تبلیغات
بزرگترین گروه ریاضی

LOGO

 

ماشین سرعت

ماشین سرعت

چگونه کسانی که اسکی روی یخ می کنند، شیرجه می زنند.

 ژیمناست ها، ناگهان چرخش خود را سریع تر می کنند؟ احتمالاً دیده اید کسی که روی یخ اسکیت می کند و روی یک اسکیت می چرخد، ناگهان با سرعت بیشتری شروع به چرخیدن می کند. یک شیرجه زن یا ژیمناست هم می تواند ناگهان خود را پرتاب کند و سریع تر بچرخد. این چرخش سریع از تغییر در نحوه قرار گرفتن جرم حاصل می شود. شما هم می توانید وقتی روی صندلی چرخان نشسته اید ناگهان خود را سریع تر بچرخانید.

 

وسایل مورد نیاز

یک صندلی چرخان ( می توانید آن را از دفتر تدارکات علمی، انبار تدارکات اداره یا یک کلاس درس تهیه کنید. )

دو جرم سنگین ( دو قطعه آجر یا حتی دو قطعه فلز استیل )می توانید از سنگین ترین وزنه هایی که در دست دارید، استفاده کنید.

یک همکار

کمک بزرگترها

 

انجام دهید و دقت کنید.

روی صندلی بنشینید در حالی که هر یک از جرم ها را با بازویی کشیده، نگه داشته اید. از همکلاسی خود بخواهید شما را به آهستگی بچرخاند. به سرعت جرم ها را به سمت بدنتان بکشید و توجه کنید که چرخش سریع تر می شود.

مراقب باشید! چرخیدن بسیار زیاد باعث می شود صندلی واژگون شود! هم چنین ممکن است سرگیجه بگیرید.

 

چه اتفاقی می افتد؟

نیوتن

نیوتن کشف کرد که یک شیء که روی یک خط مستقیم حرکت می کند و یا با سرعت ثابت درحال حرکت است، تمایل دارد به حرکتش ادامه دهد، حرکت در خطی مستقیم و سرعتی ثابت؛ مگر این که نیرویی به آن اعمال شود. امروز ما این مشاهده را قانون حفظ سرعت می نامیم. نیروی وارد بر یک شیء حاصل ضرب جرم در شتاب است.

 

یک قانون معادل نیز برای اجسام در حال چرخیدن هم وجود دارد. یک شیء در حال چرخش تمایل دارد به چرخش خود ادامه دهد؛ چرخشی با سرعت زاویه ای ثابت؛ مگر این که نیروی دیگری از خارج بر آن وارد شود. توضیح سرعت زاویه ای کمی پیچیده تر از سرعت خطی است. سرعت زاویه ای نسبت تکانه زاویه ای به اینرسی می باشد.

واحد سرعت زاویه ای، radians بر ثانیه، و نه متر بر ثانیه.

ماشین سرعت

ممان اینرسی هم به جرم و هم به موقعیت شیء بستگی دارد. هر چه جرم از محور چرخش دورتر باشد ممان اینرسی بزرگ تر است؛ یعنی وقتی بازوهایتان را کشیده نگه می دارید، بزرگ تر است.

وقتی بازویتان را در کنار بدنتان نگه می دارید. ممان اینرسی شما کوچک تر است.

اگر حرکت یک سیستم چرخشی تحت تأثیر نیروی خارجی قرار نگیرد، تکانه زاویه ای ثابت باقی می ماند.

کسی که روی صندلی چرخان نشسته است، شبیه سیستمی است که در آن تکانه زاویه ای ثابت است چون اصطکاک پایه صندلی هم همان نیروی خارجی است که این نیرو تقریباً در چنین صندلی هایی کم است. تکانه زاویه ای که حاصل ضرب سرعت زاویه ای و ممان اینرسی است باید ثابت بماند. این بدان معناست که اگر یکی از این عوامل افزایش بیابد، دیگری باید کاهش پیدا کند و برعکس. اگر شما از ابتدا در حال چرخیدن با دست های باز بودید، وقتی دست هایتان را جمع کنید ممان اینرسی شما کم می شود. یعنی سرعت زاویه ای شما بیشتر می شود و سریع تر می چرخید.

 

ثابت بودن تکانه زاویه ای علت این است که چرا کسی که روی یخ اسکیت می کند وقتی ناگهان بازوهایش را به سمت بدنش جمع می کند، سریع تر می چرخد، یا چرا یک شیرجه زن یا ژیمناست که ممان اینرسی خود را با اجرای موقعیت " جمع شدن " کم می کند، شروع به چرخش با سرعت بیشتری می کند.


مترجم: فاطمه وفایی




برچسب ها : ماشین سرعت , احتمالاً , سرعت , چرخش سریع تر , نیوتن , قانون , radians ,
دنبالک ها : گروه ریاضی ,

آرشیو ماهانه

نظر سنجی

کدام یک از موضوعات مطالب بیشتر برای شما مفید است ؟


آمار بازید

کل بازدید ها :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل مطالب :
آخرین بروز رسانی :

درباره ما


معلم ریاضی کسی است که بتواند فکر خود را به فراگیران منتقل کند

ایجاد کننده وبلاگ : مولوی

| لوگوی دوستان |

math خونه

باشگاه معلمان جوان ایران

| تبلیغات | ........ ........ ........

 
http://up.rstp.ir/images/70584493750950679405.gif