body. The radiation works by damaging
the DNA within cancer cells and destroying the ability of the cancer cells to reproduce. When these
damaged cells die, the body naturally eliminates them. Normal cells are also affected by radiation, but
they can repair themselves in a way that cancer cells cannot.
The goal of radiation therapy is to kill the cancer cells without damaging surrounding healthy tissue.
The radiation therapy team works together to plan each treatment and direct the radiation to the
precise cancer location. By targeting the radiation directly on the cancer, the radiation oncology team
can to minimize the damage to the patient¡¦s normal cells.
Patients receive radiation therapy in one of two ways: externally or internally. During external
radiation, a beam of radiation is directed through the skin to the tumor and immediate surrounding
area in order to destroy the tumor and any nearby cancer cells. The beam can be made up of electrons
(X-rays or gamma rays), protons or neutrons.
Internal radiation, or brachytherapy, from the Greek word brachy meaning ¡§close by,¡¨ is the placement
of radioactive sources in or just next to a tumor. To position the sources accurately, special catheters
or applicators are used. Radiation sources are placed very close to the tumor to allow the radiation
oncologist to deliver a large dose of radiation directly to the cancer cells with minimal exposure to
normal healthy tissue.
Radiation has been used to treat cancer for more than a century; however, the past 20 years have seen
enormous technological improvements. These improvements allow radiation oncologists to better
target tumors, resulting in higher cure rates with fewer side effects.
What Is Radiation Therapy
Who We Are
Radiation oncologists, radiation oncology nurses, medical physicists, radiation therapists,
dosimetrists, biologists and other interested professionals comprise ASTRO¡¦s nearly 9,000
members, making it the largest radiation oncology organization in the world. These medical
professionals, found at hospitals and cancer treatment centers around the globe, make up the
radiation therapy treatment teams that are critical in the fight against cancer. These teams,
which often include a nutritionist and a social worker, see and treat millions of people
worldwide living with a diagnosis of cancer.
Among our members are healthcare professionals from well-known community practice centers
as well as major academic research facilities. ASTRO provides these cancer care professionals
with the continuing medical education, health policy analysis, patient information resources
and advocacy that they need in order to help cancer patients beat their disease.
Founded in 1958, ASTRO is dedicated to improving patient care through education, clinical
practice, advancement of science and advocacy.
Within the specific field of radiation oncology, we provide our members with numerous
educational and professional development opportunities ¡V from sponsoring hands-on
educational courses year- round to sponsoring the premier radiation oncology research journal,
International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics. ASTRO is committed to continued
excellence in patient care through a team-based treatment approach.
ASTRO also focuses on fostering collaboration between radiation oncologists and the
larger medical community. We work to establish links between our members and medical
oncologists, surgeons, radiologists, urologists, gynecologists, internists, family practitioners
and other healthcare professionals to ensure that patients are offered the most up-to-date
treatments available in order to choose the treatments that best suit their cancer and lifestyle.
To better educate the patients whom our members work so hard to cure,
ASTRO works closely with the media to promote accurate
articles on scientific breakthroughs
involving radiation therapies.
We also work with
patient advocacy
organizations
to publish
educational
materials that
keep patients
and the public
informed
about radiation
therapy as a
safe and effective
treatment
option.
What We Do
Onward and upward
ASTRO¡¦s ongoing mission is to continue to advance the practice of radiation oncology and
thereby promote excellence in cancer patient care around the world. Toward that end, we apply
our energies and resources in key areas of education, healthcare policy, government relations,
research and public awareness.
Education
ASTRO is constantly searching for ways to help
patients by providing ongoing educational
opportunities to keep our members at the forefront
of radiation oncology research, technology and
practice. In keeping with this goal, we are
committed to publishing and promoting
educational materials to keep physicians and the
public informed about the benefits of radiation
therapy as a leading treatment option for cancer
and other diseases. ASTRO¡¦s premier educational
event is its Annual Scientific Meeting. Held each
fall, this five-day meeting draws more than 11,000
attendees from around the world to learn the
latest advances in the fight against cancer.
ASTRO also offers many online educational opportunities through the ASTRO School of Radiation Oncology
portal at www.asro.astro.org.
Healthcare Policy
The regulatory environment of healthcare practice in the United
States has grown increasingly complicated in recent years ¡V
and promises to become only more complex. ASTRO works to
represent the entire radiation oncology community in this
environment and to work closely with various state and
federal government agencies to keep our members informed
as to the best ways to navigate the pathways of the current
and future reimbursement and coding systems. ASTRO also
publishes a comprehensive guide to radiation oncology
coding.
Government Relations
Research
Within the field of radiation oncology, ASTRO promotes scientific and technological advances by
sponsoring meetings for oncologists and other healthcare providers on the latest advances in radiation
therapy. ASTRO disseminates the latest research in radiation oncology, biology and physics through
its pre-eminent journal, which keeps our members updated on breakthroughs in the field. ASTRO also
sponsors several different grants and awards to help researchers continue to search for a cure for cancer.
Since 2000, ASTRO¡¦s foundation has provided nearly $2.5 million to deserving researchers, clinicians and
programs.
Public Awareness
ASTRO¡¦s award-winning Public Awareness Campaign
has produced more than a dozen brochures
in English and Spanish to help patients
and their families understand how
radiation therapy is used to treat
specific types of cancer. In 2005, ASTRO
launched a dedicated patient Web site
¡V www.rtanswers.org ¡V to help patients find
radiation therapy information quickly and easily.
ASTRO also maintains a directory allowing patients
to easily locate a cancer specialist in their area.
One of ASTRO¡¦s ongoing goals is to establish a comprehensive advocacy
program that directly addresses legislative and regulatory issues affecting
radiation oncology and advances the interests of our members and the
patients they serve before Congress, the White House and federal
agencies. We work to accomplish this by educating our members on key
legislative and regulatory issues affecting radiation through our annual
Advocacy Day held in Washington, D.C., and through updates by Action
Alerts and various publications.
Our efforts include a grassroots action center and a federal political action committee ¡V ASTRO PAC.
We work to help our members understand all legislative proposals that have an impact on radiation
therapy, cancer research and their practice of medicine. In addition, we work with lawmakers and federal
agency officials to help them understand the important role that radiation oncology plays in treating and
researching cancer, as well as its positive impact on the entire healthcare system.
American Society for Therapeutic
Ra diology and Oncology
8280 Willow Oaks Corporate Drive, Suite 500
Fairfax, VA 22031
1-800-962-7876
www.astro.org
www.rtanswers.org
c ASTRO 2007
ASTRO, the American Society for Therapeutic
Radiology and Oncology, is the world¡¦s leading
organization devoted to radiation oncology.
With offices in Washington, D.C., and Fairfax, Va.,
ASTRO represents more than 9,000 medical and
scientific professionals who use radiation therapy
to treat patients with cancer and other diseases.
Printed on 50% recycled, 25% post consumer paper, that is Forest Stewardship Council certified.
Printed with vegetable-based, acid free and elemental chlorine free inks

انفجار اشعه گاما

ادامه نوشته

اشعه گاما

ادامه نوشته

^فیزیک پیش دانشگاهی

ادامه مطلب را کلیک کن

ادامه نوشته

علم طبیعت با فیزیک

آشنايي با ديناميك

الف-پرسش

واپاشی پرتوزا ی هسته ها:

تقسیمات واپاشی های پرتوزا:

جنس پرتوهای واپاشیده:

واپاشی آلفایی:

واپاشی بتایی:

واپاشی گامایی :

واپاشی پوزیترون :

نوشته‌های پیشین

آرشیو موضوعی

برچسب‌ها

پیوندها