گزارش کار آزمایشگاه آزمایشگاه فیزیک 1
این مقاله دارای موارد زیر می باشد.
عنوان آزمایش: اندازه گیری
تعداد صفحه : 5
عنوان آزمایش: چگالی
تعداد صفحه : 7
عنوان آزمایش: حرکت پرتاپی
تعداد صفحه : 2
عنوان آزمایش: ماشین آتوود
تعداد صفحه : 6
فایل دریافتی شما قابل ویرایش می باشد.
در صورت مقالات بیشتر به مایل ایمیل بزنید.
فروشگاه خودتان را همین حالا ایجاد کنید
دید کلی
هنگامی که جسمی از ارتفاعی رها شود، شتاب می‌گیرد و سرعتش از مقدار صفر افزایش مییابد. جالب توجه است که در خلا ، تمامی اجسام از قبیل سنگ ، پر ، قطرات باران و ذرات گرد و غبار بطور یکنواخت شتاب می‌گیرند و باهم به زمین می‌رسند. این قاعده صرفا به دلیل مقاومت هوا در مقابل سقوط اجسام ، که اثر آن بر «پر» مؤثرتر از اثر آن بر سنگ است، در زندگی روزمره که در محیط خلأ صورت نمی‌گیرد، صادق نیست.
شتاب حرکت سقوط آزاد
شتاب سقوط آزاد اجسام در خلا به طبیعت جسم بستگی ندارد. بلکه فقط به محل جسم بستگی دارد. این شتاب ثابت است و مقدار آن با شتاب گرانشی که با علامت g نشان داده می‌شود، برابر است که آن هم تحت عنوان شتاب ثقلی مطرح است و مقدار آن بر روی زمین برابر 9.8m/s2 میباشد.
سقوط آزاد چیست؟
برای اینکه سنگی آزادانه سقوط کند، لازم نیست که شما آنرا در امتداد قائم رها کنید. می توانید سنگ را به طرف بالا ، پایین یا به اطراف پرتاب کنید. به محض اینکه سنگ در هر جهتی اختیاری از دست شما رها شود، سقوط آزاد خواهد کرد. اگر سنگی را در امتداد قائم به طرف بالا با سرعت 25m/s پرتاب کنید ، چون شتاب به سمت پایین و در خلاف جهت سرعت است، سنگ بایستی در نقطه اوج حرکتش متوقف شده و برگردد. چون در حالت پایین آمدن شتاب در جهت حرکت است، سنگ سرعت می‌گیرد. اگر جسم در حال سکون ، خیلی سبک و یا سطح آن تخت باشد و یا اینکه از فاصله خیلی دور سقوط کرده باشد، مقاومت هوا قابل توجه می‌شود و شتاب جاذبه زمین در چنین حالتی متغیر میباشد.
آزمایش ساده
فرض کنید شخصی در پشت بام خانه ایستاده و توپی را در راستای افق پرتاب می‌کند. توپ بدون هیچگونه سرعتی در راستای قائم ، از دست شخص رها می‌شود. اما ، نیروی گرانشی اجازه نمی‌دهد که این وضعیت ادامه یابد. توپ بعد از رها شدن از دست شخص رها می‌شود. اما ، نیروی گرانشی اجازه نمی‌دهد که این وضعیت ادامه یابد. توپ بعد از رها شدن از دست شخص با شتاب 9.8m/s2 به طرف پایین سرعت می‌گیرد و چون حرکت در امتداد قائم یک حرکت با شتاب یکنواخت است که از صفر شروع شده است، می‌توانیم از مجموعه معادلات استاندارد حرکت با شتاب ثابت استفاده کنیم.
معادلات حرکت سقوط آزاد
• معادله مکان حرکت سقوط آزاد جسم بر حسب زمان یک معادله سهمی شکل است که نقطه ماکزیمم (قله) سهمی در نقطه اوج جسم میباشد:
y = -gt2/2 + V0t
در این معادله Y مکان جسم ، t زمان ، g شتاب جاذبه زمین و V0 سرعت اولیه جسم میباشد.
• معادله سرعت حرکت سقوط آزاد بر حسب زمان یک معادله خطی است که تا نقطه اوج شیب خط منفی و حرکت کند شونده و از آن زمان به بعد حرکت شتابدار تند شونده با شیب مثبت میباشد:
V = -gt + V0
در این معادله V سرعت حرکت جسم میباشد.
• معادله شتاب حرکت سقوط آزاد جسم مستقل از زمان بوده و در نزدیکی سطح زمین مقداری ثابت است و مقدار آن با دقت بالایی با شتاب گرانشی بر روی سطح زمین برابر است. a = g = 9.8 m/s2
• معادله نیرو در این حرکت همانند شتاب مستقل از زمان بوده و با نیروی وزن جسم برابر است:
F = ma = mg =9.8 m/s2
• معادله مستقل از زمان حرکت سقوط آزاد :
در این معادله سرعت اولیه و نهایی ، ارتفاع سقوط و شتاب جاذبه در غیاب زمان به هم مربوط می‌شوند:
V2 - V02 = -2gy
مسایل کاربردی سقوط آزاد
از این نوع حرکت و معادلاتش در توجیه حرکت جسم افتان ، پرتاب موشک ، حرکت پرتابی ، حرکت گلوله توپ ، صعود و فرود هواپیما ، حرکت نوسانی سیستم جرم و فنر آویزان و غیره که هر کدام یا خودشان کاربردهای علمی پدیده‌اند و یا مکانیزم عملشان این حرکت را در خود دارد و جهت کنترل و داشتن سیستمی پایدار با بازده بالا از مفاهیم و معادلات این حرکت در آنها استفاده می‌شود.
دینامیک حرکت
دینامیک حرکت (MOtion Dynamics)
دینامیک از واژه لاتین به معنی حرکت شناسی گرفته شده است و در مکانیک کلاسیک بررسی دلایل حرکت و به بیانی دقیق بررسی حرکت به کمک نیروها و قوانین مربویه میباشد.
دید کلی
در حالت کلی حرکت یک ذره از دو دیدگاه مختلف می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد به بیان دیگر می‌توان گفت، بطور کلی مکانیک کلاسیک که در آن حرکت اجسام مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد، شامل دو قسمت سینماتیک و دینامیک است . در بخش سینماتیک از علت حرکت بخشی به میان نمی‌آید و حرکت بدون توجه به عامل ایجاد کننده آن بررسی می‌شود. بنابراین در سینماتیک حرکت بحث بیشتر جنبه هندسی دارد.
اما در دینامیک علتهای حرکت مورد توجه قرار می‌گیرند. یعنی هر ذره یا جسم همواره در ارتباط با محیط اطراف خود و متأثر از آنها فرض می‌شود محیط اطراف حرکت را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به عنوان مثال فرض کنید، جسمی با جرم معین بر روی یک سطح افقی در حال لغزش است. در این مثال سطح افقی به عنوان یکی از محیطهای اطراف جسم با اعمال نیروی اصطکاک در مقابل حرکت جسم مقاومت می‌کند.
عوامل مؤثر بر حرکت
حرکت یک ذره معین را ماهیت و آرایش اجسام دیگری که محیط ذره را تشکیل می‌دهند، مشخص می‌کند. تأثیر محیط اطراف بر حرکت ذره با اعمال نیرو صورت می‌گیرد. بنابراین مهمترین عاملی که در حرکت ذره باید مورد توجه قرار گیرد، نیروهای وارد بر ذره و قوانین حاکم بر این نیروها میباشد.
قوانین حرکت
در قلمرو مکانیک کلاسیک ، یعنی در سرعتهای کوچکتر از سرعت نور حرکت اجسام مختلف بر اساس قوانین حرکت نیوتن بطور کامل قابل تشریح است. این قوانین عبارتند از:
قانون اول
این قانون که در واقع بیانی در مورد چارچوبهای مرجع میباشد، به این صورت بیان می‌شود هر جسم که در حال سکون ، یا در حالت حرکت یکنواخت در امتداد خط مستقیم باشد، به همان حال باقی می‌ماند مگر آنکه در اثر نیروهای خارجی مجبور به تغییر آن حالت شود.
قانون دوم
این قانون به صورتهای مختلف بیان می‌شود که یکی از آنها بر اساس تعریف اندازه حرکت خطی و دیگری برای تعریف شتاب حرکت میباشد. در حالت اول چنین گفته می‌شود که میزان تغییر اندازه حرکت خطی یک جسم ، با نیروی وارد بر آن متناسب و هم جهت میباشد. اما بر اساس تعریف شتاب گفته می‌شود که هر گاه بر جسمی نیرویی وارد شود جسم در راستای آن نیرو ، شتاب می‌گیرد که اندازه آن نیرو متناسب است.
قانون سوم
این قانون که تحت عنوان قانون عمل و عکس‌العمل معروف است، حتی در بعضی از رفتارهای اجتماعی نیز مصداق دارد. بیان قانون سوم به این صورت است که هر عملی را عکس‌العملی است که همواره با آن برابر بوده و در خلاف جهت آت قرار دارد. به عنوان مثال هنگام راه رفتن در روی زمین ، نیرویی از جانب و به طرف جلو بر ما وارد می‌شود که سبب حرکت ما به سمت جلو می‌شود، برعکس ما نیز بر زمین نیرو وارد کرده و آن را به سمت عقب می‌رانیم. ولی چون جرم زمین در مقایسه با جرم ما خیلی زیاد است، حرکت زمین به سمت عقب نامحسوس است.
قضیه کار و انرژی
در مکانیک برخلاف آنچه در بین عامه رایج است، واژۀ کار زمانی به کار می‌رود که بر روی جسمی نیرویی اعمال شده و آن را جابجا کند ، و یا موجب تغییر در حرکت آن شود. بنابراین در دینامیک حرکت کار مفهوم با ارزشی است. اما کار به دو صورت می‌تواند بر روی جسم انجام شود. فرض کنید، جسمی با سرعت معین در حال حرکت است، اگر بر روی جسم کار انجام شود، این کار یا می‌تواند سرعت حرکت جسم را افزایش دهد و یا اینکه مانع حرکت شده و سرعت جسم را کاهش دهد.
در حالت اول که سرعت جسم افزایش پیدا می‌کند، اصطلاحا گفته می‌شود که کار انجام شده ، سبب ذخیره انرژی در جسم می‌شود. اما در حالت دوم ما با صرف انرژی و انجام کار ، سرعت جسم را کاهش می‌دهیم. از اینرو انرژیی که وابسته به سرعت جسم بوده و انرژی جنبشی نام دارد، تعریف می‌شود و قضیه کار و انرژی جنبشی بیان می‌کند که کار انجام شده بر روی جسم متناسب با تغییر انرژی جنبشی آن است.
مکانیک لاگرانژی و حرکت جسم صلب
حرکت ذره یک حالت تقریباً ایده آل و آرمانی از حرکت واقعی اجسام در فضای سه بعدی است. یعنی در بعضی موارد ، تقریب حرکت جسم به عنوان یک ذره نمی تواند مفید واقع باشد. بنابراین در حالت کلی جسم به صورت یک جسم صلب در فضا در نظر گرفته می‌شود و با تعریف مختصات تعمیم یافته (که متناسب با نوع حرکت بعد آن معین می شود ) و نیروهای تعمیم یافته و با استفاده از معادلات لاگرانژ حرکت جسم مورد بررسی قرار می‌گیرد. معادلات لاگرانژ و یا به بیان بهتر فرمولبندی مکانیک لاگرانژ نسبت به مکانیک نیوتنی (بر اساس قوانین نیوتن) حالت کلی‌تر و کاملتری میباشد.
در مکانیک لاگرانژی ابتدا کمیتی به عنوان لاگرانژی (و یا هامیلتونین که برابر با تفاضل انرژی پتانسیل از انرژی جنبشی است) که به صورت مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل جسم تعریف می‌شود، محاسبه می‌گردد. و با قرار دادن آن در معادلات لاگرانژ ، معادله حرکت جسم حاصل می‌شود.
امروزه ، پژوهش های مختلف نقش کلیدی انسان را در توسعه ی پایدار تایید کرده اند و حتی می گویند دلیل اصلی ناکامی اغلب برنامه های توسعه در جوامع جهان سوم این است که انسان در هیچ برنامه ی توسعه ای به عنوان عنصر محوری مورد توجه قرار نمی گیرد. از آنجا که انسان در آموزش و پرورش رشد و تکامل می یابد و خرد لازم را برای زندگی کسب می کند، و اساسا فلسفه ی وجودی آموزش و پرورش چیزی جز تحقق انسانیت نیست ، شکی باقی نمی گذارد که انتخاب هر مسیر دیگری به جز توجه بنیادی به آموزش و پرورش برای رسیدن به توسعه و توسعه ی پایدار ، انتخابی اشتباه و تبعات آن غیر قابل جبران خواهد بود.
کشاندن فعالیت های Hands-on به کلاس های درس
یکی از راه های درگیر کردن دانش آموزان برای درک بهتر مفاهیم و لذت بردن از فرایند آموزش ، طراحی آزمایش های ساده ای است که به کمک وسایل در دسترس ، امکان انجام آن ها در زمان محدود و توسط گروه های دانش آموزی وجود دارد.این گونه از فعالیت های لذت بخش ، که برای درک مفاهیم و پدیده های مختلف در حوزه علوم تجربی تدارک دیده می شوند را فعالیت های Hands-on می نامند ؛ به طوری که سومین کنفرانس جهانی در این خصوص یکی دو ماه پیش در کشور پرتغال برگزار شد. در این گونه فعالیت ها نه تنها دست های دانش آموزان به کار می آید بلکه برای تحلیل و توصیف نتایج این گونه فعالیت ها ، ذهن و فکر آنها نیز به فعالیت وا داشته می شود( Think-on ). علاوه بر این ها ، فعالیت های Hands-on موجب اشاعه علم نیز می شوند ، زیرا دانش آموزان پس از کلاس ، تمایل دارند که این گونه آزمایش های ساده را برای دیگران انجام دهند .
آموزش فیزیک ؛ بهانه ای برای نوشتن
سال هاست که رویکرد غالب در آموزش فیزیک در کشورمان در همه ی سطوح از مدرسه تا دانشگاه ، رویکرد انتقالی است. در این رویکرد معلم مرکز و عامل اصلی یادگیری دانش آموزان است و بدون درگیر کردن جدی دانش آموزان در فرآیند آموزش ، به طور مستقیم همه ی مفاهیم از ابتدا تا انتها به صورت یک فراورده ی نهایی در اختیار آنها قرار می گیرد. در رویکرد انتقالی ، دانش آموزان کاملا منفعل اند و معمولا با نوشتن مطالبی ( یا به اصطلاح جزوه برداری ) از صحبت ها و یادداشت های معلم ، در فرایند آموزش سهیم می شوند. ثقل نگاه و توجه در این رویکرد ، اهمیت صرف به دانش ، و ارائه و انتقال محتوای آن است و کمترین توجه به تقویت و پرورش مهارت ها و توانایی ها و همچنین ارتقای نگرش دانش آموزان می شود. از آنجا که هم معلم و هم دانش آموز با این روش مانوس و از آن آگاهی دارند ، انتقال دانش - بدون توجه به این که درک عمیقی صورت می گیرد یا نه - به سهولت صورت می گیرد.
رویکرد انتقالی را ، اما ، می توان بر گرفته ازرویکرد کلی تری دانست که سرشت و خمیرمایه ی تمام اجزای نظام آموزشی ما را تشکیل می دهد و آن رویکرد دنبال من بیا follow meاست. در رویکرد دنبال من بیا ، در نهایت آنچه باید تایید و نتیجه شود که از پیش تائید شده است!
یادی از مرحوم دکتر کمال الدین جناب
روز گذشته (۱۶ آبان ماه) در جلسه ی هیئت تحریریه مجله رشد آموزش فیزیک یادی از مرحوم دکتر کمال الدین جناب(۱۲۸۷/ ۱۳۸۵) به میان آمد که در اوایل شهریور ماه امسال به رحمت ایزدی پیوستند . در این میان آقای جعفر مهرداد که از شاگردان آقای دکتر جناب هستند شعری از سروده های خود را خواندند که با توجه به اشاره ای که در زیر آمده است در سال ۱۳۷۹به محضر استاد تقدیم کرده بودند. لازم به ذکر است گل پامچال نیز یکی از سروده های معروف آقای مهرداد است که در اوایل دهه ی ۳۰ به زبان گیلکی سروده اند.
شاگردان آقای دکتر کمال‌الدین جناب، مطابق معمول، خواستند جلسه بزرگداشتی برای استاد برگزار کنند استاد در کمال مهربانی و با تشکر از شاگردان تقاضا کردند که از تشکیل این جلسه صرف‌نظر شود.
اصرار شاگردان به پذیرش دعوت فزونی گرفت. سرانجام در برابر تقاضای شاگردان، بر خلاف انتظار استاد با تأثر فرمودند: « اگر برای تجلیل از من مجلسی بر پا کنید در آن شرکت نخواهم کرد.» تقاضای مکّرر شاگردان بی‌ثمر ماند. در میان سکوت حاکم بر جلسه، استاد بریده ی روزنامه‌ای را از کیف جیبی خود در آورد و به دست یکی از شاگردان داد و همانند کلاس درس گفت « بخوان!...» همه سراپا گوش شدیم. شنیدیم که « ... دخترکی در اسلامشهر تهران به علت ناآگاهی اولیاء مدرسه و خانه از دبستان اخراج شده و بر اثر تأثر شدید از دوری مدرسه و همشاگردان، خود را به آتش کشیده و جان به جان آفرین تسلیم کرده است...»
سبب ناشادی خاطر استاد را یافتیم. ایشان فرمودند:« درچنین اوضاع، علاقه‌ای برای تجلیل از مفاخر فرهنگی و احیاناً قهرمان‌سازی ندارد.»
دومین سال است که انجمن معلمان فیزیک آمریکا یک مسابقه ی عکاسی از پدیده های فیزیکی ، بین دانش آموزان دبیرستانی از سرتاسر جهان برگزار می کند. این مسابقه امسال در دو بخش عکس های طبیعی (Natural Category) و ابتکاری (Contrived Category) برگزار شده است. در ادامه عکس های برگزیده ی این دو بخش با توضیحی مرتبط با آن ها آمده است.
در هم پیچیدن دود
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 23 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
کتاب مبانی فیزیک نوین ریچارد وایدنر رابرت سلز زبان اصلی
Elementary Modern Physics
RICHARD T. WEIDNER
ROBERT L. SELLS
حجم فایل: 44 مگابایت
کتاب فیزیک عمومی دیباگران چاپ قدیم در بحث نور و عدسی دارای تکرار 100 درصدی سوالات در آزمون های ارشد و دکتری فیزیک پزشکی بوده و مطالعه آن توسط تمامی رتبه های برتر توصیه شده است . بعد از دانلود و مطابقت سوالات این کتاب با کنکور ها این موضوع را در می یابید .