منو
 صفحه های تصادفی
هيپنوتيزم
هولمیم
حبیب بن مظاهر در کربلا
زاویه دید
ربات‌های میکروسکوپی
توابع کار با نام فایلها
پیش بینی رایانه‌ای زلزله
عبدالرحمن بن مسعود و شهادت در کربلا
آزمایشهای احتراق
تورات
 کاربر Online
928 کاربر online

فیزیک و اسباببازی

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک
(cached)




اطلاعات اولیه:


اصول بنیادی فیزیک را اغلباً می توان با اسباببازیهای عادی نمایش داد. شاید شما با دستگاههایی که تلوتلو می خورند اما نمی افتند و اسباببازیهای تعادلی دیگری که با استفاده از مفاهیم مرکز جرم ، گشتاور و تعادل می توان کار آنها را توجیه کرد، آشنا باشید. همین طور که موشک آبی می توان برای نمایش پایستگی اندازه حرکت استفاده کرد، و موضوع چرخهای داغ یک اتومبیل مسابقه را می توان با استفاده از قانون بقای انرژی مورد تحلیل قرار داد.
در این مقاله چند نمونه از این اسباب بازیها که با مغناطیس و نور سر و کار دارند، مورد بحث قرار می گیرند.

لامپ سوسو زن:


شاید شما این لامپ را در مغازه‌های اسباببازی فروش یا هدیه فروشی مشاهده کرده‌اید. نحوه کار این لامپ را می توان بر پایه نیروی الکترو مغناطیسی لورنتس، که به یک عنصر جریان وارد می شود، تحلیل کرد. این لامپ یک آهنربای دائمی کوچکی دارد، که در نزدیکی رشته آن نصب شده است. هر گاه از رشته جریانی عبور کند، میدان مغناطیسی آهنربا نیرویی به رشته وارد می کند که آن را در راستای عمود بر صفحه شامل میدان مغناطیسی و خط جریان هل می دهد. چون لامپ با برق شهر ، یعنی برق متناوب 50 هرتز، کار می کند جهت جریان در هر ثانیه 100 بار عوض می شود، و در نتیجه جهت نیرو نیز با همین آهنگ تغییر میکند. این موضوع سبب می شود که رشته لامپ ارتعاش کند و بنظر برسد که لامپ سوسو می زند.

خوک دریایی و توپ:


هرگاه این اسباب بازی را روی میزی قرار دهیم و خوک دریایی را بطرف توپ ببریم، توپ شروع به چرخیدن می کند و تا وقتی که خوک دریایی نزدیک در نزدیکی توپ نگه داشته شود، توپ به چرخیدن ادامه می دهد. چیز جالب در این اسباببازی این است که این عمل با دو آهنربای دائمی انجام می گردد. یکی از دو آهنربا در داخل خوک دریایی و دیگری در داخل توپ قرار دارد. چگونگی کار این اسباببازی را میتوان با در نظر گرفتن نیروها و گشتاورهایی که آهنرباها به یکدیگر وارد می کنند، درک کرد.

دولفین غلتان:


در این دستگاه یک پیچه از سیم ( در واقع دو پیچه هم محور )، کی ترانزیستور ، و یک باتری به کار رفته است. در داخل هر دولفین یک آهنربای کوچک وجود دارد. باتری انرژی لازم برای غلتیدن دولفینها را فراهم می کند. برای درک کار این اسباببازی باید قانون فاراده و قانون لنزر را بدانید. وقتی که آهنرباهای یکی از دولفینها از کنار پیچه عبور میکند، بنا به قانون فاراده ، یک نیروی محرکه در آن القا می کند.

این نیروی محرکه طوری به مدار ترانزیستور اعمال می شود که یک مدار دیگر شامل پیچه دوم و باتری را به کار می اندازد. پیچه دوم در خلاف جهت پیچه اولیه سیم پیچی شده است. بنا به قانون لنز ، نیروی محرکه القا شده در پیچه اول، به گونه ایست که با حرکت دولفین مخالفت می کند. پس جریان در پیچه دوم در جهتی است که حرکت را تشدید می کند. دولفین اگر به طرف پیچه بیاید اندکی کشیده می شود و اگر از پیچه دور شود اندکی هل داده می شود، و اینکه دولفین از راست یا چپ بیاید اهمیتی ندارد.

پریسکوپ چرخان:


از این اسباببازی می توان برای نشان دادن بازتاب نور و تشکیل تصویر در آینهای تخت استفاده کرد. قسمت بالای پریسکوپ می تواند بچرخد و در نتیجه از آن می توان برای دیدن پشت سر خود استفاده کرد. اما در این حالت تصویر وارونه خواهد بود. پریسکوپ شامل دو آینه با زاویه 45 درجه نسبت به راستای قایم است.

نور حاصل از یک شی از آینه بالایی به پایین باز می تابد و سپس از آینه پایینی خارج می شود. در این حالت یک تصویر مستقیم مشاهده می شود. اما اگر آینه بالایی وارون شود، پرتوهای نور باز تابیده از آن یک تصویر وارونه تشکیل می دهند. با استفاده از قوانین بازتاب نور و ترسیم مسیر پرتوهای نور ، به آسانی می توان دریافت که چرا در یک پریسکوپ عادی تصویر مستقیم است، اما وقتی که یکی از آینه‌ها را به اندازه 180 می چرخانیم تصویر وارون می شود.

تپانچه لیزری و هدف:


این اسباببازی شامل یک تپانچه لیزری و یک دریابه ( حس کن ) است. تپانچه باریکه‌ای از تاشبهای الکترومغناطیسی را گسیل می کند. باریکه تا شبه الکترو مغناطیسی ناشی از تپانچه لیزری در واقع ، نور فرو سرخ است. بسیاری از سوالات فکری که در زمینه این وسیله ممکن است به ذهن ختور کند عبارتند از:


  • آیا این باریکه از قوانین بازتاب نور پیروی می کند؟

  • بیشتر فاصلهای که در آن می توان باریکه را آشکار کرده چقدر است؟

مباحث مرتبط لا عنوان:




تعداد بازدید ها: 16627


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..