الفبای فیزیک - نیروها

نیروها..........
ماهمواره بااعمالی مانند كشیدن،هل دادن وبلندكردن یك جسم سروكارداریم.این عمل كشیدن یا هل دادن یك جسم،نیرونامیده می شود.
نیرو را بر حسب نیوتن N اندازه می گیرند .
بردارهای نیرو...
یكی از روش هایی كه می توان از آن برای نمایش نیروها بهره برد،رسم برداراست.
یــك بـردار نـیرو، پاره خطی جهتدار است،كه ابتدای آن از نقطه ی اثر نـیرو شروع می شود.طول این پاره خط ،اندازه ی نیـرو و فلش آن ، جهت نیـرو را نـشان می دهد.
نیرو های واكنش ...
هنگامی كه شما با نیرو بر یك سطح فشار وارد می كنید، آن سطح نیز نیرویی را كه سطح بر شما وارد می كند،نیروی واكنش و نیرویی را كه شما بر سطح وارد می كنید ، نیروی كنش(عمل) می نامند.
قانون سوم نیوتون...
برای هر كنشی یك واكنش مساوی و مخالف ان وجود دارد.
نیروی گرانشی(ثقل)
میان دو جسم دلخواه ،نیروی كوچكی وجود دارد كه موجب می شود آن دو جسم به طرف هم كشیده شوند.اگر اجسام مورد نظر زمین باشد ، این نیرو قابل توجه خواهد بود.ما(جسم۱)در هر جای زمین(جسم۲) كه باشیم، نیرویی نسبتا قوی ما را به طرف سطح زمین می كشد.ما این نیروی كشش رو به پایین را نیروی گرانشی می نامیم.
وزن نیرویی كه از طرف زمین به یك جسم وارد می شود و آن را به طرف خود می كشد، وزن جسم نامیده می شود.آن را بر حسب نیوتون اندازه گیری می كنند.اگر زمینی نباشد كه جسم را به طرف خود بكشد، جسم نیز وزن نخواهد داشت.اما همچنان جرم خواهد داشت.
مزاحمت نیروی اصطكاك احساس نیروی اصطكاك ــ اگر انگشت خود را بر روی پشت دستتان بمالید ،نیروی اصطكاك را (گرما)بر روی پوست دستتان احساس خواهید كرد.
مفید یا مزاحم بودن اصطكاك ــ وقتی كه نیروی اصطكاك اعمال می شود ، می تواند برایمان مفید باشد ویا موجب اذیت وآزارمان شود. مثلاً نیروی اصطكاك این امكان را به ما می دهد كه دوچرخه را به حركت درآوریم امّا از طرف دیگه ، ركاب زدن را برایمان مشكل می كند.
اصطكاك مخالف حركت ــنیروی اصطكاك وارد بریك جسم همواره با نیرویی كه سعی می كند جسم را به حركت درآورد یا آن را درحالت حركت نگه دارد ، مخالفت می كند.
اندازه گیری نیروها
یكی از راههای اندازه گیری نیرو ، استفاده از یك نیروسنج یا نیوتون سنج است. یكای اندازه گیری نیرو نیوتون نام دارد.
اندازه گیری میزان كشش اجسام...
میزان كشش اجسام به جنس ونیرویی كه به آنها وارد می شود ، بستگی دارد وقابلیّت كشش برخی از آنها نسبت به بقیه بیشتر است.
قانون هوك...
بنا به قانون هوك ، افزایش طول اجسام با نیروی وارد بر آنها نسبت مستقیم دارد. نمودار نیروی وارد بر آن ، بر حسب افزایش طول آن ، به صورت یك خط راست در می آید كه از مبدأ مختصات مگذرد.
حد كشسانی (الاستیك) ــاجسام اگر بیش از حد معینی كشیده شوند ،نمودار نیرو بر حسب طول ، به صورت خط راست در نمی آید .در این حالت ، اگر نیروی وارد بر جسم را حذف كنیم ، جسم به شكل اولیة خود بر نمی گردد. این حد معین را حد كشسانی (الاستیك)می نامند.
نیروهای متعادل
اثر چر خشی یك نیرو...
اجسام می توانند حول یك محور بچرخند. نیروی وارد بر جسم باید تا حدی از محور فا صله دا شته باشد.
اثر چر خشی یك نیرو را گشتاور نیرو می نامند كه مقدار آن برابر است با:حاصلضرب نیرو در فاصلةعمودی نیرو تا نقطة اثر آن.
گشتاورهای متعادل اگر چند نیرو بر یك جسم اثر كند ، می توان گشتاور نیروهایی را كه جسم را در جهت ساعتگرد می چرخانند با هم جمع كرد و یك گشتاور كل در جهت سا عتگرد به دست آورد. اگر جسم در حال تعادل با شد، این گشتاور به دست آمده با گشتاور كلی كه در جهت خلاف ساعتگرد اعمال می شود، برابر خواهد بود.
اندازه گیری حركت
اندازه گیری حركت...
برای اندازه گیری فواصل زمانی، همواره باید از یك زمان سنج استفاده كرد.در این زمان سنج هنگامی كه نوار كاغذی از زیرهرم مرتعش این زمان سنج می گذرد، نقاطی بر روی آن چاپ می شود. این زمان سنج همیشه۵۰ نقطه در هر ثانیه بر روی نوار كاغذی چاپ می كند . بنابراین با شمردن تعداد نقطه ها، می توان مقدار گذشت زمان (بازه زمانی) را حساب كرد.
تندی تندی یك جسم ، برابر با مسافتی است كه جسم در یك ثانیه (یا یك ساعت) طی می كند. تندی یك جسم را می توان از معادلة زیر حساب كرد:زمان/مسافت=تندی .
تندی را بر حسب مایل بر ساعت ، یا كیلومتربر ساعت ، یا متر بر ثانیه ، یا سانتی متر بر ثانیه اندازه می گیرند.
تندی و زمان...
ما در مسیری كه طی می كنیم ، بازگشت زمان ، تندی ما نیز تغییر می كند . اغلب مهم است كه بدانیم در هر لحظه با چه تندیی حركت می كنیم . سرعت سنج اتومبیل ، تندی لحظه ای را نشان می دهد . این سرعت سنج در زمان های (۷،...،۱،۰)ثانیه تندیهایی را كه نشان می دهد،به ترتیب برابر۰،۶،۱۲،۱۸، ۱۸،۱۸،۹ و۰ متر بر ثانیه است. با توجه به زمان تندیهای داده شده ، می توان نمودار سرعت اتومبیل را رسم كرد.
سرعت ...
سرعت، تندیی است دریك جهت معین (یعنی سرعت دو قسمت دارد تندی وجهت).
جابجایی مسافتی است كه دریك جهت معین توسط جسم متحرك طی می شود.
جمع سرعت ها...
مثلاً سرعت یك هاوركرافت مجموع دو سرعت است. اگر سرعت موتور۴متر بر ثانیه وسرعت باد ۳متر بر ثانیه باشد ، سرعت هاوركرافت می تواند ۱ متر بر ثانیه یا ۷ متر بر ثانیه محاسبه گردد، كه مقدار هر یك از این سرعتها به جهت باد بستگی دارد.
نیرو و حركت
نیرو به دو روش بر حركت اجسام تأثیر می گذارد :
(۱)اگر جسم سا كن با شد ، سا كن می ما ند واگر متحرك باشد ، با سرعت ثابتی به حركت خود ادامه دهد.
(۲)همواره یك نیروی نا متعادل ( نیروی بر آیند ) شتاب ایجاد می كند.
نیرو وشتاب
قانون دوم نیوتون دربارة حركت ...
شتاب یك جسم با نیروی وارد بر آن متناسب است. این امر موجب می شود كه جرم جسم ضریب ثابتی باشد و تغییر نكند .
محاسبة شتاب ...
با استفاده از معادلة S=۱/۲at^۲ ،شتاب (a) را حساب كنید. زمان لازم برای چاپ ۵۰ نقطه یك ثانیه است. بنا براین ، a=۲s می شود.
معادله ای برای قانون دوم نیوتون ...
شتاب×جرم= نیرو
F=m a
اندازه حركت
وقتی توپ را در حال حركت را متوقف كنیم ، ضربهای احساس می كنیم. زیرا توپ اندازه حركت دارد ومقدار آن برابر «سرعت توپ×جرم توپ» است.
اندازه حركت كسب شده = ضربه
اندازه حركت كسب شده = زمان× نیرو
مدت زمانی كه نیرو اثر می كند/اندازه حركت = نیرو
و به طور كلی،
آهنگ تغییر اندازه حركت =نیرو
رابطةاخیر، شكل دیگر قانون دوم نیوتون است.
فشار
مقدار نیروی وارد بر سطح ۱m^۲ ، فشار نامیده می شود.
P=F/A یا مساحت/ نیرو = فشار
فشار در مایعات
آب در داخل آكواریوم به طور تعجب آوری سنگین است و حتی سنگین تر از مقداری كه فكرش را می كنید. وزن آب آكواریوم به طرف پایین بوده وفشاری بر ته مخزن وارد می كند. شما می توانید با تقسیم كردن وزن آب بر مساحت ته مخزن، این فشار را حساب كنید.
معادله ای برای فشار مایعات...
فشار درون یك مایع برابر است با مساحت تقسیم بر نیرو ، كه در آن نیرو عبارت است از وزن مایعی كه بالای مساحت مورد نظر قرار دارد.
فشار از طریق مایعات منتقل می شود
تلمبة دو چرخهای را پر از آب كرده وانگشت خود را روی سوراخ انتهایی آن قرار دهید. اكنون سعی كنید كه با فشار دادن دستة تلمبه، آب داخل آن را متراكم كنید.
حجم آب داخل تلمبه كمتر نمی شود ونیرویی كه به دستة تلمبه وارد می كنید از طریق آب به انگشت شما وارد می شود.
فشار سنج مانومتر
مانومتر لولة U شكلی است كه حاوی مایع است و برای اندازه گیری فشار گاز به كار می رود. مخزن گاز از طریق لولة رابط به لولة Uشكل وصل است. فشار گاز در یك شاخة لولة U موجب پایین رفتن مایع و در شاخة دیگر موجب بالا رفتن آن می شود تا آنكه فشار مایع با فشار گاز به حالت تعادل درآید. فشار گاز را با اندازه گیری اختلاف ارتفاع مایع در دو ستون (بر حسب سانتیمتر یا متر ) تعیین می كنند.
بارومتر فلزی
بارومتر (جو سنج ) وسیله ای است كه فشار جو را اندازه می گیرد. در یك جو سنج فلزی از یك قوطی فلزی نازك و دربسته ، كه هوای داخل آن خارج شده است، استفاده می شود.
اگر فشار هوا بالا برود، قسمت بالا و پایین قوطی اندكی به طرف داخل فرو می رود واهرمی كه متصل به زنجیر است موجب حركت عقربه می شود. هنگام كم شدن فشار هوا، قوطی توسط فنر محكمی به حالت اولیة خود بر می گردد.

منبع : شبکه فیزیکی هوپا