منو
 کاربر Online
824 کاربر online

نیروی وزن

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک
(cached)



این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد فیزیك رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب فیزیك مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


نیروهایی كه با آن سر و كار داریم


برای بدست آوردن وضعیت حركت یك جسم اولین گام شناختن نیروهایی است كه به آن جسم وارد می‌شود. اگر در همان گام اول دچار اشتباه شویم، مثل این است كه مسئله دیگری را حل كرده باشیم و از مسئله اول دور می‌افتیم. در این بخش با نیروهای مهمی كه در مسائل دینامیك معمولاً وارد می‌شوند آشنا می‌شویم و در مورد هر كدام سعی می‌كنیم ماهیت، اندازه و منشأ آنها را شرح دهیم.


نیروی وزن


واضح است كه نیروی وزن جزء نیروهای گرانشی از دسته‌بندی اصلی نیروها قرار می‌گیرد كه در فصل مربوط به آن توضیح داده شد.
وزن هر جسم در روی زمین نیروی گرانشی است كه زمین بر آن جسم وارد می‌كند. جهت این نیرو در جهت نیروی گرانشی یعنی به طرف مركز زمین است. برای بدست آوردن مقدار نیروی وزن یك جسم، باید رابطه مربوط به نیروی گرانشی بین دو جسم را بدانیم، كه در اینجا یك جسم، زمین با جرم و دیگری جسمی با جرم مفروض است.
بر طبق قانون گرانش عمومی نیوتن، دو جسم به جرمهای كه در فاصله از یكدیگر قرار گرفته‌اند به هم نیروی جاذبه گرانشی با رابطه زیر وارد می‌كنند
كهثابت گرانش جهانی است. اگر زمین را یك كره متقارن به شعاع در نظر بگیریم، نیروی گرانشی كه زمین به جسمی به جرم كه روی سطح آن قرار دارد وارد می‌كند برابر است با:
كه این نیرو همان نیروی وزن جسم است كه آن را با می‌شناسیم، از مقایسه این دو عبارت با هم در می‌یابیم كه
حال فرض كنید همین جسم به اندازه ارتفاع از سطح زمین بالاتر رفته باشد، در این صورت نیروی وزن خواهد بود:
img/daneshnameh_up/0/02/mph0090a.gif
از رابطه فوق ملاحظه می‌شود كه مقدار به ارتفاع جسم از سطح زمین بستگی دارد و هر چه جسم از سطح زمین بالاتر برود مقدار شتاب جاذبه گرانش و نیروی وزن كمتر خواهد شد بطوریكه در فواصل بسیار دور از سطح زمین عملاً حالت بی‌وزنی وجود دارد، امّا نزدیك به سطح زمین چطور؟ همانطور كه در رابطه بالا دیده می‌شود در مخرج كسر عبارت قرار دارد كه مقدار شعاع زمین عدد بسیار بزرگی است، از این رو در ارتفاعهای كم از سطح زمین مقدار در برابر قابل چشمپوشی است و به همین دلیل شتاب گرانش زمین را در این گونه مسائل مقدار ثابت در نظر می‌گیریم.
حالا برای جسمی كه داخل زمین است اوضاع چگونه است؟ یعنی این جسم چه وزنی را احساس می‌كند؟ اگر جسمی داخل زمین و به شعاع از مركز زمین باشد، نیروی گرانشی كه به آن وارد می‌شود حاصل از كره‌ای به شعاع از زمین است كه گویی در مركز زمین قرار گرفته است: اگر جرم زمین باشد و چگالی زمین را یكنواخت در نظر بگیریم،‌ جرم این كره جدید خواهد بود: ، پس نیرویی كه به جسم وارد می‌كند می‌شود
img/daneshnameh_up/8/84/mph0090b.gif
یعنی هر چه جسم به مركز زمین نزدیكتر می‌شود، نیروی وزن كمتری احساس می‌كند بطوریكه در مركز زمین حالت بی‌وزنی دارد.


پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/physics/content/pdf/0082.pdf





تعداد بازدید ها: 46251


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..