X
تبلیغات
فیزیک سال اول دبیرستان
آموزش تعاملی فیزیک
حتما فنر را دیده اید و با کشیدن یا فشردن فنر تجربه ای در کار با این وسیله را داشته اید . اگر می خواهید مطالب این قسمت را بهتر متوجه شوید بهتر است فنری در نزدیکی خود داشته باشید .
فنری که در دست دارید و هیچ نیرویی بر ان وارد نمی شود فنر در حالت تعادل است . در واقع وقتی فنر کشیده یا فشرده نباشد ، اصطلاحا در حال تعادل نامیده می شود . وقتی فنر را بکشیم یا فشرده کنیم ، فنر به اندازه x جابه جا می شود . این جابه جایی رابطه مستقیم با انرژی ذخیره شده دارد یعنی هرچی جابه جایی بیشتر باشد جسم انرژی بیشتری در خود ذخیره می کند و در نتیجه نوساناتش بیشتر می شود . دومین ویژگی فنر به عنوان ابزاری کشسان ثابت فنر است . ثابت فنر که نمادش k است ، بیانگر مجموع خصوصیاتی از فنر است که میزان سختی یا راحتی فنر برای ذخیره کردن انرژی را نشان می دهد . در نتیجه می توان گفت هر چه k در فنری بیشتر باشد میزان جابه جا کردن فنر سخت تر است و اگر دو فنر با ثابت های 100 و 500 داشته باشیم و 1متر انها را جابه جا کنیم ، انرژی ذخیره شده در فنر با ثابت بیشتر ، بیشتر است .
به طور کلی فرمول انرژی پتانسیل کشسانی u=0.5kx2 است . اگر ماده ی کشسان فراتر از مقدار معینی کشیده یا فشرده شود ، به حالت اولیه خود بازنمی گردد و واپیچیده باقی می ماند . " واپیچیده یعنی حالت کشسان خود را از دست می دهد " حد فاصله ای را که جسم در آن حالت کشسان خود را داراست حد کشسانی می نامند . در واقع گویی با خارج شدن از این حد می توان برای جسم ضریب فنر در نظر نگرفت .

سؤالات خود را باب این بخش در قسمت نظرات در میان بگذارید
باتشکر  
+ نوشته شده در  شنبه بیست و نهم مهر 1391ساعت 20:51  توسط مجید کساییان | 

می دونیم همه انرژی های پتانسیل دو ویژگی دارند . اول اینکه انرژی ذخیره شده هستند و دوم اینکه وابسته به موقعیت می باشند . درباره انرژی پتانسیل گرانشی سعی شد تا توضیحات کاملی ارائه شود ولی در این قسمت ما درباره انرژی پتانسیل کشسانی صحبت می کنیم .

انرژی پتانسیل کشسانی چیست ؟ آیا جز فنر جسمی می تواند انرژی پتانسیل کشسانی داشته باشد ؟ آیا می توان با صحبت درباره ویژگی های خاصی ، انرژی پتانسیل کشسانی را در جسمی تشخیص داد ؟ برای اجسام دارای انرژی پتانسیل کشسانی می توان چهار ویژگی در نظر گرفت که دو ویژگی اول آن ویژگی مشترک تمام انرژی های پتانسیل و دو ویژگی دوم ویژگی خاص این انرژی پتانسیل است . 

ویژگی اول و دوم این است که اولا انرژی پتانسیل کشسانی انرژی ذخیره شده است و ثانیا به وابسته به موقعیت مکانی جسم می باشد . برای درک درست از این انرژی باید در ویژگی های سوم و چهارم دقیق شد . سومین ویژگی این است که انرژی پتانسیل کشسانی حالتی از کشیدگی یا فشردگی است که با ویژگی چهارم تکمیل می شود . ویژگی چهارم بیان می کند که جسم تمایل دارد بعد از فشرده یا کشیده شدن به حالت اولیه خود بازگردد . در واقع از ویژگی سوم و چهارم این نتیجه را می توان گرفت که اگر به جسمی نیرو وارد کردیم و کشیده یا فشرده شد و بعد از عدم وارد کردن نیرو به حالت اولیه خود بازگشت ، می توان گفت جسمی کشسان و اگر به حالت اولیه خود بازنگشت جسمی غیر کشسان است . با این ویژگی ها می خواهیم ببینیم کش می تواند ذخیره گر انرژی پتانسیل کشسانی باشد یا خیر ؟ در کش می توان انرژی پتانسیل ذخیره کرد و وابسته به موقعیت کش ، میزان انرژی ذخیره شده فرق می کند . نوعی فشردگی و کشیدگی در کش وجود دارد که اگر رها کنیم ، کش به حالت اولیه خود بازمی گردد پس کش می تواند این انرژی پتانسیل را در خود ذخیره کند . در قسمت دوم انرژی پتانسیل کشسانی درباره فنر به عنوان مهمترین ذخیره گر انرژی پتانسیل کشسانی سخن خواهیم گفت .

موفق باشید

+ نوشته شده در  جمعه بیست و هشتم مهر 1391ساعت 20:56  توسط مجید کساییان | 
انرژی پتانسیل گرانشی ، انرژی است که جسم دارای ارتفاع به خاطر نیروی گرانش در خود ذخیره می کند . این انرژی با ارتفاع ، شتاب گرانشی ، جرم رابطه مستقیم دارد و از دید دیگر به دلیل ضرب جرم در شتاب گرانشی می توان گفت که با وزن نیز رابطه مستقیم دارد .

وقتی ما جسمی را از زمین به ارتفاعی می بریم در واقع کاری انجام داده و انرژی در جسم ذخیره می کنیم . در واقع همان طور که در فرمول U=mgh می ببنیم ، انرژی پتانسیل گرانشی نوعی کار است زیرا از حاصل ضرب نیروی وزن در جابه جایی " ارتفاع " به دست می آید . در واقع اگر تعریف انرژی قابلیت انجام کار باشد ، می توان انرژی پتانسیل گرانشی بیشتر را دارای قابلیت بیشتر برای کار دانست زیرا با افزایش هر کدام از کمیت ها می توان کار بیشتری انجام داد . مثلا با افزایش ارتفاع ، بعد از پریدن و لحظه برخورد با زمین درد بیشتری را حس می کنیم .

انرژی پتانسیل گرانشی وقتی اهمیت پیدا می کند که تغییر کند و به انرژی دیگری تبدیل شود . به عنوان مثال وقتی گلوله ای را از ارتفاعی رها کنیم ، با رها شدن جسم ، انرژی پتانسیل گرانشی آن تبدیل به انرژی جنبشی می شود . با این تغییرات در آینده بیشتر آشنا خواهیم شد .

موفق باشید

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و ششم مهر 1391ساعت 22:39  توسط مجید کساییان | 

وزن چیست ؟ آیا تفاوتی با جرم دارد ؟ وزن ما همیشه ثابت است ؟ سعی می کنم این سؤالات مهم را در این قسمت پاسخ دهم . پیش از پاسخ گویی به این سؤالات مهم باید به قانون دوم نیوتون رجوع کنیم .

قانون دوم نیوتون بزرگ میگه ، به هر جسمی نیرو وارد کنیم ، جسم سرعتش تغییر می کنه ، پس دارای شتاب است . از طرفی می دونیم که هر جا جرم داریم اطرافش میدان گرانشی است و این جرم به اجرام اطرافش نیرو وارد می کنه . زمین که جرم بسیار زیادی داره ، به اجسامی که از زمین فاصله دارند نیرو وارد می کنه و اونا رو به سمت خودش می کشه . اگر در افتادن اجسام دقت کرده باشید ، جسمی که از ارتفاع سقوط می کنه ، هر چی ارتفاعش کم میشه ، سرعتش زیاد میشه ، پس باید گفت دارای شتاب گرانشی است . 

از این مقدمه ها نتیجه می گیریم که نیروی جاذبه باعث می شود اجسام " که دارای جرم هستند " شتاب بگیرند. از اینجا میشه وزن رو این جوری تعریف کرد : وزن نیروی است که گرانش وارد می کند . پس وزن ما در زمین ، نیرویی است که توسط زمین ، وزن ما در ماه نیرویی است که توسط ماه . پس اگر دو جسم با جرم های مختلف داشته باشیم ، چون نیروی وارد بر جسم با جرم بیشتر ، بیشتر است ، پس وزن آن بیشتر است . از این موضوع می توان نتیجه گرفت که وزن فرد در نقاط مختلف کره زمین متفاوت است چون نیروی وارد از زمین به دلیل تفاوت جرم در قسمتهای مختلف متفاوت است . پس به دلیل تفاوت نیرو میزان g نیز متفاوت است و می توان گفت که وزن در نقاط در کره زمین تفاوت دارد .

اما تفاوت وزن جرم چیست ؟ اولین تفاوت از تعریف این دو کمیت است . جرم اندازه مقدار ماده و در واقع تمایل جسم برای حفظ حالت حرکتش است ولی وزن نیرویی است که گرانش باعث آن می شود . جرم کمیتی عددی است ولی وزن برداری و یکای جرم کیلوگرم است و یکای وزن به دلیل نیرو بودن نیوتون . در پایان هم باید گفت که جرم در همه جا ثابت است ولی وزن چیزی متغیر است .

سؤالات خود را از این بخش بپرسید

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و ششم مهر 1391ساعت 20:19  توسط مجید کساییان | 

قبل از اینکه نامحسوس به خونه آقای سمک بریم و ببینیم چه اتفاقی رخ میده ، باید اول کمی درباره شتاب حرف بزنیم . ما تا الان با کمیت های مهم سینماتیک یعنی مسافت ، جابه جایی ، سرعت ، تندی آشنا شدیم و حالا در اخرین بخش از شناخت مفاهیم درباره شتاب حرف می زنیم . عملا با درک این 5 مفهوم شما مفاهیم اولیه فصل دوم کتاب دوم دبیرستان رو هم درک کردید . ولی خب شتاب چیه ؟

تا حالا دیدید وقتی در ماشین هستید و ماشینی در کنار شما ، در حال حرکت است . در فاصله زمانی کوتاهی ، خیلی فاصله با اون ماشین پیدا می کنید در حالیکه هم شما در حال گاز دادن بودید و هم راننده ماشین بغلی " البته با توجه به اینکه شما گواهی نامه ندارید این تجربه کاملا تخیلی بوده ولی برای اینکه کم نیارید بگید آره آره "

شتاب دقیقا همین اتفاق است . چه اتفاقی ؟ تغییر کردن سرعت در زمان ، وقتی شما ماشینی را می بینید که با سرعت 200 کیلومتر بر ساعت از جلوی شما عبور می کند ، شتابش صفر است چون تغییرات سرعت صفر است ولی اگر با سرعت 10 در حال حرکت هستید و کمی به سرعت ماشین بیافزایید " با گاز دادن " یا از سرعت ماشین بکاهید " با ترمز کردن " شما با تغییر سرعت در واحد زمان باعث شدید ماشین شتاب داشته باشد . نماد a در شتاب از اول کلمه acceleration گرفته شده است . شتاب جسمی که سرعتش کم شود منفی و شتاب جسمی که سرعتش افزایش یابد مثبت است . با این پیش زمینه آماده باشید تا به خانه اقای سمک سر بزنیم


آقای سمک رو صندلی نشسته بود و مریضیش اجازه نمی داد زیاد حرف بزنه ، یا چایی شیرین می خورد یا دلستر.

سمک : پس گفتید نمی دونید برای فهمیدن شتاب جاذبه باید چی کار کنید ؟

فوزوس : آخه ما که نمی تونیم بریم ماه ، چه جوری می تونیم تشخیص بدیم

سمک : نمیییی دونم . شما می دونید هر جسمی نیروی جاذبه داره ؟

ایرن : شوخی می کنید ؟ پس چرا مثلا من اون لیوان رو جذب نمی کنم .

سمک :اگر تو و لیوان هر کدوم با 100 تن جرم  در فاصله 1 متری قرار داشتید ، نیروی واردتون به 1 نیوتون نمی رسید .

فوزوس : عجب ، خیلی جالبه ، زمین جذب می کنه ما رو ، چون جرمش 1024 است حدودا ، درسته ؟

سمک : اره ، دقیقا درسته ، جرم بیشتر باعث افزایش نیروی جاذبه میشه . پس هر جسمی رو در جو زمین رها کنید ، به سمت زمین سقوط می کنه و هرچی پایین تر میاد سرعتش بیشتر میشه ، یادتونه قبلا درباره شتاب صحبت کردم ؟ 

ایرن : آره یادمه ، تغییرات سرعت در واحد زمان ، نکنه می خواید بگید ، هر جسمی سقوط می کنه دارای شتاب است ؟

سمک : آفرین ، فقط این شتاب در هر نقطه تقریبا میزان مشخصی داره که به طور میانگین در کره زمین میگن 9.8 متر بر مجذور ثانیه

ایرن : یعنی چی 9.8 متر بر مجذور ثانیه ؟

سمک : یعنی هر 1 ثانیه ، 9.8 متر بر ثانیه به سرعتش افزوده میشه 

فوزوس : مقدارش به چه چیزهایی بستگی داره

سمک : اول به ارتفاع نقطه که با دور شدن از مرکز زمين شتاب گراني کاهش مي‌يابد . دوم به زمان اندازه‌گيري چون شتاب گراني در هر نقطه از زمين تحت تاثير اجرام آسماني ديگر مانند ماه و خورشيد در زمان‌هاي مختلف متفاوت است . عرض جغرافيايي چون در عرض‌هاي جغرافيايي بالا مقدار شتاب گراني کاهش مي‌يابد . چگالي چون مقدار شتاب گراني رابطه مستقيم با تغيرات چگالي زمين دارد .

ایرن : مهمه دقیقا همه اینا رو بشناسیم ؟

سمک : دقیقا برای الان نه ، ولی اولی و چهارمی رو باید بدونید ، تاثیر ارتفاع رو می دونید تاثیر چگالی هم یعنی جرم در یه قسمت از زمین در یک حجم مشخص بیشتر است در نتیجه جاذبه اش بیشتر است .

فوزوس : من تقریبا فهمیدم نیرو و شتاب جاذبه چی هست ولی از کجا بتونیم رابطه شتاب جاذبه و انرژی پتانسیل رو تشخیص بدیم .

سمک : جایی که شتاب جاذبه بیشتره ، نیروی بیشتری داره وارد میشه ، برید اون 2 تا جسم رو که نخ بهشون وصله و کاملا یکسان هستند رو با نیروسنج بکشید ، اولی رو با نیروی 10 و دومی رو با نیروی 1 ، چی اتفاقی میوفته ؟

ایرن : خب ازمایش نشون میده ، جسم با نیروی 10 تغییرات سرعت بیشتری پیدا می کنه ، خب حالا چی؟

فوزوس : پس میشه گفت وقتی گرانش تو جایی بیشتره ، جسم رو بیشتر سمت خودش می کشه

ایرن : و میشه گفت انرژی پتانسیل گرانشی بیشتری داره ، چون قابلیت انجام کارش بیشتره

سمک : از کجا به این نتیجه رسیدی؟

ایرن : خب معلومه ، اگر جعبه ها به ما برخورد می کردند اونی که نیروی 10 نیوتونی بهش وارد شده بود قابلیت انجام کارش بیشتر بود

سمک : استدلال خوبیه

فوزوس : پس میشه گفت جسمی که شتاب گرانشی بیشتری پیدا کنه ، انرژی پتانسیل گرانشی زیادی داره


g شتاب ایجاد شده توسط جاذبه است و بیانگر این که هر جسمی در آن جاذبه چه قدر تغییر سرعت پیدا می کند . وقتی در کره زمین 9.8=g است و مثلا در سیارکی 4.9 ، می دانیم این دو برابر بودن شتاب گرانشی دلالت بر دو برابر بودن انرژی پتانسیل گرانشی دارد . در واقع ما در زمین نسبت به سیارک باید کار بیشتری انجام دهیم تا جسم را در فاصله یک متری قرار دهیم و وقتی دو جسم را رها کنیم ، انرژی پتانسیل گرانشی جسم در زمین دو برابر جسم در سیارک است . 
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1391ساعت 23:15  توسط مجید کساییان | 
جرم را قبلا شناختیم ، ولی سری به ایرن و فوزوس می زنیم تا ببینیم برای تاثیر جرم و انرژی پتانسیل گرانشی چه کارهایی کردند .


فوزوس : از کلاسامون تو انرژی جنبشی یاد گرفتیم ، جرم اندازه مقدار ماده است و از نظر تحلیلی یعنی تمایل جسم برای حفظ حالتش ، یعنی وقتی جرم جسمی بیشتر است ، تمایلش برای حفظ حالتش بیشتره

ایرن : اره ، منم یادمه ، ولی ایا جرم با انرژی پتانسیل گرانشی هم ارتباط داره ؟

فوزوس : می دونی از چی خندم می گیره ، فردا کلاس فیزیک داریم و من 100 تا تستم رو نزدم ، تازه جلسه پیش اون 50 تست رو حل نکردم ، به من گفت نمی فهمی . آخه مگه کسی که می تونه تست بزنه فهمیده ، این همه دانش آموز تو کنکور شرکت می کنن و همه تست می زنن ، اگر قرار بود با تست زدن فهمی رخ می داد ، الان مملکت گلستان شده بود

ایرن : می فهمم فوزوس ، ولش کن ، همیشه این فشار ها هست ، ما باید با این وجود کارمون رو انجام بدیم ، شاید ازادی خیلی کارها رو نداشته باشیم ، ولی آزادیم که بفهمیم . ولی همیشه از این در میریم چون فهمیدن خیلی سخته

فوزوس : واقعا فهمیدن سخته ، ولی حداقلش اون چیزی رو که فهمیدیم ازش مطمئنیم ، خیالمون راحت است که کسی بهمون القاش نکرده

ایرن : ولش کن ، به نظرت چه جوری می تونیم تاثیر جرم و انرژی پتانسیل رو بفهمیم ؟

فوزوس : از ایده خوب تو ، وقتی داشتیم درباره ارتفاع کار می کردیم ، یه ایده به ذهنم رسید ، اینکه دو جسم با دو جرم مختلف رو از یه ارتفاع رها کنیم و ببینیم آیا تاثیری داره ؟

ایرن : خوب معلومه داره ، نیازی به آزمایش هست ؟

فوزوس : مگه یادت نیست اقای سمک همیشه تاکید می کرد ، چیزهایی که فکر می کنیم درسته ، شاید درست نباشه ، نگاه کردن به آسمون تا سالیان سال نشون می داد ستاره ها انگار روی چیزی ثابت هستن ولی حالا با ازمایشات مشخص شده ، ستاره ها با سرعت زیاد در مسیر هایی در حال حرکتند و به چیزی وصل نیستن

ایرن : راست میگی ، بیا با این دو عروسک امتحان کنیم ، این یکی جرمش بیشتره ، چون میلش به حفظ حالتش بیشتره

فوزوس : از چه ارتفاعی ؟

ایرن : یه وقت تعارف نکنی خودت ازمایش بشیا ، از یه متری

فوزوس : کدوم حالت بیشتر درد داشت ؟ منم می خوام امتحان کنم

ایرن : سنگین تره ، میشه گفت اونی که جرمش بیشتره ، انرژی پتانسیل گرانشی بیشتری داره ؟


بچه ها به نتایج درستی رسیدند ، جرم بیشتر انرژی پتانسیل گرانشی بیشتری رو در یک ارتفاع داراست . رابطه جرم و انرژی پتانسیل گرانشی رابطه مستقیمه ، یعنی اگر جرم دو برابر شود انرژی پتانسیل گرانشی دو برابر و اگر نصف شود این انرژی نصف می شود.

در چهارمین قسمت از بحث درباره انرژی پتانسیل گرانشی ، بچه ها به خانه معلم سر می زنند و در آنجا بحث جالبی درباره شتاب جاذبه زمین می کنند .

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1391ساعت 21:45  توسط مجید کساییان | 

برای فهمیدن ارتفاع مجبوریم سری به خانه ایرن و فوزوس بزنیم تا ببینیم در نبود پدر و مادر این دو بچه علاقه مند چگونه فیزیکیدن را آغاز کردند .


ایرن : فوزوس ارتفاع چیه ؟ مثلا تو که رو صندلی هستی و پات رو زمینه ارتفاعت صفره ؟ اگر پات بالا باشه چی ؟

فوزوس : نمممی دونم

ایرن : این چه وضع حرف زدنه ، جدی میگم

فوزوس : راستش ارتفاع به نظرم یه فاصله است

ایرن : ببین فوزوس ، اگر من از فاصله 20 سانتی متری از سرت یه توپ کوچیک رو رها کنم همون قدر درد میاد که وقتی تو بری رو صندلی و باز از فاصله 20 سانتی متری رها کنم

فوزوس : منظورت اینه ، ارتفاع فاصله هر چیزی با زمین نیست ؟

ایرن : آره ، یعنی ارتفاع باید فاصله از جایی باشه که جسم قرار داره و اونجایی که می خوره زمین

فوزوس : تفسیر قشنگی بود ، پس ارتفاع رو می تونیم این جوری بدونیم که جسم کجا هست و کجا میوفته

ایرن : اره ، الان ارتفاع من چنده ؟

فوزوس : نسبت به جایی که روش ایستادی صفره ، ولی نسبت به حیاط 9 متر تقریبا ارتفاع داری .

ایرن : حالا اگر مثلا مبدا من اینجا باشه ، اونی که پایین ساختمونه ، ارتفاعش چنده ؟

فوزوس : خب احتمالا میشه منفی ، چون وقتی ما به سمت بالا می بریم جسم رو از زمین فاصله می گیریم و بالاتر میایم و اگر به سمت پایین ببریم ، جسم پایین تر اومده ، تفاوت تو جهت داره و مقدار رو تغییر میده ، یعنی اگر در سه متری زمین باشی ، 3 متر بیای بالاتر در 6 متری زمین قرار می گیری و اگر سه متر بیای پایین رو سطح زمین قرار می گیری ، در واقع به نظر من کمیت برداریه

ایرن : راست میگی ، ولی کاش می شد برای این قسمت و نتایجی که رسیدیم یه اطمینانی کسب می کردیم

فوزوس : بریم یه وبلاگ است به نام saleavaliha91.blogfa.com ، توش شاید درباره این نوشته باشه

ایرن : بریم

فوزوس : بیا نگاه کن ، نوشته ((فصل اول : موضوع هفتم - انرژی پتانسیل گرانشی 2 " پیش مفهوم اول - ارتفاع" ))


خب با توجه به آزمایشات کلاس و حرف های زده شده ، میشه این جوری درباره ارتفاع حرف زد که هر چه ارتفاع جسمی بیشتر باشد انرژی پتانسیل گرانشی در آن بیشتر است و رابطه آن مستقیم است . یعنی اگر ارتفاع دو برابر شود ، انرژی پتانسیل گرانشی دو برابر می شود . ارتفاع هم فاصله از جایی که جسم قرار دارد تا جایی که جسم می افتد .

هر چه ارتفاع بیشتر ، انرژی پتانسیل گرانشی بیشتر ، در نتیجه انرژی که قابلیت انجام کار است ،بیشتر است . پس اگر دو جسم رو از ارتفاع متفاوت پرت کنیم ، اونی که ارتفاع بیشتری دارد قابلیت بیشتری برای انجام کار دارد .

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1391ساعت 20:0  توسط مجید کساییان | 
فوزوس و ایرن با مشکلی جدیدی روبه رو شدن ، معلمشون به علت مریضی 1 ماه سر کلاس نمی آد و معلمی جایگزین شده تا کارهای کلاس رو پیش ببره .

معلم وقتی قرار بود انرژی پتانسیل گرانشی رو درس بده ، پای تخته بدون معطلی فرمول رو نوشت :

U=mgh

چند مساله حل کرد و کلاس تمام شد . فوزوس و ایرن خیلی درگیر شده بودند . اونها اصلا درس رو نفهمیده بودن و می خواستن مثل گذشته با مفاهیم فیزیک ارتباط برقرار کنند .....


ایرن : می دونی فوزوس ، من این جوری از فیزیک بدم میاد ، من دوست دارم بفهمم فیزیک چی میگه ، باهاش ارتباط برقرار کنم . ولی اگر دیگه آقای سمک نیاد ، من شاید بازم از فیزیک بدم بیاد

فوزوس : خب  ،می دونی ایرن ، این جوری آقای سمک بیشتر ناراحت میشه ، اون همیشه میگه ، بیشتر از اینکه به حرف ها و مفاهیم توجه کنید ، به دیوونه بازی های جلوی تخته من نگاه کنید ، شما اگر اون بازی رو یاد بگیرید دیگه به استقلال قابل قبولی می رسید و خودتون می تونید بفیزیکید

ایرن : یعنی میگی بیایم خودمون عین سر کلاس برای فهمیدن مطالب تلاش کنیم . یعنی ببینیم چی با چی ارتباط داره و چرا یه دفعه فرمولی مثل U=mgh داریم ؟

فوزوس : آره ، این جوری مطمئنا اگر یه روزی معلممون بفهمه ، خیلی خوشحال میشه ، براش خیلی مهمه ما برای خودمون آدم های مستقل شده باشیم . یه معلم تو خودمون تربیت کرده باشیم و بتونیم باهاش به درک درستی از طبیعت برسیم . معلمی که اگر جایی ادعا کردیم می فهمیم تو خودمون به ما نهیب بزنه و ما رو ساکت کنه .

ایرن : من که پایه ام ، شروع کنیم

فوزوس : برای شروع پیشنهادی داری ؟

ایرن : بیا ببینیم ، ارتفاع چیه ؟ چرا با انرژی پتانسیل گرانشی رابطه مستقیم داره

فوزوس : فکر خوبیه ، پاشو بریم .........


فیزیکیدن جز با آزمایش کردن محقق نمیشه ، بسیاری از اساتید آموزش تاکید می کنند که کودکان دانشمندان کوچکند ، هرچند داره دیر میشه ولی شاید همراه شدن با فوزوس و ایرن ما رو کمک کنه تا یه بار دیگه حیرت از دست رفته رو به دست بیاریم .

موفق باشید

+ نوشته شده در  شنبه پانزدهم مهر 1391ساعت 23:19  توسط مجید کساییان | 
ضمن عذر خواهی از دانش آموزان گرامی بابت عدم قرار گرفتن جزوات هفته جاری در وبلاگ به علت تصحیح اوراق امتحانی ، نتایج این آزمون با پایان گرفتن تصحیح مشخص شد . امتحان ، از مواد درسی سه جلسه اول در هفته اول مهرماه بود .

میانگین مدرسه ای به شرح زیر است

1. جهان کودک با 15.25

2. توحید با 14.96

3. ولنجک با 14.89

نکته جالب بالا شدن معدل جهان کودک از شعبه های دیگر است .



ادامه مطلب
+ نوشته شده در  جمعه چهاردهم مهر 1391ساعت 15:0  توسط مجید کساییان | 
باشه خب  ، این صبر کردن و دونه دونه مفاهیم رو توضیح دادن برای اینه که بتونیم باتصویر بهتری موضوع مورد نظر رو بفهمیم . دانش آموزانی که مفهوم رو بهتر می فهمند راحت مساله های مربوط به همان موضوع رو حل می کنند . اما انرژی جنبشی بالاخره چیست ؟ آیا جسمی که انرژی جنبشی بیشتری دارد قابلیت انجام کار بیشتری دارد ؟ آیا می توان برای انرژی جنبشی رابطه ای بین کمیت های مرتبطش پیدا کرد ؟
هر جسمی ( جسم حتما جرم دارد ) که دارای سرعت باشد انرژی جنبشی دارد . هر چه سرعتش بیشتر یا کمتر شود با به توان دو رسیدن سرعت ، انرژی جنبشی اش زیاد یا کم می شود . وقتی دو جسم با انرژی جنبشی 50 و 100 ژول به توپی ساکن برخورد کنند توپی که سرعت بیشتری دارد ، توپ ساکن را بیشتر حرکت می دهد . در واقع می توان گفت چون انرژی جنبشی توپ با سرعت 100 بیشتر است پس انرژی اش بیشتر است در نتیجه قابلیت انجام کار بیشتری دارد و می تواند توپ ساکن را بیشتر جابه جا کند .

اگر به طور کلی به انرژی جنبشی توجه کنیم ، می توانیم بگوییم که هرگاه جسمی ( پس حتما دارای جرم است ) در حال حرکت بود می توانیم بگوییم دارای انرژی است . در واقع در هر جای عالم ، جسمی در حال حرکت بود نتیجه برقرار است . کره زمین دارای انرژی جنبشی است چون حرکت می کند .
می توان با توجه به روابط به دست آمده گفت : K=0.5 M V2 . علت یک دوم در فرمول به خاطر تحلیل سینماتیکی است که از فرمول کار به دست می آید . پس با توجه به فرمول انرژی جنبشی می توان گفت مقدار این انرژی همیشه مثبت است زیرا 0.5 و مقدار جرم همیشه مثبت هستند و سرعت چه منفی و چه مثبت باشد با رسیدن به توان دو مثبت می شود و در واقع ضرب سه عدد مثبت همیشه عددی مثبت است .

سؤالات خود را درباره ی این بخش در قسمت نظرات در میان بگذارید .  

+ نوشته شده در  جمعه چهاردهم مهر 1391ساعت 13:8  توسط مجید کساییان | 

تعریفی که در مدرسه از انرژی جنبشی در گذشته خواندیم ، بیانگر این است که هر جسم دارای سرعت ، دارای انرژی جنبشی است . جنبش داشتن یه جسم یا ذره ، دلالت بر این دارد که انرژی در جسم است که باعث این حرکت می شود . در این قسمت چهارم در انرژی جنبشی در نظر داریم تا عوامل تاثیر گذار بر انرژی جنبشی را معرفی کنیم .


قسمت اول : رابطه سرعت و انرژی جنبشی :

رابطه سرعت و انرژی جنبشی چیست ؟ اگر دو توپ 50 گرمی داشته باشیم که حجم و تمام ویژگیهایشان یکسان باشد و فقط یکی سرعت 5 و دیگری سرعت 10 در جهت راست داشته باشد انرژی جنبشی کدام یک بیشتر است ؟

وقتی این دوتوپ را با دست پرتاب کنیم و سرعت یکی 5 و سرعت دیگری 10 شود " در جهت پرتاب " در واقع ما با دستمان کار بیشتری انجام دادیم تا سرعت توپ بیشتر شود . برای متوقف شدن توپ شاهد هستیم که توپ دومی زمان بیشتری در حال حرکت می ماند . می توان نتیجه گرفت که انرژی جنبشی در جسمی که سرعتش بیشتر است مقداری بیشتر است . البته آزمایشات درون کلاس با مدل های کامپیوتری نمودار سرعت و انرژی جنبشی را به گونه ای نشان می داد که دلالت بر رابطه مستقیم سرعت و انرژی جنبشی داشت . افزایش یا کاهش سرعت باعث افزایش یا کاهش انرژی جنبشی می شد . با پخش 5 دقیقه از مستند E=MC2 نشان دادیم که سرعت بر اساس نظرات لایبنیس و ازمایشات سگراوساند رابطه دقیق مستقیم با انرژی جنبشی ندارد بلکه این رابطه مجذوری است . سرعت به توان دو با انرژی جنبشی رابطه دارد و این موضوع نشان می دهد که اگر سرعت جسمی دو برابر شود ،  انرژی جنبشی آن چهار برابر می شود .


قسمت دوم : رابطه جرم و انرژی جنبشی :

رابطه جرم و انرژی جنبشی چیست ؟ اگر دو جسم 50 و 100 کیلوگرمی داشته باشیم که سرعت و حجمشان یکسان باشد ، " مثلا با سرعت 100 متر بر ثانیه در حال حرکت هستند " و تمام خصوصیت محیطی یکسان باشد ، انرژی جنبشی کدام یک بیشتر است ؟

اگر سرعت جسم ها برابر باشد ولی جرم ها متفاوت ، باید با ازمایشی به این پی برد که انرژی جنبشی در کدام جسم بیشتر است ؟ بازگشت به لحظه اول حرکت ، بهترین نقطه برای کمک به ماست . در لحظه اول هر دو جسم ساکن هستند و طبق تعریف جرم ، جسم 100 کیلوگرمی میل بیشتری به حفظ حالتش دارد . برای اینکه سرعت هر دو را به 100 متر بر ثانیه برسانیم ، باید کار انجام بدهیم . کار انجام شده بر کدام جسم بیشتر است ؟

درست حدس زدید ، برای جسم 100 کیلوگرمی انرژی بیشتری لازم است تا به سرعت 100 متر بر ثانیه برسد. حال سرعت هر دو جسم مساوی است ولی جسم با جرم بیشتر یعنی جسمی با مقدار ماده بیشتر سرعت بیشتری دارد . اگر انرژی جنبشی ، انرژی جسم در حال حرکت است جسم با جرم بیشتر حتما انرژی بیشتری داشته است که به همان سرعت جسم با جرم کمتر رسیده است . اگر به توقف این دو جسم نیز توجه کنیم می بینیم جسم سنگین تر مسافت بیشتری را طی می کند تا متوقف شود ولی جسم با جرم کمتر مسافت کمتری را نیاز دارد . به خاطر همین است که کامیون سرعت مجازشان در جاده کمتر از ماشین های سبک تر از خودشان است زیرا کنترل کامیونی با سرعت 120 در جاده بسیار سخت تر از ماشینی با سرعت مشابه است. پس می توان گفت جرم جسم با انرژی جنبشی رابطه مستقیم دارد . یعنی اگر جرم جسمی با سرعت برابر دو برابر جسم دیگر باشد ، انرژی جنبشی اش حتما دو برابر ان جسم است .

سؤالت خود را در این قسمت در میان بگذارید .

موفق باشید

+ نوشته شده در  پنجشنبه سیزدهم مهر 1391ساعت 21:58  توسط مجید کساییان | 

در کتاب های رفرنس بالاخص در شیمی ، جرم را " اندازه مقدار ماده " تعریف کرده اند . در برخی به اشتباه جرم را مقدار ذرات تشکیل دهنده ماده ، مقدار ماده تشکیل دهنده جسم و ... تعریف می کنند ولی در هر صورت این تعاریف تصویر درستی از جرم را به ما نمی دهند . پس چه باید کرد ؟

مجبوریم سفری به گذشته کنیم و با دعوت از یکی از بزرگترین دانشمندان تاریخ یعنی نیوتون مشکل جرم را حل کنیم . ایرن و فوزوس خواهر و برادری دو قلو که اول دبیرستان درس می خوانند به نمایندگی از ما عازم این سفر خواهند شد تا با نیوتون بزرگ دیدار کنند و این است داستان این سفر :


وارد خانه نیوتون شدیم . همه چیز در اتاق بود جز تلویزیون ، موبایل ، کامپیوتر و ..... . داشتم به این فکر می کردم که انگار راه دانشمند شدن و بزرگ شدن نه امکانات است نه چیز دیگری که در ذهنم فکر می کردم . برای بزرگ بودن باید مساله دار بود . فوزوس ارام نیوتون را صدا کرد .

فوزوس : استاد بزرگوار من و خواهرم ایرن اومدیم پیش شما تا درباره جرم حرف بزنیم ، ببخشید مزاحم شدیما

این قدر سرگرم کارش بود که صدای ما رو نشنید ، فوزوس این بار نزدیک تر شد و دوباره حرفش رو تکرار تا نیوتون برگشت و به نگاه کرد و .........


نیوتون : خب بچه ها اگر می خواید بفهمید جرم از نظر مفهومی چیه ، با کلاس های معلم های مدرسه مثل کساییان " منو می شناختا " با گاج و قلمچی نمیشه فهمید ، برای فهمیدن جرم باید از طریق ازمایش و فهمیدن قانون اول من ، به نتیجه برسید .
ایرن : قانون شما که میگه هر جسمی میل داره تا حالتش رو حفظ کنه ؟
نیوتون : آره ، پس آشنا هستید ؟
فوزوس : اره تو کتاب تستمون بود ولی با اینکه تست هاش رو می زدم ، ولی بازم نمی فهمیدم چی میگه ، میشه یکم توضیح بدید ؟
نیوتون : قانون اول من حاصل زحمات بسیار زیاد گالیله بزرگ بود . راستش من نمی تونم زحمت ادم های بزرگی که قبل از من انجام شده رو در نظر نگیرم . قانون اول میگه ، اگر برایند نیروها صفر باشه ، جسم ساکن ، ساکن می مونه ، جسمی که سرعت داره ،  با همون سرعت در همون امتداد به مسیرش ادامه میده .
ایرن : برایندنیروها صفره یعنی چی ؟
نیوتون : این نیروسنج رو بگیر و اون جعبه سبک روی میز رو با نیروی 10 نیوتون بکش ، چی میشه ؟
ایرن : خب داره حرکت می کنه  ، خب این یعنی چی ؟
نیوتون : فوزوس تو هم از اون طرف با نیرو سنج با نیروی 10 نیوتون جعبه رو از جهت مخالف بکش ؟ خب چی شد ؟
فوزوس : حرکت نمی کنه ، آخه نیروهامون مساویه
نیوتون : افرین ، اگر دو یا چند تا بردار همدیگر رو خنثی کنند ، می تونیم بگیم برایند بردارها صفر است .
ایرن : می تونید برای یک کمیت برداری دیگه مثال بزنید ؟
نیوتون : خب 5 متر از جایی که هستی به سمت من جابه جا شو و سپس با بردار جابه جایی 5- برگرد .
ایرن : خب من برگشتم همون جایی که هستم ، یعنی می خواستید بگید بردار جابه جایی 5+ بردار جابه جایی 5- رو خنثی کرد و جابه جایی شد صفر ، پس می تونیم بگیم ،  برآیند بردارها صفر است .
نیوتون : افرین ، خیلی خوب متوجه شدی
ایرن : اگر برایند نیروها صفر باشد ، جسم ساکن ، همین جوری می مونه ، جسم متحرک با همون سرعت ادامه میده ، اگر برایند نیروها صفر نباشه چی ؟
نیوتون : اگر صفر نباشه ، در قانون دوم من میگه ، جسم تغییر سرعت میده ، یعنی اگر ساکن بود و سرعتش صفر ، یه سرعتی پیدا می کنه ، اگر مثلا سرعتش 10+ بود ، مقدار سرعتش کم یا زیاد میشه
فوزوس : ببخشیدا ، ولی این حرف ها چه ربطی به جرم داره ؟
نیوتون : خب شما تازه آمادگی دارید من جرم رو تعریف کنم ، ولی باید کمی دوباره دست به کار بشیم . این دو جعبه یکسان ، که با نخ مشخص شده اند رو با نیروسنج ، با نیروی 20 نیوتون بکشید .
ایرن : چرا جعبه من سخت تر حرکت می کنه ولی جعبه فوزوس راحت تر ؟
نیوتون : قانون اول میگه هر جسمی میل داره حالت خودش رو حفظ کنه ، هر دو تا جعبه که ساکن بودن ، میل داشتن ساکن بمونن ، کدوم جعبه میلش بیشتر بود ؟
فوزوس : جعبه ایرن ، چون سنگین تر بوده خب
نیوتون : دقیقا ، جرم دقیقا همینه . جرم جسمی بیشتر است که میل بیشتری به حفظ حالتش دارد . مثلا اگر فیل و خری با سرعت 20+ به سمت شما حرکت کنند ، کدوم راحت تر متوقف میشه ؟ " در زمان نیوتون کامیون و ماشین نبود در ضمن نیوتون مثل من قدرت نقاشی نداشت تا بتونه یه اثر هنری خلق کنه "
فوزوس : خب خره ، چون جرمش کمتره ، پس میلش به تغییر حالت بیشتر از فیله است ، درسته ؟
نیوتون : اره ، حالا برگردیم ، به تعریف معلمتون که مثلا از کتاب های شیمی رفرنس داده ، فکر کرده خیلی حالیشه ، این مفهوم رو من 500 سال پیش معنی درستش رو گفتم ، حالا این اقا بعد 500 سال یه چیزی حفظ کرده رفته سر کلاس گفته ، فکر می کنه خیلی می فهمه . جرم اندازه مقدار ماده است . یعنی چی ؟ حالا فرض کنید وقتی مقدار ماده در یک جسم بیشتر باشید ، میل جسم برای حفظ حالت حرکتش بیشتر است یعنی اگر ساکن بود بیشتر میل به سکون دارد و اگر متحرک میل بیشتر به حفظ حرکت با همون سرعت
...............
راستش من از نیوتون بزرگ ممنونم ، راستش حق داشت این حرف رو به من زد . همه این تعاریف رو این بزرگواران سالیان ساله به وجود اوردند و من و امثال من بدون توجه به کار این بزرگواران ، جوری حرف می زنیم که انگار خودمون این مفاهیم رو به وجود آوردیم .
بچه ها اگر سؤالی درباره مفهوم جرم دارید بپرسید  


+ نوشته شده در  پنجشنبه سیزدهم مهر 1391ساعت 21:55  توسط مجید کساییان | 
گاهی فکر می کنم که آموزش در وبلاگ مشکلاتی اساسی دارد زیرا نمی توان آزمایشات و تجربه های درون کلاس را در آن به تصویر کشید . آموزش تندی و سرعت بدون انجام آزمایش و توضیحات حضوری و تصویری معنای آموزش تعاملی را زیر سؤال می برد . امید است در آینده ای نه چندان دور با تبدیل شدن وبلاگ به سایتی حرفه ای ، این نقطه ضعف نیز برطرف گردد .
قبل ورود به بحث ذکر دو نکته اساسی خالی از لطف نیست . اول اینکه مفهومی که در ذهن ما به عنوان سرعت است همان تندی است . ثانیا کنار هم قرار گرفتن این مفاهیم برای ذهن ما که به اشتباه با مفاهیم اشنا شده است ، بسیار سخت است .
فرض کنید فردی در خیابانی مستقیم در حال قدم است . فردی خیلی ریلکس طول خیابان را که 500 متر است طی می کند و فرد دوم با عجله همان مسیر را طی می کند . اگر با دقت به حرکت هر دو دقت کنیم ، اولی در زمان بیشتر و دومی در زمان کمتر مسیر را طی می کند . اینجا دو مفهوم ایجاد می شود که یکی تندی و دیگری سرعت است .
تندی تغییرات مسافت به زمان است . یعنی مسیر را در چه زمانی طی کرده ایم . انچه را که در ماشین ها سرعت سنج می نامیم ، تندی سنج است . در واقع شما چه به سمت عقب یا جلو مسیری را طی کنید ، تندی ماشین مثبت است . ماشین یا حرکت می کند و تندی دارد یا ساکن است و تندی اش صفر است . تندی کمیت عددی است .
شاید شما بپرسید سرعت چیست ؟ مگر این چیزهایی که می گویید سرعت نیست ؟ تندی معادل کلمه speed و سرعت معادل کلمه velocity است . سرعت جابه جایی تقسیم بر زمان است . در واقع وقتی شما مسیری را طی می کنید و به نقطه اول باز می گردید سرعت شما صفر است زیرا از دید سینماتیکی مثل فردی هستید که همان زمان را گذرانده و در همان نقطه مانده است . ماشینی که در مسابقات فرمول یک بعد از طی کردن مسیر زیاد با تندی 200 کیلومتر بر ساعت از نقطه شروع می گذرد در آن لحظه سرعتش صفر است. پس سرعت کمیت برداری است .
آیا سرعت و تندی با هم ارتباط دارند ؟ سرعت و تندی یکای مشترکی دارند " متر بر ثانیه " و تا زمانی که در یک جهت حرکت می کنند ، مقدار سرعت و تندی برابر است " مثل جابه جایی و مسافت " . اختلاف این دو کمیت فیزیکی در این است که تندی جهت ندارد ولی سرعت دارای جهت است .
آیا سرعت منفی وجود دارد ؟ اگر جسمی در خلاف جهت قراردادی حرکت کند سرعتش منفی است . مثلا سرعت 2- متر بر ثانیه یعنی هر یک ثانیه ، دو متر در خلاف جهت محور جابه جا می شود .
تعریف سرعت تحول زیادی در فیزیک ایجاد کرد و تمام شاخه های فیزیک با سرعت به معنای تغییرات جابه جایی در واحد زمان کار می کند . در واقع در دیدگاه سینماتیکی ، سرعت یعنی وقتی زمان گذشت ، چه قدر جابه جا شدیم .

سؤالات خود را درباره این مبحث مطرح کنید .
+ نوشته شده در  چهارشنبه دوازدهم مهر 1391ساعت 23:29  توسط مجید کساییان | 

برای آموزش مفاهیم انرژی جنبشی من چند مرحله برنامه اماده کردم که کلیت آن در آموزش مفاهیم انرژی پتانسیل نیز انجام می گیرد .

1. definition " تعریف " :در آموزش علوم در دوران مدرن ، شروع کار با تعریف اشتباهی غیر قابل بخشش است ولی اینکه چرا من در کلاس های خود از تعریف شروع کردم دلیلی دارد که شاید معلمین در غرب در کلاس های خود با این مشکل روبه رو نمی شوند . دانش آموزانی که به کلاس های درسی می آیند تعاریف را در ذهن دارند ولی این تعاریف یا غلط است یا همراه با کج فهمی و یا اصلا تعریفی در ذهن دانش آموزان نیست .  " در موضوعات مختلف در طی آزمون های مفهومی و پیش آزمون شاهد این وضعیت با درصد بالای 90 بوده ام . " من ابتدای کلاس با بیان کردن تعریف ، چاله های تعریف را نشان می دهم سپس با گذراندن فرایندی طولانی در اخرین مرحله دوباره به تعریف بازمیگردم .

2. terminology " اصطلاح شناسی " : تاکید زیاد بر استفاده دقیق از کلمات در کلاس های من دیده می شود. در علوم هر لفت معنای مشخص و دقیق دارد و دانش آموزان نمی توانند به گونه درست با این واژگان ارتباط برقرار کنند . در اصطلاح شناسی انرژی جنبشی من از موضوعات سینماتیک و دینامیک و شیمی استفاده خواهم کرد .

3. conceptualize " مفهوم سازی " : در هر قسمت هم زمان با اصطلاح شناسی باید فرایند شکل گیری مفهوم انجام بپذیرد . در این قسمت در کلاس سعی شده است با مثال های فراوان و استفاده از مدل های کامپیوتری ، فرایند شکل گیری مفاهیم در ذهن دانش اموزان تسهیل گردد .

4. formulate " فرمول سازی " : تفاوت فرمول سازی با فرمول این است که اولی فرایندی است که محصول کل آن دومی می باشد . در کلاس های درس بدون توجه به مراحل بالا و انجام گرفتن بخش هایی از فرمول سازی فرمول ها در اختیار دانش آموزان قرار می گیرد که سبب می شود تا دانش آموزان نسبت فرمول ها و فیزیک احساس بدی داشته باشند .

5. application " کاربردها " : نمونه هایی از کاربرد های انرژی جنبشی در محیط نشان داده شده و عملا مراحل بالا در این قسمت بازخوانی می شوند .

6. analyze " تحلیل کردن " :تحلیل نقش مؤثری در بهتر فهمیده شدن مفاهیم فیزیکی دارد . البته من تحلیل انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل را همراه با تحلیل انرژی مکانیکی در اواخر دوره مفهومی ارائه خواهم داد .

7. definition : " تعریف " : کلاس با باز خوانی تعریف به پایان خواهد رسید

موفق باشید

+ نوشته شده در  سه شنبه یازدهم مهر 1391ساعت 22:37  توسط مجید کساییان | 
نیازی به قسم دادن یا قسم خوردن نیست . همه این چهار موضوع گذشته قرار بود به ما کمک کنه تا در این قسمت جواب این سؤال رو بدیم که انرژی چیست ؟

در کلاس های تابستان توضیح دادم که جمله energy makes change تصویر قشنگی از انرژی را در اختیار ما قرار می دهد . این تعریف می گوید که هر جا تغییری دیدید شک نکنید که انرژی زحمت این ماجرا را کشیده است . پس بهتره بگیم : همیشه پای انرژی در میان است . شاید این جمله برای شما مسخره یا طنزی جلف باشد ولی باید قبول کرد جمله ای عمیقا وحشتناک است . رشد شما از نظر قدی تا دوران جوانی و سپس افتادگی در دوران پیری محصول انرژی است . شاید پیدا کردن راهی برای افزایش عمر بشریت بدون درک درست از این جمله ممکن نباشد زیرا باید فضایی در بدن ایجاد کرد تا makes change رخ ندهد .

برگردیم به تعریف انرژی : انرژی رو تعریف کردیم به قابلیت انجام کار و از طرفی شنیدیم هر جسمی انرژی دارد . با معنی دار کردن این دو جمله در کنار هم شما می توانید تصویر خیلی بهتری از انرژی در ذهن خود داشته باشید .

هر جسمی انرژی دارد . مثلا کتاب جلوی چشم من انرژی دارد . این یعنی چی که انرژی دارد ؟ یعنی اینکه کتاب من این قابلیت رو داره که با فراهم کردن شرایط ، بتونم کاری انجام بدم یعنی نیرویی وارد کنم و باعث جابه جایی شوم و ....... حتی وقتی ما به دیواری نیرو وارد می کنیم و جابه جایی رخ نمی دهد در سطح میکروسکوپیک " فیزیک رو مطالعه کردن در مقیاس بسیار کوچیک " اتم های دیوار جابه جا می شوند و هر چه قدر نیرو بیشتری وارد کنیم اتم ها به هم نزدیک تر شده ، در نتیجه نیروی بیشتری به دست ما وارد می کنند . فنری را تصور کنید که کمی فشرده کرده ایم . هر چه قدر فشرده تر شود نیروی بیشتری به دست ما وارد می کند ولی اگر این فشردگی از حدی بیشتر شود فنر تخریب می شود .

پس انرژی قابلیت هر جسم برای انجام کار است . این قابلیت گاهی مثل من که در حال تایپ کردن نوشته یا شما که در حال خواندن متن هستید به سرعت قابل استفاده است و با مصرف انرژی من می تایپم و شما می خوانید ولی گاهی این قابلیت مثل روشن کردن کبریت یا هضم غذا نیازمند فراهم شدن شرایط است .

منتظر سؤالات شما درباره این متن هستم

موفق باشید

+ نوشته شده در  جمعه هفتم مهر 1391ساعت 16:37  توسط مجید کساییان | 
راستش کار من معلمی است ، من برای معلمی کار زیادی انجام میدم ، خیلی کار می کنم ، مامانم میگه کمتر کار کن ، میگم مامان نیروی وارد شده از طرف من باعث جابه جایی نشده پس من کاری نمی کنم . در زندگی معمولی به کسی که کار دارد میگیم کاردار و کسی که کار ندارد میگیم بی کار در فیزیک به عدم انجام کار چه می گوییم ؟

راستش این نوشتار ، خاطرات کودک 3 ساله از سمنان نیست ، استفاده های متفاوت از کلمه کار است . ما با سه مفهوم به عنوان پیش مفهوم کار آشنا شدیم .

هر وقت ما به جسمی نیرو وارد کردیم و در نقطه ی وارد شده ، نیرو سبب جابه جایی شد ، می گوییم کار انجام شده است . w=f.d.coso این فرمول نشان میدهد که کار با نیرو ، جابه جایی و کسینوس زاویه جابه جایی و نیرو رابطه مستقیم دارد .

پس بیایید کمی دقیق تر به مفهوم کار توجه کنیم . وقتی به جسمی نیرو وارد نشود ، وقتی به جسمی نیرو وارد شود ولی جابه جا نشود کاری انجام نمی گیرد . پس وقتی جسمی را در دست می گیریم و حرکت می کنیم چرا در کتاب ها نوشته اند کاری انجام نمی شود . این که کاری انجام نمی شود حرفی درست است ولی توضیحی که اکثر معلمان درباره توصیف این پدیده می دهند اشتباه است . بیایید کمی آرام به پدیده حرکت فردی که کیفی در دست دارد توجه کنیم . چه نیروهایی به کیف وارد می شوند ؟ نیروی جاذبه ، نیروی دست فرد که مانع افتادن جسم شده است و نیروی اعمال شده کل فرد که سبب جلو رفتن او و کیف می شود - به این نیرو "applied force" گفته می شود . -  من یه سؤال مهم دارم ؟ جابه جایی توسط کدام نیرو رخ می دهد؟ نیروی جاذبه و نیروی دست باعث جابه جایی نمی شوند در نتیجه چون جابه جایی در راستای عمودی صفر است می گوییم کار انجام نمی شود نه به خاطر اینکه زاویه 90 درجه بین جابه جایی و نیرو وجود دارد . تنها یه کار انجام میشه اونم حرکت رو به جلوست که نیروی اعمال شده نیز در همون سمت است .

اگر سؤال داشتید بپرسید تا مساله رو جاهایی که خوب توضیح ندادم ، توضیح مجدد و بهتری بدم

+ نوشته شده در  جمعه هفتم مهر 1391ساعت 15:57  توسط مجید کساییان | 

چرا نمی توانیم بگوییم نیرو منتقل می شود و یا انرژی وارد می شود ؟ برای بررسی دقیق تر این دو فعل نیاز به تصویر بهتری از این دو کمیت مهم در فیزیک داریم . من ابتدا کمی درباره کمیت ها  در فیزیک حرف خواهم زد و پس از این مقدمه به سؤال اصلی این بخش می پردازم .

کمیت به هر چیز قابل اندازه گیری گفته می شود . علم و شاخه های آن مانند فیزیک درباره کمیت ها حرف می زد. در واقع روح ، جن و ... موضوع علم محسوب نشده و علم درباره آن ها حرف نمی زند چون قابل اندازه گیری نیستند . کمیت ها بر اساس نوع رفتار و جمع برداری به دو دسته تقسیم می شوند . کمیت های عددی که فقط مقدار دارند و کمیت های برداری که علاوه بر مقدار جهت دارند . می پرسید میشه بیشتر توضیح بدید ؟ خب راستش فکر کنم با چند مثال بشه قضیه رو حل کرد . کمیت عددی مثل جرم ، دما ، طول و ... است یعنی مثلا وقتی جرم فردی 69 کیلوگرم است به جهت ربطی ندارد . انرژی هم به عنوان کمیتی عددی فاقد جهت است زیرا مثلا در غذایی که می خوریم ، نه جهت خوردن غذا تاثیر دارد نه جهت هضم نشدن . اما در بردار ها مثل نیرو ، وقتی مثلا به لپ تاپ یا کامپیوتر جلوی روی خود 50 نیوتون نیرو از جهت های مختلف وارد می کنیم ، هر دفعه تاثیر متفاوت حرکتی را مشاهده می کنیم . یعنی وقتی از سمت راست نیرو وارد می کنیم یا سمت چپ ، لپ تاپ یا کامپیوتر به سمتی بر اساس نیرو حرکت می کند . از طرفی جمع در کمیت های عددی و برداری تفاوت جالبی ایجاد می کند . در جمع دو جرم 5 کیلوگرمی ، همیشه جرم مجموع 10 است ولی در جمع دو نیرو 5 نیوتونی به عنوان بردار ، گاهی مجموع 10 ، گاهی صفر و گاهی ضریبی از اعداد بین صفر تا 10 می تواند باشد . " اگر در یک جهت باشند می شود 10 و در حالتی که خلاف هم باشند 0 می شود . "   

اما به بحث اصلی خود باز میگردیم . پیدا کردن تفاوت های نیرو و انرژی و علت اینکه چرا انرژی منتقل می شود و نیرو وارد . اولین تفاوت با توجه به این متن این است که نیرو کمیت برداری است ولی انرژی کمیت عددی است . دومین تفاوت موضوع اصلی این نوشتار است . فرض کنید به دیواری نیرو وارد می کنیم . نیرو یا وارد می شود یا وارد نمی شود در واقع نیرو ویژگی درونی نیست که مثلا با وارد شدن نیرو به دیوار ، بتوانیم بگوییم نیرو در دیوار افزوده یا منتقل شده است . نیرو فقط وارد می شود چون علاوه بر این که برداری است ، اثری است که تا لحظه وجود داشتن نیرو ، وجود خواهد داشت به محض وارد نکردن نیرو ، نیرویی به جسم وارد نمی شود . برعکس نیرو ، انرژی کمیتی است که می تواند زیاد یا کم شود . یعنی مثلا با ها کردن یا فوت کردن ، انرژی بدن کم می شود و به انرژی محیط افزوده می شود . این کم یا زیاد شدن ، برای ما دلالت بر منتقل شدن انرژی است . فقط یک سؤال باقی مانده است . فهمیدیم چرا نیرو وارد شده و منتقل نمی شود ولی انرژی منتقل می شود . سؤال آخر : چرا انرژی وارد نمی شود ؟ انرژی وارد نمی شود چون اولا کمیت عددی است ، ثانیا انرژی ویژگی نیست بلکه قابلیتی است که سبب انجام کار می شود .

سؤالات خود را درباره این نوشتار با من در میان بگذارید ، با تشکر

+ نوشته شده در  چهارشنبه پنجم مهر 1391ساعت 20:43  توسط مجید کساییان | 

می توان برای هر دو بردار بدون تغییر دادن اندازه و راستایشان زاویه ای درنظر گرفت . برای این کار باید ابتدا انتهای دو بردار را به هم وصل کرد و سپس زاویه را در نظر گرفت . اگر دو بردار بر هم عمود باشند زاویه 90 ، اگر موازی باشند و در جهت هم زاویه 0 و اگر در خلاف جهت هم باشند زاویه 180 می باشد .

وقتی به جسمی در نقطه نیرو وارد می کنیم ، ممکن است جسم جابه جا شود . می توان بردار جابه جایی و نیرو را رسم کرد . یکی از مؤلفه های مهم در مفهوم کار ، کسینوس زاویه جابه جایی و نیرو است .

در موضوع چهار با توجه به این سه پیش مفهوم کار ، مفهوم " کار " در فیزیک را تعریف خواهم کرد . همچنین درباره این موضوع صحبت می کنیم که چرا اشتباهی در توصیف کار انجام نشده برای فردی که مستقیم راه می رود و کیفی را بدون حرکت بالا و پایین جابه جا می کنند رخ داده است .

سؤالات خود را در این قسمت مطرح کنید تا در صورت امکان پاسخ گو باشم

با تشکر

+ نوشته شده در  چهارشنبه پنجم مهر 1391ساعت 20:27  توسط مجید کساییان | 
شما از نقطه ای در اتاق خود به حیاط رفته و سپس به داخل برگشته و وارد اشپرخانه می شود . کل مسیری که طی می کنید کمیتی به نام مسافت را در فیزیک نشان می دهد . مسافت "distance" کمیتی عددی است که بدون توجه به جهت مسیر طی شده ، فقط دارای مقدار است . کیلومترشمار ماشین مسافتی را که طی می کنیم نشان می دهد در حالیکه فرقی نمی کند با ماشین رو به جلو می رویم یا دنده عقب ، از تهران به شمال می رویم یا از شمال به تهران ، مسافت بدون توجه به جهت محاسبه می شود . پس اگر مسافت شما را محاسبه کنیم ، تمام راهی را که برای رسیدن به اشپزخانه طی کردید در نظر می گیریم .

حال فرض کنید ، کسی از شما بپرسد قبلا که در اتاق بودید و الان در اشپزخانه ، چه قدر فاصله این دو نقطه است ، از شما درباره کمیتی به نام جابه جایی پرسش کرده است . جابه جایی کمیتی برداری است که به کوتاهترین فاصله مبدا تا مقصد گفته می شود . پس اگر فردی بعد از طی کردن مسیر ، به نقطه اولیه خود بازگردد، جابه جایی او صفر است زیرا نقطه مبدا و مقصد او روی هم قرار دارد .

یک نفر سؤال می پرسد که جابه جایی و مسافت می توانند باهم برابر باشند ؟ اول باید بگم که نمیشه کمیت برداری رو با کمیت عددی مقایسه کرد ولی اگر در جابه جایی جهت رو در نظر نگیریم ، می تونیم درباره مقدار مسافت و جابه جایی دست به مقایسه بزنیم . اگر فردی در یک جهت شروع به حرکت کند ، تا زمانی که جهتش حتی به اندازه ی ذره ای تغییر نکرده است ، جابه جایی و مسافتش برابر است .

در قسمت سوم پیش مفاهیم کار ، به کسینوس زاویه های بردای می پردازم

+ نوشته شده در  سه شنبه چهارم مهر 1391ساعت 19:13  توسط مجید کساییان | 
شاید باید حسن کتاب درسی سال اول دبیرستان باید دانست که برای درک مفاهیم فصل یکش ، باید از فصول 1 تا 4 فیزیک دوم دبیرستان به عنوان پیش زمینه استفاده کرد . تا این حسن حوصله شما را سر نبرده است ، بهتر است کمی به پیش مفاهیم بپردازیم تا درک بهتری از این مفهوم مهم فیزیکی پیدا کنیم .

نیرو چیست ؟

به نظر شما چه چیز باعث می شود تا یکی از مهمترین مفاهیم فیزیک با وجود اینکه هر روز با آن ها سر و کار داریم با دانش آموزان و شاید حتی با معلمان غریبه باشد . تست زدن شاید قدرت حل مساله را بالا ببرد ولی ذره ای به درک این مفاهیم کمک نمی کند . پس چه باید کرد ؟ 

کار خاصی نباید کرد . مفاهیم فیزیک به قدری با زندگی روزانه ما مرتبط هستند که می توانیم از ساده ترین مثال ها برای فهم این مفهوم مهم استفاده کنیم . بیایید از تجربه های عادی در زندگی ، استفاده کرده و ببینیم کجا نیرو وارد می کنیم . با تعمیم کلی ویژگی های نیرو از تجربه های عادی به تعریفی از این نیرو برسیم .

من از تجربه یک روز زندگی خودم استفاده می کنم و درباره نیرو ها حرف می زنم . ساعت 6 صبح زنگ موبایل منو از خواب بیدار می کنه و من موبایلم رو دست میگیرم تا ببینم چند دقیقه زنگ زده و من متوجه صدایش نشدم . پس برای بلند کردن موبایل و کشیدن موبایل به سمت خودم اصطلاحا نیرو وارد می کنم . بعد جای خوابم رو مرتب می کنم . بلند کردن پتو ، جمع کردن ، کشیدن روی تخت ، همه و همه نیاز به نیرو دارد . بعد از گرفتن دوش وقتی می خوام موهام رو شونه کنم سر  صبح با پدیده فیزیکی جالبی روبه رو میشم . چون موهای من خشک است در اثر شانه کردن ، موها به صورت هم نام باردار میشود . در نتیجه موها به طرز خنده داری به سمت های مختلف از هم فاصله می گیرند . نیروی الکتریکی باعث فاصله افتادن موها از هم می شود . خوردن چایی همراه با بلند کردن لیوان نوعی وارد کردن نیرو است . تکه تکه کردن نان نیز نوعی وارد کردن نیرو است . وقتی در حال خوردن بودم تکه ای نان روی زمین افتاد . چرا نان بالایی نرفت و پایینی آمد ؟ نیروی جاذبه نیروی دیگری است که اجسام را به سمت خود می کشد . بقیه روز هم به کسی مربوط نیست بهتره به ادامه درس بپردازیم و شما هم جای فضولی کردن تو زندگی شخصی من بیشتر به مفاهیم فیزیکی توجه کنید .

بیایید کمی به مثال ها توجه کنیم . زمین به نان و موهای باردار به یکدیگر نیرو وارد می کنند . دست من نان را تکه تکه کرد ، پتو را فشرده کرد ، روی تخت کشید . دست من لیوان و وسایل را بلند کرد و ...... به نظر شما نقطه مشترک این نیروها چه چیزی بود ؟

اگر دقت کنیم در هر حالت دو جسم یا دو ذره وجود دارند که در نیرو وارد شدن ، دخیل هستند . به صورت کلی رانش ، دفع ، هل دادن ، کشیدن یا ربایش ، جذب و کشش حالت هایی هستند که هر جایی در محیط دیدید دلالت بر این دارد که نیرو در حال وارد شدن است . " کشش به معنای کشش فنر است که جسم دور می شود ولی کشیدن به معنای کشیدن جسم به سمت خود است که به معنای نزدیک شدن است " . من برای تصویرسازی مفهوم نیرو ، اول نیروها رو با توجه به تاثیری که می گذارند مشخص کردم و سپس گفتم این ها نیرو هستند . نیرو به ساده ترین شکل به صورت دور شدن یا نزدیک شدن است و منبع آن می تواند گرانشی ، الکتریکی ، مغناطیسی یا صرفا تلاش عضلانی باشد .در واقع در نیرو نوعی interaction وجود دارد که به آن کنش متقابل گفته می شود . یعنی چی ؟ هیچ جذب و دفعی ، ربایش یا رانشی ، کشیدن یا فشردنی هرگز به تنهایی وجود ندارد . در واقع نیرو بخشی از برهم کنش بین یک چیز با چیزی دیگر است . خیلی ها فکر می کنند اجسام بی جان قادر به نیرو وارد کردن نیستند و نیرو وارد کردن فقط برای جانداران است . در نیرو وارد کردن به دیوار کنش متقابلی وجود دارد که همان اندازه که ما به دیوار نیرو وارد می کنیم ، دیوار به ما نیرو وارد می کند .

پس در واقع نیرو رو می توان حالت های دفع ، رانش هل دادن و کشیدن یا حالت های جذب ، ربایش ، فشردن دانست .

در قسمت بعدی جابه جایی دومین مفهوم فیزیکی رو به شما دانش آموزان توضیح خواهم داد . همچنین در قسمتی جدا ، درباره این صحبت می کنم که چرا نیرو وارد می شود و انرژی منتقل می شود .

موفق باشید

+ نوشته شده در  دوشنبه سوم مهر 1391ساعت 20:47  توسط مجید کساییان | 
در آموزش علوم واژه ای به نام misconception وجود دارد که در واقع بیانگر این است که مفهومی در فرد به علت های مختلف به اشتباه و در مواقعی کاملا عکس قرار می گیرد .

انرژی در فارسی به توانایی انجام کار گفته می شود . در واقع کلمه توانایی عامل این کج فهمی در این مفهوم مهم است . ما در فارسی توانایی داشتن فرد را به انجام دادن چیزی می دانیم . مثلا کسی که می تواند سنگی 100 کیلویی را بلند کند توانایی جابه جا کردن را دارد ولی کسی که قادر به انجام جابه جایی نیست را ناتوان می دانیم.

در زبان انگلیسی و با مرجع در نظر گرفتن کتاب های پایه ای و معتبر شاهد تعریف زیر از انرژی هستیم که ترجمه لغت توانایی را به ما نشان می دهد . "the ability to do work " در واقع همه چیز در زبان فارسی می تواند بیانگر معنای جمله ی انگلیسی باشد جز کلمه ability

ability معنای توانایی را نمی دهد . مثلا کاغذ دارای انرژی است ولی توانایی انجام کار را ندارد . در واقع بهتر است به جای کلمه توانایی از قابلیت یا حتی ظرفیت استفاده کرد . در واقع انرژی ظرفیت یا قایلیتی است برای انجام کار . کاغذ دارای قابلیت انجام کار است یعنی می توان با فراهم اوردن شرایط کار انجام داد .

سؤالات پیش امده برای خودتون رو بپرسید تا پاسخ گو باشم

با تشکر

+ نوشته شده در  شنبه یکم مهر 1391ساعت 20:42  توسط مجید کساییان | 
سؤال : اگر هر فردی در کره زمین با جمعیت 7 میلیارد نفر ، بالای نردبانی در ارتفاع دو متر برود و از آنجا همزمان با هم به سمت پایین بپرند ، آیا مدل چرخش کره زمین تغییر می کند ؟

پاسخ سؤال به نقل قول از پرفسور رابرت ولک استاد شیمی دانشگاه پیتزبورگ بوده و این استاد بزرگ نویسنده کتاب های علمی با زبان ساده است .رابرت ولک همین سؤال رو برای جمعیت 1.2 میلیارد نفری چین جواب داده است که با ضرب آن در عدد 5.8 به جواب کلی می رسیم که جالب توجه خواهد بود . پس من ابتدا جواب استاد را می نویسم و در انتها جمع بندی خودم رو اضافه می کنم که صد البته اگر تحلیلی از طرف من قرار بگیرد نشات گرفته از تحلیل این استاد بزرگوار است . او در پاسخ به این سؤال می گوید :

محاسبه مقدار انرژی ناشی از یک سقوط گرانشی آسان است . فرض می کنیم میانگین جرم بر اساس آمار به ازای هر نفر از جمعیت 1.2 میلیاردی مردم چین ، 68 کیلوگرم است . جستن جمعی آن ها در برخورد با زمین 1.6 تریلیون ژول انرژی آزاد می کند . این مقدار انرژی معادل زلزله ای 5 ریشتری است که میلیون ها بار در زمین رخ می دهد . بنابراین هیچ پرش یا زمین لرزه ای نمی تواند تغییری در مدار زمین ایجاد کند . سیاره زمین کماکان خورشید را دور می زند چون دارای تکانه است و به این معناست که سرعت و جرم معینی دارد " تکانه حاصل ضرب جرم در سرعت است و با توجه به جرم بسیار بالای زمین تکانه زمین خیلی زیاد است " سیاره ما همه چیزهایی را که بر اثر گرانش به آن چسبیده اند با خود حمل می کند . همگی ما یک بسته جرم بزرگ هستیم و هیچ مقدار جهیدن به بالا و پایین نمی تواند جرم کلی زمین را تغییر دهد . سرعت این سیاره را تغییر دهد ، زیرا همه چینی ها همراه با زمین و با همان سرعت بقیه چیزهای روی این سیاره ، فضا را طی می کنند ؛ همگی ما در یک سفینه فضایی بزرگ و در هم تنیده و همبسته نشسته ایم . نمی توانید با فشار وارد کردن به شیشه جلوی اتومبیل ، سرعت اتومبیل را تغییر دهید یا با فشار اوردن با سمت بالا از زمین بلندش کنید . 


راستش من برای توضیح سخنان استاد کمی با عدد صحبت می کنم . اگر جمعیت کره زمین 7 میلیارد و جرم هر فرد 100 کیلوگرم باشد و شتاب گرانشی را 10 متر بر مجذور ثانیه در نظر بگیریم ، انرژی ازاد شده در لحظه برخورد تقریبا برابر با 14*1012 ژول می باشد . انرژی آزاد شده در زمین لرزه ژاپن 14.1*1017 ژول است و در واقع صد هزار برابر انرژی آزاد شده است . بررسی اعداد در داده های کیهانی ، بسیار کوچک بودن انرژی پریدن انسان ها را نشان می دهد .

در باب گرانش هم توضیحات مفصل استاد ، جایی برای توضیح نمی گذارد ولی فقط به این گفته بسنده می کنم که اگر ما در ماشین باشیم و خودمان را در بین صندلی و سقف معلق قرار دهیم ، باز هم جرم ماشین روی باسکول برابر با جرم ماشین و جرم ماست . " برای درک بهتر این قضیه می توانید به افزایش ناچیز جرم کاغذ مچاله شده و کاغذ صاف توجه کنیم که در جرم کاغذ مچاله شده ، اندکی جرم هوا نیز تاثیر گذار است . " اگر سؤالی در این مورد داشتید بپرسید

روزگارتان غیر غریب - موفق باشید

+ نوشته شده در  شنبه یکم مهر 1391ساعت 0:1  توسط مجید کساییان | 
 
صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو
عناوین مطالب وبلاگ
درباره وبلاگ
انیشتین می گوید : هرگاه توانستی موضوعی را به مادربزرگ خودت یاد بدهی ، مطمئن باش آن مطلب را فهمیده ای .
آیا شما می توانید مفهومی ازفیزیک را به مادربزرگ خود آموزش بدهید؟؟؟

نوشته های پیشین
اردیبهشت 1392
دی 1391
آذر 1391
آبان 1391
مهر 1391
شهریور 1391
مرداد 1391
تیر 1391
خرداد 1391
آرشیو موضوعی
فصل 0
فصل 1
فصل 2
فصل 3
سؤالات ماهانه
پیوندها
اینشتاین به روایت خودش
 

 RSS

POWERED BY
BLOGFA.COM