فیزیک:
فیزیک علمی است که به بررسی روابط مادی بین پدیده های اطراف می پردازد . علم فیزیک ، علمی
مشابه ریاضیات است و در این علم به بررسی مباحثی چون انرژی و نیرو ها ، الکتریسیته ، حرکت ، نور ،
امواج و گرما و ... پرداخته می شود .
کمیت:
در فیزیک به هر چیزی که کم و زیاد شود و بتوان مقدار آن را اندازه گرفت کمیت می گوییم . کمیت ها را به
دو طریق طبقه بندی کرده اند. در ابتدا با روش اول طبقه بندی کمیت ها آشنا می شویم .
کمیت های اصلی :
این کمیت های ، کمیت هایی هستند که از بقیه ی کمیت ها مستقل اند و واحد آنها نیز از واحد های
کمیت های دیگر متمایز است . مانند : جرم ، زمان، طول ، شدت جریان الکتریکی و ... .
کمیت های فرعی:
این کمیت ها دارای واحدهایی هستند که این واحد ها از واحد های کمیت های اصلی گرفته شده اند
مانند : حجم ، سرعت ، شتاب و ... .
روش دوم طبقه بندی کمیت ها به شرح زیر است .
کمیت های نرده ای یا عددی ( اسکالر):
این کمیت ها فقط دارای یک عدد هستند که بزرگی آن ها را نشان می دهد و این کمیت ها فاقد جهت
می باشند . مانند : جرم ، حجم ، زمان و ... .
کمیت های برداری:
در این کمیت ها علاوه بر عددی که نشان دهندهی بزرگی است، جهت نیز وجود دارد . جهت این کمیت ها
را به وسیله ی یک فلش جهت دار ( بردار ) نشان می دهند . مانند : نیرو ، سرعت، شتاب، وزن و ... .
یکا :
واحد اندازه گیری کمیت ها را یکا می گویند . در زیر با یکای بعضی کمیت ها آشنا می شوید .
کمیت
|
یکا
|
زمان(T)
|
ثانیه( S)
|
جرم(m)
|
کیلوگرم/گرم(Kg/g)
|
سرعت(v)
|
متر بر ثانیه یا کیلومتر بر ساعت
|
طول(L)
|
متر(m)
|
شدت جریان الکتریکی(A)
|
آمپر(I)
|
حجم(v)
|
سیسی یا لیتر یا متر مکعب
|
مقاومت الکتریکی(Ω)
|
اهم(Ω)
|
انرژیها 2 نوع دارند . بعضی از اجسام مانند فنر کشیده شده یا جمع شده یا خط کش خمیده شده
مقداری انرژی در خود ذخیره کرده اند که با رها کردن آنها این انرژی آزاد می شود . به این انرژی ذخیره
شده در اجسام انرژی پتانسیل می گویند . انرژی پتانسیل را با حرف Uیا Ep نمایش می دهیم .
نوع بعدی انرژی ، انرژیی است که در اجسام متحرک وجود دارد . به این نوع از انرژی انرژی جنبشی
می گوییم .
انرژی دارای صورتهای مختلف می باشد . صورتهای مختلف انرژی عبارتند از : انرژی مکانیکی، انرژی
صوتی ، انرژی گرمایی ، انرژی تابشی ، انرژی شیمیایی ، انرژی الکتریکی .
که در بین این انرژی ها ، انرژی های گرمایی ، الکتریکی ، صوتی ، مکانیکی و تابشی از دسته ی انرژی
جنبشی هستند و انرژی های مکانیکی ، الکتریکی و شیمیایی از دسته ی پتانسیل می باشند .
نکته!:
در بالا دو انرژی پتانسیل و مکانیکی را در هر دو دسته ی جنبشی و پتانسیل قرار دادیم . تعجب نکنید .
شاید بعضی از شما بگویید که یک صورت از انرژی نمی تواند هم از نوع پتانسیل و هم از نوع جنبشی
باشد . اما این ممکن است .
به عنوان مثال اگر یک باطری را در نظر بگیریم می توانیم بگوییم که انرژی الکتریکی در این حالت در
باطری ذخیره شده است ولی اگر دو سر یک سیم به باطری متصل کنیم و به یک لامپ برسانیم
لامپ روشن می شود که در این حالت انرژی الکتریکی از نوع جنبشی است .
فرمول انرژی جنبشی به طور زیر است :
k= 1/2 m . v2
انرژی جنبشی= نصف حاصل ضرب جرم جسم در مجذور سرعت آن
انواع انرژی پتانسیل :
انرژی پتانسیل گرانشی:
به انرژیی که اجسام دارای ارتفاع نسبت به زمین دارند انرژی پتانسیل گرانشی می گویند . مقدار این
انرژی به 3 عامل ارتفاع ، جرم و شتاب گرانش بستگی دارد که در زیر به بررسی آنها می پردازیم .
ارتفاع(h):
اگر دو گلوله را هر کدام به اندازه ی 1مترو 2 متر نسبت به یک سطح شنی بالا ببریم ، گلوله ای که ارتفاع
بیش تری دارد بیش تر در زمین فرو میرود . پس هرچه ارتفاع یک جسم نسبت به سطح زمین بیشتر
باشد ، انرژی پتانسیل گرانشی آن نیز بیش تر است .
جرم جسم(m):
اگر دو گلوله را یکی به جرم 1 کیلوگرمو دیگری را به جرم 2 کیلوگرم با یک ارتفاع یکسان از سطح زمین
رها کنیم ، گلوله ای که دارای جرم بیش تری است بیش تر در زمین فرو می رود . پس هرچه جرم جسم
بیش تر باشد ، انرژی پتانسیل گرانشی آن بیشتر خواهد بود .
شتاب گرانش(g):
اگر دو گلوله را با هم در کره ی زمین رها کنیم سریعتر می ایستد اما اگر آن ها را در کره ی ماه رها کنیم
خیلی دیرتر می ایستد و این بیانگر این است که هرچه شتاب گرانش بیش تر باشد ، انرژی پتانسیل
گرانشی نیز در آن بیش تر است .
فرمول بدست آوردن انرژی پتانسیل گرانشی به طور زیر است .
U=m . g . h
ارتفاع × شتاب گرانش ×جرم=انرژی پتانسیل گرانشی
در فرمول بالا انرژی پتانسیل گرانشی بر حسب ژول و جرم بر حسب کیلوگرم و ارتفاع بر حسب متر و
شتاب گرانش زمین بر حسب نیوتن بر کیلوگرم است .
انرژی پتانسیل کشسانی :
این انرژی در اجسام کشیده شده مانند کش ها یا مثلا خط کش کشیده شده و یا فنر کشیده شده ذخیره
شده است و با رها کردن آن ها آزاد می شود . این انرژی به دو عامل طول فنر و ضریب سختی فنر
بستگی دارد . هرچه ضریب سختی یک فنر بیشتر باشد انرژی پتانسیل کشسانی آن بیش تر و هر چه
طول فنر بیش تر باشد نیز انرژی پتانسیل آن بیش تر خواهد شد . فرمول انرژی پتانسیل کشسانی به
شرح زیر است .
U= 1 /2 x . l 2
انرژی پتانسیل کشسانی = نصف حاصل ضرب ضریب سختی فنر در مجذور طول آن
منبع : جزیره ششم