علم و ابتكار

Transmission System

scientific — Wed, 16 Apr 2008 06:07:05 GMT

وبلاگ من در مورد سیستم انتقال قدرت :

Http://www.Gearbox.blogfa.com

کاهش حجم آدیاباتیک

scientific — Mon, 03 Dec 2007 20:01:18 GMT

نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي
----------------------------------------
گاهي اوقات برخي از مطالب آن قدر برايمان تكرار مي شوند كه به خود جرئت بررسي دقيق آن را نمي دهيم. همه ما مي دانيم كه اگر يك سيلندر عايق بندي شده داشته باشيم كه داراي پيستون باشد مي توانيم با بالا و پايين بردن پيستون دماي آن را تغيير دهیم. هنگامي كه پيستون بالا مي رود دماي نمونه كاهش مي يابد و زماني كه پيستون را پايين مي بريم دما افزايش مي يابد. اما چرا و اين افزايش دما چگونه خواهد بود ( ابتدا دماي كدام قسمت افزايش مي يابد ) ؟
براي پاسخ به اين مطلب ترجيحا نمونه را از نظر مولكولي بررسي خواهيم كرد : يك مولكول در نزديكي پيستون را در نظر بگيريد؛ ذره به طرف پيستون حركت كرده با آن برخورد مي كند و باز ميگردد. در اين حالت مي توان برخورد را تقريبا كشسان در نظر گرفت با توجه به اینکه پیستون ثابت باقی می ماند مولكولها به طور متوسط با همان سرعتي كه برخورد كرده اند باز مي گردند و دماي نمونه كه تابع سرعت مولكولهاي آن است تغيير نمي كند. اما اگر پيستون به طرف ذره حركت كند سرعت ذره پس از برخورد بيشتر خواهد شد ( اين مطلب به آساني با استفاده از روابط مربوط به برخوردهاي كشسان قابل اثبات است) و به اين ترتيب دماي نمونه افزايش مي يابد. با اين توجيه ( اگر درست باشد ) بايد دماي نمونه از سمتي كه در تماس با پيستون است افزايش يابد.
شايد بتوان از اين پديده از نظر عملي هم استفاده كرد ؛ ممنون ميشم اگه نظرتون رو نسبت به اين توجيه بيان كنيد ...

يك سوال آزمايشگاهي

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:34:18 GMT

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 ...

سوال

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:34:03 GMT

نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي
----------------------------------------
1- يك غواص در عمق 6 متري از مخزن هوا مقداري هوا وارد شش هاي خود مي كند و بدون اينكه هوا را خارج كند به سطح آب مي آيد.
2- غواصي ديگر در عمق 6 متري لوله اي را به سطح آب مي فرستد تا از هواي موجود در جو تنفس كند.
در هر يك از اين موارد چه خطري غواص را تهديد مي كند؟
----------------------------------------
لطفا نظرات خود را در قسمت "نظر بدهيد" بيان نمائيد.

كاواك الكترومغناطيسي و ماكسول

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:33:40 GMT

كاواك الكترومغناطيسي و ماكسول
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي
----------------------------------------
شكل هندسي يك كاواك ساده الكترومغناطيسي بصورت يك استوانه تو خالي داراي دو قاعده دايره اي شكل است. دو قاعده را به يك منبع نيرو محركه الكتريكي متغير سينوسي متصل مي كنيم. با اعمال اين نيرو محركه ميدان الكتريكي در كاواك ظاهر مي شود. اگر مقاومت صفر باشد آنگاه با برداشتن نيرو محركه مي توان اين جريان متناوب را در آن حفظ كرد. بارها از يك قاعده به قاعده ديگر مي روند كه در اثر آن يك جريان بوجود مي آيد. اگر حلقه اي دايره اي شكل به عنوان حلقه آمپري در اطراف استوانه در نظر گرفته شود طبق قانون آمپر بايد ميدان مغناطيسي مماسي با حلقه وجود خواهد داشت. آزمايش نشان مي دهد كه هيچ ميدان مغناطيسي مماسي بوجود نمي آيد. از اين رو قانون آمپر نيازمند تغييراتي بود كه اين تغييرات در معادلات ماكسول ديده مي شود. در قانون آمپر به بيان ماكسول جمله جاافتاده اي وجود دارد. او معتقد بود بر اساس تقارن طبيعت چون تغيير B ميدان الكتريكي القايي بوجود مي آورد، تغيير E نيز ميدان مغناطيسي القايي بوجود مي آورد. و در نتيجه جمله اي را به قانون آمپر افزود كه همان جريان جابجايي بود و عبارت بود از :
ضريب گذردهي خلا * آهنگ تغيير ميدان الكتريكي نسبت به زمان
در آزمايش بالا جريان رسانش كه در اثر شارش بارهاي الكتريكي از يك قاعده به قاعده ديگر بوجود مي آيد با جريان جابجايي ناشي از تغيير ميدان در درون آن برابر و مختلف جهت است و از اين رو هيچ ميدان مماسي در اطراف آن وجود ندارد كه كاملا با بيان ماكسول سازگار است. در حقيقت اين جريان متناوب در كاواك نيز ناشي از تاثير تغييرات B و E بر يكديگر است.
----------------------------------------
لطفا نظرات خود را در قسمت "نظر بدهيد" بيان نمائيد.

پاسخ - دي الكتريك تيغه اي

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:32:41 GMT

-------------------- 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.

سيكلوتورون و سينكروترون

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:32:18 GMT

سيكلوتورون و سينكروترون
نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي
منبع : کتاب مبانی فیزیک - جلد اول - نوشته دیوید هالیدی - انتشارات صفار
----------------------------------------
از سيكلوترون براي شتاب دادن ذرات باردار استفاده مي شود. سيكلوترون داراي يك قرص تو خالي است كه از وسط به دو نيمه قرص تبديل شده است و به اين ترتيب دو دي (D) را تشكيل مي دهند. ميدان مغناطيسي عمود بر صفحه مسطح نيم دايره اين دي ها وجود داشته و دي ها به يك مولد متصل هستند كه دائما اختلاف پتانسيل بين دو دي را مثبت و منفي مي كند (با توجه به بسامد دستگاه). يون در بين دو دي قرار مي گيرد و اختلاف پتانسيل بين دو دي برقرار مي شود و از اين رو يونها با توجه به نوع بار خود و پتانسيل دي ها وارد يكي از آنها مي شوند در حالي كه ميدان مغناطيسي عمود بر جهت سرعت آنها است و از اين رو حركت آنها به شكل دايره اي در مي آيد در درون دي ها ميدان الكتريكي وجود ندارد. با خميده شدن مسير حركت، يونها دوباره از دي خارج مي شوند در اين لحظه اختلاف پتانسيل الكتريكي دي ها برعكس مي شود. و دوباره شتابي در جهت سرعت يونها به آنها وارد مي شود. به اين ترتيب در هر بار خروج يونها از دي سرعت و شعاع دايره مسير حركت آنها افزايش مي يابد در حالي كه بسامد آن ثابت مي ماند. به اين ترتيب يونهايي با سرعت بالا از دستگاه خارج مي شوند. جالب است بدانيد كه با اينكه ميدان مغناطيسي هيچ تاثيري بر اندازه سرعت ندارد اما سرعت يونهاي خروجي تابعي از اين كميت، شعاع نهايي، بار و جرم يون است و به ميدان الكتريكي ناشي از اختلاف پتانسيل دي ها كه تغيير سرعت را موجب مي شود، بستگي ندارد. اما مدت زمان لازم براي رساندن سرعت يونها به سرعت نهايي تابعي از اين كميت مي باشد. و اما سينكروترون ...
----------------------------------------
لطفا نظرات خود را در قسمت "نظر بدهيد" بيان نمائيد.

يك سوال براي بحث

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:32:02 GMT

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؟

سائیدگی دیواره داخلی سیلندر

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:31:23 GMT

نويسنده : احسان حاجي اسماعيلي
----------------------------------------
يكي از مشكلات موتورهاي چهار زمانه اي است كه پس از مدتي جداره داخلي سيلندر و بيروني پيستون بصورت بيضي در مي آيد. اين امر به اين دليل صورت مي گيرد كه در كورس قدرت يعني زماني كه با احتراق سوخت به پيستون نيرويي به سمت پايين وارد مي شود با در نظر گرفتن سيستم ميل لنگ اين نيرو مولفه اي عمود بر جداره نيز خواهد داشت. اين نيرو سبب افزايش چشم گير نيروي عمودي تكيه گاه و در نتيجه نيروي اصطكاك مي گردد. اين نيروي اصطكاك شكل داخلي سيلندر و بيروني پيستون را بصورت بيضي در مي آورد. اين شكل ظاهري سبب بر هم زدن آب بندي موتور شده و در نتيجه مشكلات زيادي را بوجود مي آورد. در موتور هايي كه در فشار زياد كار مي كنند اين اثر كاملا مشهود است.
شايد حل اين مشكل سبب شود كه موتورهاي اتو رونق بيشتري پيدا كنند و چه خوب است كه اين مشكل توسط اين شبكه فيزيكي حل شود. من پيشنهاد مي كنم اين موضوع را به بحث بگذاريم؛ نظر شما چيست؟

يك سوال ديگر

scientific — Wed, 14 Nov 2007 11:30:33 GMT

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؟