وبلاگ من در مورد سیستم انتقال قدرت :

Http://www.Gearbox.blogfa.com

يك سوال آزمايشگاهي 
---------------------------------------- 
با در اختيار داشتن يك فنر پيچشي و جسمي با گشتاور ماند مشخص چگونه مي توان گشتاور ماند يك جسم با شكل نامشخص را تعيين كرد؟ 
---------------------------------------- 
این قسمت در تاریخ ۲۲/۸/۸۶ بروز شده است ...

اول از اینکه مدتها بود که این وبلاگ بروز نمی شد عذر خواهی می کنم تصمیم گرفتم بجای اینکه مطلب جدید بفرستم با به روز کردن یکی از مطالب قبلی وبلاگ رو دوباره راه اندازی کنم. و اما جواب ... 
برای یک فنر ایده آل داریم : F = -kx و از طرفی F = ma . همین دو عبارت کافیست تا متوجه شویم x تابعی سینوسی بر حسب زمان است و دوره آن از رابطه زیر بدست می آید : 
T = 2*pi*(m/k)^(1/2) 
مشابه همین را در فنر پيچشي داریم با این تفاوت که بجای F از T (منظور دوره نیست، گشتاور است) و بجای m از I (لختی چرخشی) و بجای x از A (زاویه) استفاده شده و شتاب هم با شتاب زاویه ای جایگزین می شود . به راحتی می توان اثبات کرد که : 
T = Ia & T = kA 
یعنی همون گفته های بالا البته تمام اینها به راحتی قابل اثبات است . a در این رابطه شتاب زاویه ای است (کمبود امکانات همینه دیگه) باز معادله دیفرانسیلی (زاویه و مشتق دوم زاویه نسبت به زمان) داریم که از حل آن به این نتیجه می رسیم که زاویه بطور تابع سینوسی شکلی از زمان است . و برای آن داریم : 
T = 2*pi*(I/k)^(1/2) 
که البته اینجا T دوره است . تنها چیزی که باقی می ماند یافتن فنری است که دست کم در محدوده کوچکی از زوایا به یک فنر ایده آل نزدیک باشد و تعیین K برای آن. اگر از جسمی با لختی چرخشی معین استفاده  کنیم با استفاده از معادله بالا خواهیم داشت : 
T1/T2 = (I1/I2)^(1/2) 
یعنی می توان با این معادله و یک فنر نسبتا ایده آل بدون مشخص بودن K برای آن نسبت لختی چرخشی دو جسم را با دو آزمایش مجزا روی این فنر مشخص کرد. با مشخص بودن لختی چرخشی یکی از این دو (مثلا لختی چرخشی جسمی که دارای شکل هندسی خاصی بوده و جرم آن نیز اندازه گیری شده باشد با استفاده از روابط بدست می آید) می توان اندازه لختی چرخشی هر جسمی را مشخص کرد .

برای این که بیکار نباشیم : از کجا بفهمیم که یک فنر پيچشي ایده آل است یا نه ؟ ( این مورد رو لطفا طوری توضیح بدید که از نظر عملی هم قانع کننده و کامل باشه )

لطفا نظر یادتون نره ...

-------------------- پيش نياز -------------------- 
قانون گائوس بطور خلاصه : بار خالص ذخيره شده درون يك سطح بسته با شار خالص گذرنده از آن سطح متناسب بوده و از رابطه زير بدست مي آيد :  q = #*Q = #=$E.dA ($ مناد انتگرال است) كه در آن Q=$E.dA (في) شار الكتريكي گذرنده از سطح A بوده و # (اپسيلون) ضريب گذردهي خلا است(نه اپسيلون، نه في و نه شار هيچ كدام اينگونه نمايش داده نمي شوند و اين نمايش تنها بدليل محدوديت هاي رايانه اي است) . 
براي بدست آوردن اختلاف پتانسيل از روي ميدان الكتريكي مي توان از رابطه v=?E.ds استفاده كرد. 
------------------ پاسخ سوال ------------------- 
براي پاسخ به اين سوال ابتدا بايد ببينيم كه به عنوان مثال در خازن تخت چگونه مي توان ظرفيت خازن را بدست آورد. آنچه كه به عنوان تعريف ظرفيت خازن است شامل رابطه q=c*v مي باشد كه در آن q بار خازن ، c ظرفيت خازن و v اختلاف پتانسيل اعمال شده بين دو سر خازن است. پس مي توان از رابطه c = q/v به عنوان يك اصل براي بدست آوردن ظرفيت هر خازن از جمله خازن تخت استفاده كرد. 
براي اين كار پيشنهاد مي كنم q را به عنوان يك مقدار ثابت در نظر گرفته و با استفاده از قانون گائوس و با توجه به مقدار ثابت q اختلاف پتانسيل بين دو صفحه را محاسبه كنيد با طي اين مراحل q در صورت و مخرج با هم ساده مي شوند و تنها متغيرهايي باقي مي مانند كه به ساختمان خازن بستگي دارند. اگر چند نمونه را با اين روش حل كنيد متوجه خواهيد شد كه با افزايش ميدان الكتريكي بين دو سطح خازن در q ثابت v بزرگتري بدست خواهد آمد و ظرفيت كمتر خواهد بود. پس كاري كه يك دي الكتريك انجام مي دهد افزايش ميدان نيست بلكه كاهش آن است (در q ثابت). با توجه به اين مطلب اگر يك تيغه دي الكتريك درون خازن قرار گيرد با تغيير پراكندگي بار، مقدار ميدان الكتريكي در درون تيغه كاهش مي يابد كه عاملي براي افزايش ظرفيت است. اگر تيغه باريك و باريك تر شود اين عامل ضعيف تر خواهد بود. اما براي ميدان بين يك روي تيغه و صفحه خازن چه پيش خواهد آمد؟ در نگاه اول به نظر مي رسد كه اين ميدان افزايش خواهد يافت كه با اين نگاه عاملي نامساعد بوده و ظرفيت خازن را كاهش مي دهد. اما در حقيقت براي هر نوع دي الكتريك با هر ظرفيتي اين مقدار تغيير نخواهد كرد (توجه داريم كه تمام مطالب ذكر شده با در نظر گرفتن q ثابت بوده است). پس ظرفيت افزايش مي يابد.

فرض كنيد كه خازن تختي با صفحه هايي به مساحت A و فاصله d داراي ظرفيت C باشد. ميان دو صفحه را با دي الكتريكي به ضخامت كمتر از d/2 پر مي كنيم. به نظر شما ظرفيت خازن جديد در مقايسه با C بيشتر است يا كمتر؟

يك سوال ديگر 
من يك ذره باردار در اختيار دارم كه آن را درون يك پوسته كروي فلزي (رسانا) قرار داده ام (ذره بصورت معلق قرار دارد). فرض كنيم كه برخورد پوسته و ذره كشسان باشد. 
چگونه مي توانيد مكان ذره را تشخيص دهيد؟

سرعت فرار چيست؟ 
---------------------------------------- 
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي 
---------------------------------------- 
اگر از سطح كره زمين جسمي را به طرف آسمان با سرعتي (سرعت اوليه) كمتر از سرعت فرار پرتاب كنيد (در نبود مقاومت هوا)، اين جسم به سطح بر مي گردد. با اين مقدمه مي توانيم سرعت فرار را اينگونه تعريف نمائيم: 
سرعت فرار = كمينه سرعت لازم براي عدم بازگشت جسم به سطح زمين 
چون جسم به سطح زمين بازنمي گردد پس تا بينهايت به حركت خود ادامه مي دهد و چون كمينه مقدار لازم است پس جسم در بينهايت متوقف مي شود. با استفاده از روابط انرژي پتانسيل گرانشي و انرژي جنبشي جسم مي توان فرمولي براي سرعت فرار بيان كرد. 
اگر انرژي پتانسيل گرانشي يك دستگاه شامل دو جسم در فاصله بي نهايت را برابر صفر در نظر بگيريم به راحتي مي توان اثبات كرد كه:

U = -(G.m1.m2)/r

كه در آن G ثابت گرانش و m1 و m2 جرم دو جسم و r فاصله آنهاست. 
با توجه به مطالب گفته شده در بالا مي توان گفت كه:

U + K = 0 => (m1.v²)/2 = (G.m1.m2)/r 
=> v = ((2.G.m2)/r)^(1/2)

رابطه اخير، فرمول سرعت فرار براي جسم (1) است و چنان كه ديده مي شود اين سرعت به جرم جسم اول (m1) بستگي ندارد. همچنين متوجه مي شويم كه اگر فاصله دو جسم به صفر ميل كند سرعت فرار به بينهايت ميل خواهد كرد. 
روابط نوشته شده كاملا نظري بوده و در عمل موارد بسيار ديگري نيز از قبيل نيروهاي غير پايستار مختلف بايد در نظر گرفته شوند. 
---------------------------------------- 
لطفا نظرات خود را در قسمت "نظر بدهيد" بيان نمائيد.

شانه يك اسكيت باز در حالي كه دست هايش باز است و بر روي سطحي يخي به دور خود مي چرخد، داراي سرعت v1 است (شخص فقط در حال چرخش به دور خود است و حركت انتقالي ندارد). شخص دست ها را از حالت افقي به عمودي تغيير مي دهد و سرعت شانه او به v2 ميرسد. با فرض اينكه هيچ نيرويي از سوي سطح يخي وارد نشود و مقاومت هوا نيز وجود نداشته باشد، v1 را با v2 مقايسه كنيد. 
---------------------------------------- 
نظرات و راه حلهاي خود را با ذكر نامتان در قسمت "نظر بدهيد" بيان نماييد.

مسابقه شماره 3 
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي 
---------------------------------------- 
مي خواهيم در يك آزمايشگاه چراغي را كه از سقف آويزان است، بوسيله يك تفنگ هدف قرار دهيم. اگر بدانيم كه به محض شليك گلوله، چراغ رها خواهد شد، براي برخورد گلوله با چراغ بالاي آن را هدف بگيريم يا پايين آن را (براي دو حالت وجود و نبود مقاومت هوا بحث كنيد)؟ 
---------------------------------------- 
نظرات و راه حلهاي خود را با ذكر نامتان در قسمت "نظر بدهيد" بيان نماييد.

ميكا چيست؟ 
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي 
منبع : دايره المعارف پارسيكا 80 
---------------------------------------- 
ميكا گروهي از كاني ها مي باشد كه مهمترين آنها موسكوويت H₂KAl₃(SiO₄)₃ و فلوگوپيت 
H₂KMg₃Al(SiO₄)₃ هستند. ميكا يك عايق عالي است و به عنوان دي الكتريك در خازن ها مورد استفاده قرار مي گيرد. اين ماده شفاف نيز هست و از اين رو براي دريچه هاي بازرسي كوره ها نيز بكار مي رود. 
---------------------------------------- 
لطفا نظرات خود را در قسمت "نظر بدهيد" بيان نمائيد.

یک سوال 
---------------------------------------- 
جواب این سوال کاملا مشخص است و هدف از مطرح نمودن این سوال ساده صرفا ورود اعضای این وبلاگ به فیزیک نوین می باشد. 
و اما سوال: 
دو چراغ قوه در یک امتداد و در دو جهت مخالف روشن می شوند. سرعت نسبی پرتوهای این دو نور چقدر می باشد؟ 
---------------------------------------- 
جواب را با ذکر نام خود در قسمت "نظر بدهید" بیان نمائید.

دليل وجود دم در بالگرد چيست؟ 
---------------------------------------- 
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي 
---------------------------------------- 
خيلي ساده است. براي پرواز و ايجاد نيروي برا در بالگرد لازم است تا بالها به حركت در آيند. به اين منظور بايد نيرويي بر بالها وارد گردد. طبق قانون سوم نيوتون نيرويي برابر بر بدنه بالگرد وارد مي گردد كه سبب چرخيدن بالگرد مي شود. به اين اثر نيرو گشتاور مي گويند. (اين موضوع با پايستگي تكانه زاويه اي نيز قابل توجيه است). براي جلوگيري از چرخش ناخواسته بالگرد از دم استفاده مي شود. در حقيقت دم گشتاوري وارد مي كند كه گشتاور وارد از طرف بال را خنثي مي نمايد. از دم براي چرخش بالگرد حول محور عمود بر زمين (كه نوعي كنترل حركت محسوب مي شود) نيز استفاده مي شود.  
با توجه به مطالب بالا بهتر است دم در فاصله دورتري از مركز جرم بالگرد قرار گيرد. 
---------------------------------------- 
لطفا نظرات خود را در قسمت "نظر بدهيد" بيان نمائيد.

استفاده از اجاق ميكروموج به عنوان يك يخچال! 
---------------------------------------- 
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي 
اين نوشته صرفا يك فرضيه است كه پس از انجام آزمايشي در مورد آن صحت يا عدم صحت آن را اعلام خواهم كرد. 
---------------------------------------- 
چنان كه در مقاله "آشپزي با اجاق ميكروموج" بيان شد با يك ميدان الكتريكي متغير مي توان مولكول آب را كه يك دو قطبي الكتريكي است، به جنبش واداشت و با اين جنبش پيوند ميان يكي از مولكول ها را در گروه سه تايي يا بيشتر مولكول ها شكست. اگر يك ميدان الكتريكي ثابت ايجاد كنيم مي توانيم مولكول هاي دو قطبي آب را مجبور نماييم كه در يك خط راست قرار گيرند و با اين كار از جنبش آنها مي كاهيم؛ كاهش جنبش به معناي كاهش دما است. پس با اجاق ميكروموج با ميدان ثابت مي توان سبب سرد شدن آب نيز شد. 
---------------------------------------- 
نظراتتان را درباره چگونگي انجام يك آزمايش منطقي درباره اين مطلب و خود مقاله بيان نماييد. 
متشكرم

و اما جواب: 
مشكل كجاست؟ همانطور كه متوجه شده ايد، مشكل اين است كه براي اينكه حاصل عبارت برابر صفر شده و مسير پيموده شود بايد حد آن را حساب كرد. يعني عمل طي كردن نصف مسير، بايد بينهايت بار تكرار شود. زنون بر اين عقيده بود كه تعداد عمل نامحدود در زمان محدود انجام نمي شود. 
اما در حقيقت اين دو موضوع يعني عمل و زمان نمي توانند با يكديگر مقايسه شوند. در مرتبه هاي خيلي بالا كه اين كار تكرار مي شود، زمان لازم براي انجام آن بسيار اندك مي گردد. پس بينهايت زمان داريم كه در مرتبه هاي بالا بينهايت به صفر نزديكند كه نيازي نيست حاصل اين عبارت بينهايت بزرگ گردد

آشنايي با چند پارادكس 
---------------------------------------- 
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي 
با استفاده از سايت تبيان و سايت ملاصدرا 
---------------------------------------- 
در اين مقاله مي خواهم درباره پارادكس اديسون و پارادكس زنون صحبت كنم. پارادكس به معناي تناقض مي باشد. پارادكس اديسون يكي از ساده ترين و آشناترين پارادكس ها مي باشد. اين پارادكس بصورت مسئله زير تعريف مي شود:  
اگر لامپي را به مدت نيم دقيقه روشن نگاه داريم، سپس براي نصف زمان باقيمانده يعني يك هشتم دقيقه آن را خاموش نماييم، و مجددا به مدت يك شانزدهم دقيقه يعني نصف زمان باقيمانده آن را روشن نماييم و اين كار را تا يك دقيقه ادامه دهيم لامپ پس از يك دقيقه روشن خواهد بود يا خاموش؟ 
همانطور كه به سادگي متوجه مي شويم، اين مسئله جوابي ندارد چون لامپ هرگز مدت زمان يك دقيقه را طي نخواهد كرد و در هر مرحله به آن نزديك مي شود. يعني اين فرايند هرگز نمي تواند به مدت يك دقيقه ادامه يابد. اين فرايند از نظر رياضي بصورت زير است: 

(1/2)^1+(1/2)^2+(1/2)^3+...+(1/2)^n = 2*(1-(1/2)^(n-1)) & n>0

كه در آن ^ علامت توان و * علامت ضرب است. عبارت نهايي همان مدت سپري شده در مرحله n-ام است كه با يك حساب ساده متوجه مي شويم كه اين عبارت هرگز برابر يك نخواهد شد.

پارادكس زنون، شبيه پارادكس اديسون است. اين پارادكس بصورت زير تعريف مي شود: 
اگر جسمي بخواهد از مكاني به مكان ديگر برود ابتدا بايد نصف مسير را طي كند و سپس نصف نصفه باقيمانده و پس از آن نصف مقدار باقيمانده (نصف نصف نصف) را. طبق استدلال بالا اين عبارت بينهايت به واحد نزديك مي شود اما هرگز به آن نخواهد رسيد. زنون بر پايه ي اين موضوع معتقد بود كه يك جسم هرگز از نقطه اي به نقطه ديگر نمي رسد و از اين رو حركت تنها يك خيال است و حركت واقعي وجود ندارد.  
---------------------------------------- 
حالا حل اين پارادكس با شما. سوالات، نظرات و راه حل خود را با ذكر نامتان در قسمت "نظر بدهيد" بيان نماييد.

سيستم خنك سازي و گرمايش  
احتراق درون يك موتور آنقدر درجه حرارت بالايي توليد مي كند كه آهن فشرده شده را ذوب مي كند. يك سيستم خنك كننده اين گرما را به خارج از سيلندر موتور هدايت مي كند و آن را به هوا مي تاباند. در بيشتر اتوموبيل ها يك مايع سردكننده به دور موتور چرخش مي كند. يك پمپ، سردكننده را از موتور به رادياتور كه گرما را از سردكننده به هوا انتقال مي دهد، مي فرستد. در خودروهاي اليه سردكننده آب بود. در بيشتر اتوموبيل هاي امروزي سرد كننده يك محلول شيميايي به نام ضد(antifreeze) يخ است كه نسبت به آب نقطه جوش بالاتر و نقطه انجماد پايين تري دارد كه آن را در درجه حرارت هاي بالا مفيد مي سازد. بعضي موتورها بوسيله هوا خنك مي شوند، يعني آنها بطوري طراحي شده اند كه يك جريان از هوا مي تواند به پره هاي فلزي برسد كه گرما را به خارج از سيلندر هدايت مي كند.  
بعدها در تمام اتوموبيل هاي مدرن، رادياتورهاي كوچك تري به كار گرفته شدند. اين واحدها گرماي موتور را براي گرم كردن داخل بدنه و ذوب كردن يخ شيشه جلو استفاده مي كردند.

برای کسب اطلاعاتی درباره امواج می توانید به تالار گفتمان سایت هوپا در پیوندها مراجعه فرمایید.

سيستم اگزوز (Exhaust system)  
سيستم اگزوز گازها را از محفظه احتراق موتور به جو حمل مي نمايد و صداي موتور را كم كرده يا از بين مي برد. گازهاي خروجي در يك لوله ، موتور را ترك مي كنند؛ البته قبل از خروج از لوله اگزوز از ميان يك مبدل تحريك كننده (catalytic converter) و يك صدا خفه كن حركت مي كنند؛ واكنش هاي شيميايي درون مبدل تحريك كننده، همه هيدروكربن هاي پرخطر و مونواكسيد كربن توليدشده بوسيله موتور را به بخار آب و دي اكسيدكربن تغيير مي دهد. صدا خفه كن هاي مرسوم يك لوله فلزي هم فشرده با ماده كم توان كن صدا (sound-deadening) هستند. 
مرسوم ترين اگزوزها، گرد يا بيضي شكل با لوله مجراي دخول و خروج در هر يك از دو انتها هستند. توليد كننده هاي اتومبيل در حال آزمايش صدا خفه كن الكتريكي اي هستند كه براي آگاهي از موج هاي صوتي صداي اگزوز از سنسورهايي استفاده مي كنند. اطلاعات مربوط به موج صوتي به يك رايانه كه بلندگوهايي در نزديكي لوله اگزوز را كنترل مي كند فرستاده مي شود. سيستم امواج صوتي 180 درجه ناهمفاز توليد مي كند. امواج صوتي از صدا خفه كن الكتريكي با امواج صوتي اگزوز برخورد كرده و يكديگر را خنثي مي نمايند و فقط مقدار كمي گرما براي خروج از لوله اگزوز باقي مي ماند.

سيستم اگزوز  
سيستم اگزوز وظيفه دارد گازهاي خروجي موتور را ضمن بي صدا كردن آن به عقب وسيله نقليه انتقال دهد. در بعضي دستگاههاي اگزوز تجهيزات مخصوصي بكار مي رود كه دود اگزوز را تصفيه و بي خطر مي كند. سيستم اگزوز در يك موتور اتوموبيل شامل : مانيفولد دود، لوله اگزوز، خفه كن و لوله دود پخش كن انتهايي است. 
مانيفولد دود وظيفه دارد دود را از سوپاپهاي خروجي گرفته و به لوله اگزوز انتقال دهد. وظيفه ديگر مانيفولد دود گرم كردن مانيفولد گاز در موقع سرد بودن موتور مي باشد كه به اين وسيله سوخت بصورت بخار در آمده و از مايع شدن آن جلوگيري مي شود. مانيفولد دود به اشكال مختلفي ساخته مي شود؛ در يك موتور رديفي مانيفولد در كناره موتور قرار مي گيرد و در يك موتور V شكل به هر يك از بلوكه هاي سيلندر يك مانيفولد دود نصب مي شود. 
براي كاستن از سرعت گازهاي خروجي موتور و بي صدا نمودن آن از گازهاي خفه كن صدا استفاده مي شود. صداخفه كن طوري طرح مي شود كه گازهاي خروجي موتور در آن به آهستگي انبساط يافته و نيز به اندازه كافي از انرژي حرارتي آن كاسته شود. بعلاوه خفه كن صدا بايد به نحوي طراحي گردد كه فشار منفي در آن به حداقل برسد. فشار منفي ايجاد شده از خروج دودهاي اگزوز جلوگيري كرده و تخليه كامل دود موتور را با اشكال روبرو مي كند؛ كه نتيجه آن افت قدرت مفيد موتور مي باشد. صدا خفه كن ها گاهي بصورت مستقيم ساخته مي شوند كه در آن مسير عبور دود به حالت مستقيم از جلوي خودرو به عقب مي باشد. لوله وسط خودرو، لوله اي سوراخ دار و مشبك است و در وسط استوانه اي به قطر سه برابر قطر خود قرار مي گيرد. در بعضي از مدل ها ، بين دو لوله مياني و خارجي خالي بوده و در برخي ديگر ، پشم فلزات ، مواد ضدگرماي صدا خفه كن و يا مواد نسوز متخلخل قرار مي دهند. در بعضي صداخفه كن ها مسير دود را بصورت برگشتي انحراف مي دهند. گاهي براي بي صدا كردن دودها از دو صداخفه كن استفاده مي كنند. اين طرح در موتورهاي پرقدرت ضروري مي باشد. طراحي صداخفه كن از نظر شكل و محفظه در حذف فشار منفي و صداهاي ناهنجار تاثير مهمي دارد.

آشپزي با اجاق ميكرو موج 
---------- اطلاعات پيش نياز ---------- 
دو قطبي الكتريكي : تركيبي از دو بار هم اندازه و مخالف نقطه اي. آب يك دو قطبي الكتريكي است. 
گشتاور دو قطبي الكتريكي : برداري كه جهت آن از بار مثبت به بار منفي بوده و اندازه آن برابر حاصلضرب بار آنها در فاصله شان مي باشد. 
كمترين انرژي پتانسيل يك دو قطبي الكتريكي در ميدان الكتريكي زماني حاصل مي شود كه بردار گشتاور دو قطبي الكتريكي با بردار ميدان هم راستا و هم جهت باشد. و يك دو قطبي الكتريكي تمايل دارد كه به اين حال دست يابد. 
-------------------------------------------- 
در آب مايع كه مولكول ها تقريبا مي توانند آزادانه حركت كنند، ميدان الكتريكي ايجاد شده به وسيله هر مولكول دو قطبي بر دو قطبي هاي اطراف تاثير مي گذارد. در نتيجه چون انتهاي منفي (اكسيژن) يك دو قطبي و انتهاي مثبت دو قطبي ديگر (هيدروژن)، يكديگر را جذب مي كنند، مولكول ها در گروه هاي دوتايي يا سه تايي به هم پيوند مي يابند. هر گاه گروهي تشكيل شود انرژي پتانسيل الكتريكي به حركت گرمايي كاتوره اي گروه و مولكول هاي اطراف تبديل مي شود. هر گاه نوسان هاي بين مولكول ها گروهي را بشكند، تبديل بر عكس مي شود. دماي آب (كه به ميانگين حركت گرمايي وابسته است) تغيير نمي كند، چون به طور ميانگين انتقال خالص انرژي صفر است.  
در اجاق ميكروموج داستان فرق مي كند. هنگامي كه اجاق كار مي كند، ميكرو موج (در اجاق) يك ميدان الكتريكي ايجاد مي كند كه به سرعت، در جهت عقب و جلو نوسان مي نمايد. اگر در اجاق آب وجود داشته باشد، ميدان نوساني، گشتاور هاي نيروي نوساني بر مولكول هاي آب وارد مي كند كه بطور پيوسته براي به رديف در آوردن گشتاورهاي دو قطبي با جهت ميدان، آنها را به عقب و جلو مي چرخاند. مولكول هايي كه بصورت جفت به يكديگر متصل هستند، براي اينكه با ميدان به حالت رديف باقي بمانند، مي توانند نسبت به خط پيوند مشتركشان بچرخند. ولي مولكول هايي كه در گروه هاي سه تايي قرار دارند بايد حداقل يكي از دو پيوندشان شكسته شود. انرژي كه اين پيوند را مي شكند از ميدان الكتريكي، يعني از ميكروموج، حاصل مي شود. سپس مولكول هايي كه از گروه ها شكسته شده اند، مي توانند گروه هاي جديدي را تشكيل دهند. در هنگام تشكيل اين گروه هاي جديد انرژي از حالت الكتريكي به گرمايي تبديل مي شود و دماي آب افزوده مي شود. از آنجا كه آب گرم ميشود، غذاهايي كه محتوي آب هستند، در اجاق ميكروموج پخته مي شوند. اگر مولكول آب دو قطبي الكتريكي نبود، اين كار انجام نمي شد و اجاق ميكرو موج بيفايده بود.  
-------------------------------------------- 
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي 
برگرفته از : كتاب مباني فيزيك - جلد دوم : الكتريسيته و مغناطيس - ويرايش پنجم - انتشارات صفار

به نام ايزد پاك 
_________________________ 
نويسنده: احسان حاجي اسماعيلي 
سرعت حد و فرضيه من: 
تغييرات سرعت حد نسبت به ارتفاع ،براي يك جسم معين چگونه است؟ 
_________________________ 
براي درك اين مطلب ابتدا مفهوم سرعت حد را بررسي مي كنيم و سپس به بحث در مورد اين مطلب مي پردازيم. 
يك جسم در حال سقوط تحت تاثير دو نيرو قرار دارد يكي نيروي جاذبه زمين و ديگري نيروي مقاومت هوا كه هميشه كوچكتر مساوي نيروي جاذبه زمين است. مي دانيم كه نيروي جاذبه زمين در سرعت پايين تر از سرعت حد از نيروي مقاومت هوا بيشتر است از اين رو جسم به طرف مركز زمين شتابي خواهد گرفت. با اين شتاب، سرعت حركت جسم افزايش مي يابد. با افزايش سرعت نيروي مقاومت هوا افزايش مي يابد تا اندازه اي كه اين نيرو برابر نيروي جاذبه زمين مي شود در اين صورت جسم شتابي نخواهد داشت چون برايند نيروهاي وارد بر آن صفر خواهد بود. پس سرعت آن تغيير نخواهد كرد. يعني اگر نيروي مقاومت هوا را با f و نيروي گرانشي زمين را با W نشان دهيم در سرعت حد داريم:  a=0 => F= f+W= 0 => f= -mg 
اما بايد توجه داشت كه در عبارات بالا تمام مقادير بصورت بردار بيان شده است و اگر اين مقادير بصورت عددي بيان شوند به اين صورت در خواهند آمد:  W=f (چون دو بردار در خلاف جهت هم هستند پس در نوشتن آنها از علامات + يا - براي يك كدام و علامت مخالف آن براي ديگري استفاده مي كنيم) 
حال كه آشنايي مختصري با اين موضوع پيدا كرديم بهتر است اندكي هم بصورت فرمولي به اين موضوع نگاه كنيم (اين فرمول ها بصورت آزمايشگاهي بدست آمده اند) و اما فرمول ها: 
D = ½pcAv² 
كه در آن p چگالي هوا و A مساحت مقطع موثر جسم است و C ضريب كشش سطحي و در گستره 0.4 تا 1.0  مي باشد كه البته براي يك جسم مشخص واقعا ثابت نيست زيرا در سرعت v زياد ضريب كشش سطحي نيز تغيير خواهد كرد (فرمول ذكر شده براي سرعتهاي متعارف، يعني بين 1 تا 200 كيلومتر، بيان مي شود). 
جسمي به سرعت حد ميرسد از اين رو سرعت آن در يك جابجايي كوتاه در بالاي سطح كره زمين، تقريبا ثابت است. با نزديك شدن به سطح زمين نيروي جاذبه گرانشي زمين افزايش مي يابد. بنا بر قانون جاذبه نيوتون اين افزايش با توان دو كاهش فاصله از سطح زمين متناسب است. حال انتظار داريم كه جسم شتابي بگيرد. با پايين آمدن از بالاي جو كره زمين، چگالي هوا نيز كاهش مي يابد. اين كاهش با معكوس توان دوم كاهش فاصله از سطح زمين متناسب است (چون چگالي بوجود آمده براي هوا ناشي از همان نيروي جاذبه گرانشي زمين بر مولكول هاي هواست). دو مطلب اخير اثر يكديگر را خنثي مي كنند. از اين رو، جسم پس از رسيدن به سرعت حد، نبايد در طول مسير حركت شتابي بگيرد.

موتور پالس جت يكي از انواع موتورهاي هوادم (air-breathing) مي باشد. كه بعد از رم جت ساده ترين موتور جت هوادم است. اين موتور علاوه بر قطعات مدخل هوا، محفظه هوا و لوله اگزوز كه اجزاي اصلي رم جت مي باشند، داراي دريچه خودكاري به نام دريچه كركره اي يا دريچه تنفسي flapper shutter doors نيز هست. اين موتورها را موتورهاي جت ضرباني نيز مي نامند. در موتورهاي پالس جت هوايي كه از طريق مدخل و از لاي دريچه هاي كركره اي وارد محفظه احتراق مي شود، پس از انفجار، دريچه هاي مذكور را مي بندد و خود به خود بسوي لوله اگزوز رانده مي شود. خلائي كه پس از تخليه گازهاي سوخته شده در محفظه احتراق ايجاد مي شود و همچنين فشار هواي بيرون موتور، دوباره دريچه هاي مدخل را باز كرده و هواي تازه را به درون موتور راه مي دهد. تنها وجود همين دريچه كركره اي بازده اين نوع موتورها را نسبت به رم-جت به مقدار قابل توجهي افزايش مي دهد. اين دو نوع موتور در هيچ كدام از دسته بندي كلي موتورهاي هوادم قرار ندارند.

به نام ايزد پاك 
مكانيك پرواز 
طبق اصل برنولي براي گازها در سرعت كم، فشار زياد و در سرعت زياد، فشار كم است. 
اگر به يك بال هواپيما يا پره بالگرد از نماي كنار نگاه (مقطع بال = ايرفويل) كنيد نيمه بالاي آن را با قوس بيشتري نسبت به نيمه پايين خواهيد ديد. از اين رو جريان هوا از سطح بالاي آن سريعتر بوده و در نتيجه فشار در بالا كمتر و در پايين بيشتر است. زيادتر بودن فشار پايين نسبت به بالا نيرويي رو به بالا به بال وارد مي كند كه به آن نيروي برا مي گويند. از اين رو هر چه قوس نيمه بالا بيشتر باشد نيروي برا بيشتر مي شود اما در قبال آن نيروي پسا نيز افزايش خواهد يافت. براي اوج گرفتن هواپيما از وسيله اي به نام الويتر يا بالا بر استفاده مي كنند. الويترها سرعت هوا در پايين بال كاهش و در نتيجه فشار اين قسمت را افزايش ميدهد. با اين كار نيروي رو به بالا وارد بر بال افزايش خواهد يافت. همچنين بال ها را بصورت مايل نصب مي كنند تا مقدار فشار پايين نسبت به رويي بالا بيشتر شود كه البته اين امر سبب افزايش نيروي برا و پسا بصورت همزمان مي شود و همچنين اين امر با توجه به شكل مقطع بال تا يك زاويه معين قابل اجراست و از آن به بعد نيروي برا كاهش و نيروي پسا همچنان افزايش خواهد يافت به اين حالت، حالت استال مي گويند كه كنترل هواپيما در اين حالت تقريبا غير ممكن است.

نيروي پساي بال 
نيروي پسا نيرويي است با حركت رو به جلوي هواپيما مخالفت مي كند. اين نيرو در اثر مقاومت هوا و فشار زياد نوك و فشار كم و تلاطم جريان هوا در پشت بال است كه از رابطه R=½pcAv² بدست مي آيد ايجاد مي شود. كه در آن p چگالي هوا، c ضريب كششي و بين 0.4 و 1.0 و A مساحت مقطع مؤثر و v سرعت هوايي جسم يا سيال است. البته اين رابطه براي سرعت هاي پايين تر از يك متر بر ثانيه با توان يك، بين 1 تا 200 متر بر ثانيه با توان دوم سرعت متناسب است و  در سرعت هاي حدود سرعت صوت پيكر فرمول به كلي عوض مي شود. براي افزايش نيروي برا از اين اين نيرو نيز كمك گرفته مي شود. اينگونه كه با افزايش شيب بال براي نيروي پسا مؤلفه عمودي بوجود مي آورند كه البته با افزايش نيروي پسا همراه است. براي طراحي بال و امتحان ايرفويل هاي ناكا (ناساي امروزي) مي توانيد به سايت www.designfoil.com مراجعه كنيد.

مقدمه

سيستم انتقال (transmission) اتوموبيل : مجموعه اي از چرخ دنده ها، شفت ها و قسمت هاي ديگري كه مقدار انتخاب شده از انرژي موتور را به چرخ هاي وسيله نقليه انتقال مي دهد. سيستم انتقال وسيله نقليه را براي شتاب گرفتن به سمت جلو و عقب و براي بالا نگه داشتن سرعت دائمي (در تمام مدتي كه موتور در سرعت موثر و در حدود امنيتش كار مي كند)، توانا مي سازد.

سيستم انتقال مستقيما در پشت موتور جاي مي گيرد. اين سيستم، نيروي موتور را به يك ميله محرك رسانده كه محور چرخ عقب- يك محور فلزي كه اين هم به يك يا چند چرخ متصل شده است- را مي راند. بعضي از وسايل نقليه مدرن داراي محور انتقال مي باشند. در اين نوع، مشروط بر توزيع وزن بهتر، سيستم انتقال روي محور بين دو چرخ عقب قرار گرفته است. محورهاي انتقال عرفا در سيستم هاي محرك چرخ جلو استفاده مي شوند. دنده ها و قسمت هاي ديگري كه نيروي موتور را به چرخ ها منتقل مي كنند، در سيستم هاي انتقال مرسوم و محورهاي انتقال يكسان عمل مي كنند.

انواع سيستم هاي انتقال

سيستم هاي انتقال به دو شكل ساخته مي شوند: دستي و خودكار. سيستم انتقال دستي بوسيله راننده و با يك اهرم تغيير عمل مي كند (كه ميله دنده خوانده مي شود). ميله دنده، دنده هاي از پيش تعيين شده را انتخاب مي كند. دنده هاي پايين (دنده يك و دو) براي سرعت هاي پايين و كشش سنگين، دنده هاي بالاتر (سومي، چهارمي و پنجمي) براي حركت يكنواخت اتوموبيل يا سرعت گشتزني، و دنده عقب براي حركت به عقب. كلاچ نيروي موتور را از سيستم انتقال براي فرصت دادن براي تغيير دنده، جدا مي كند. يك سيستم انتقال خودكار نيز تعدادي دنده جلو و يك دنده عقب دارد؛ ليكن براي تغيير دنده نيازي نيست كه راننده كلاچ را گرفته و دنده را به شكل دستي عوض كند. سيستم انتقال خودكار دنده ها را براي مطابقت نيروي موتور با سرعت چرخ ها و كشش بار در موتور، تغيير مي دهد.

مشخصات عملي

سيستم هاي انتقال خودكار، به زبردستي و توجه بيشتري در رانندگي، نسبت به سيستم انتقال خودكار، نياز دارند. تغيير دنده با دست انجام مي شود و كلاچ با يك پدال پا عمل مي كند. تقريبا در 50 درصد از اتوموبيل هاي جديد، سيستم هاي انتقال دستي نصب مي شوند؛ مخصوصا در مدل هاي اقتصادي. معمولا سيستم هاي انتقال دستي براي ساخت پرخرج تر هستند اما به همان اندازه كارايي بالاتري دارند. بعضي از راننده ها براي كنترل بهتر بر تغيير دنده و درك فيزيكي بهتري بر عملكرد چرخ ها، سيستم انتقال دستي را ترجيح مي دهند. ديگر راننده ها براي آسودگي از فكر كردن راجع به تغيير دنده جلو، سيستم انتقال خودكار را ترجيح مي دهند.

قابليت اعتماد

پيچيدگي سيستم انتقال خودكار، آن را از سيستم انتقال دستي عمل با كلاچ، نامطلوب تر ساخت. هر چند قابليت اعتماد آنها بهبود يافته كه بسياري از صاحب خودروها سيستم انتقال خودكار را ترجيح مي دهند. سيستم انتقال خودكار فقط نياز داردكه كاربر جلو، عقب، يا خلاص را انتخاب كند. سپس سيستم انتقال تمام عمليات تغيير دنده را كه تابع سرعت نسبت به جاده است، تامين مي كند. نرخ شتاب و كشش در موتور .

همچنين بيشتر سيستم هاي انتقال خودكار به راننده اجازه مي دهند كه دامنه دنده كوچكتري براي

جلوگيري از چرخش تا دنده هاي بالاتر، انتخاب نمايد. به يقين اين خصيصه در شرايط رانندگي سودمند است. مانند زماني كه سرعت زياد موتور را نگاه مي داريم در حالي كه خودرو به آرامي وزن زيادي را از تپه بالا مي كشد.

صرفه جويي در سوخت

در گذشته، سيستم هاي انتقال دستي، صرفه جويي سوختي بهتري نسبت به سيستم هاي انتقال خودكار ارائه مي كردند. با سيستم الكتريكي موتور و ديگر فناوري هاي جديد معمولا سيستم هاي انتقال خودكار در سوخت به اندازه سيستم هاي انتقال دستي اقتصادي هستند.

سيستم انتقال دستي

سيستم انتقال دستي چهار سرعت ابتدايي، بدنه اي آلومينيومي كه محفظه (Case) ناميده مي شود، يك محور ورودي كه به وسيله موتور مي چرخد و يك محور خروجي كه نيرو را به چرخ ها انتقال مي دهد، را دارا مي باشد. درون محفظه سيستم انتقال، 11 دنده (چرخ هاي فولادي به اندازه هاي مختلف و با شيارهاي عميق و دندان هايي در لبه) بر روي محور چيده شده اند. دندانه هاي چرخ هاي متمايز براي قادر ساختن يك دنده براي موجب شدن چرخش ديگري، با هم درگير مي شوند. بعضي از دنده ها بر روي يك محور سوم كه محور رابط ناميده مي شود قرار مي گيرند. ميله دنده، اهرم ها و دو شاخه هاي انتخابگر را كه دنده ها را در طول محور حركت مي دهد و سبب درگير شدن آنها مي شود كنترل مي كند. دنده ها در يك حمام از روغن انتقال سنگين مي چرخند.

چگونه كار مي كند ؟

گشتاور يا نيروي چرخاننده بوسيله اهرم بندي مكانيكي از ميل لنگ موتور، در طول محوري چرخان كه به سيستم انتقال قدرت وارد مي شود عبور داده مي شود. در پايان اين محور درونداد، يك دنده با دنده اي روي محور رابط درگير و سبب چرخش محور رابط مي شود. دنده هايي با اندازه هاي مختلف به محور رابط گيربكس و دنده هاي ديگر به محورهاي درونداد و برونداد متصل هستند. ميله دنده راننده را قادر به انتخاب تركيب هاي مختلفي از دنده، مي سازد تا تصميم بگيرد كه محور برونداد با چه سرعت و چه گشتاوري بچرخد. چون آنها بوسيله دنده ها و ابزار ديگر به هم متصل هستند، محور دوار برونداد، ميله محرك، اكسل و چرخ ها را مي چرخاند.

نسبت هاي چرخ دنده ها

هر تركيب از چرخ دنده هاي فولادي در سيستم انتقال قدرت به يك چندشاخه منصوب مي شود. در هر خوشه يا چندشاخه يك چرخ دنده قطورتر با يك چرخ دنده كم قطرتر درگير مي شود. اختلاف در اندازه اين دو دنده يك نسبت دنده را ايجاد مي كند. مقدار گشتاور عامل بر محور برونداد به اين نسبت بستگي دارد. در پايين ترين دنده (معمولا اولين دنده خوانده مي شود)، يك چرخ دنده كوچكتر، چرخ دنده بزرگتري را مي چرخاند. اين نسبت سبب مي شود كه محور برونداد با سرعت كمتري نسبت به محور درونداد اما با گشتاور يا قدرت بيشتري بچرخد. در سومين يا چهارمين دنده، بسته به سيستم انتقال قدرت، ميله دنده، دو دنده را كه هم اندازه اند را درگير مي كند كه هيچ تغييري در گشتاور و يا سرعت محور ايجاد نمي كند. در اوردرايو كه ممكن است دنده پنجم خوانده شود، يك چرخ دنده بزرگتر، چرخ دنده كوچكتري را به حركت در مي آورد. اين نسبت، گشتاور را كاهش مي دهد اما محور درونداد را قادر مي سازد كه آرام تر از محور برونداد بچرخد. اوردرايو، زماني كه سرعت زميني وسيله نقليه بطور مساعد زياد است و به قدرت كمي براي نگه داشتن آن نياز دارد، بسيار مفيد است. در دنده عقب، يك تركيب دنده مخصوص سيستم انتقال قدرت را قادر به چرخاندن محور برونداد در جهت وارونه، مي سازد كه وسيله نقليه را به عقب حركت مي دهد. همچنين سيستم هاي انتقال قدرت يك وضعيت خلاص دارند كه در آن هيچ گشتاوري به محور برونداد انتقال نمي يابد.

همزمان سازي

سيستم هاي انتقال قدرت دستي نوين كاملا همگام شده هستند؛ يعني آنها به گونه اي طراحي شده اند كه دنده ها زماني كه جابجا مي گردند به آرامي درگير مي شوند. اين موضوع با سرعت يكسان دنده ها پيش از درگير شدن يا با درگيري هميشگي دنده ها و استفاده از انتخابگري از چند نوع براي انتخاب يك دسته دنده اختصاص يافته، انجام مي شود. همگاه سازي تغيير مكان دهي دنده ها را آسان تر ساخته و طول عمر دنده هاي چرخ دنده را افزايش مي دهد.

دنده هاي چندگانه

تمام سيستم هاي انتقال دستي مدرن داراي چهار يا پنج تندي و برخي نيز بيشتر مي باشند. كاميون هاي مخصوص كار سنگين ، براي بدست آوردن بيشترين مقدار قدرت كشنده از موتور، به تعداد دنده بسيار بيشتري نياز دارند. بسياري تا بيست دنده حركت به جلو و چند دنده عقب دارند.