شرح و بررسی مسائل محاسباتی فیزیک و نجوم

ستاره های دوتایی: دوتایی طیفی

 
  • دوتایی طیفی
 یک دوتایی طیفی یک سیستم با دو طیف برهمنهی شده، مستقل، و قابل تشخیص می باشد. اگر یک ستاره سرعت شعاعی غیر صفر داشته باشد، اثر دوپلر  باعث می شود که خطوط طیفی یک ستاره نسبت به طول موج های چهارچوب سکون آن جا به جا شوند. از آنجا که ستارگان در یک سیستم دوتایی به طور مداوم حول مرکز جرم مشترک خود در حال حرکت هستند، لزوماً باید در طول موج مر خط طیفی هر ستاره تغییرات تناوبی وجود داشته باشد (البته، مگر اینکه صفحه مداری دقیقاً عمود بر خط دید باشد). همچنین آشکار است،زمانی که خطوط یک ستاره آبی گرا هستند، خطوط دیگری باید نسبت بع طول موج هایی که تولید می شوند، اگر ستاره در حال حرکت با سرعت ثابت نسبت به مرکز جرم باشد، قرمزگرا باشند. با این حال، برای ظاهر نشدن وابستگی زمانی طول موج های طیفی، ممکن است دوره تناوب مداری بسیار طولانی باشد. درهرصورت، اگر یک ستاره روشنتر از همدم آن باشد و اگر تفکیک جداگانه هریک از آنها امکانپذیر نباشد، هنوز هم تشخیص جسم به عنوان یک سیستم دوتایی با مشاهده طیف جابهجا شده دوپلری به طور مخالف و برهمنهی شده، ممکن می باشد.
حتی اگر انتقال دوپلری قابل توجه نباشد(به عنوان مثال، اگر صفحه مداری عمود بر خط دید باشد)، چنانچه دو مجموعه از طیفهای برهمنهی شده از ستارگانی که به طور قابل توجهی ویژگی های طیفی متفاوتی دارند سرچشمه گرفته باشند هنوز هم ممکن است بتوان آنها را آشکارسازی کرد 
منبع: کتاب مقدمه ای بر اختر فیزیک جدید
۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

ستاره های دوتایی: دوتایی گرفتی

  • دوتایی گرفتی

 برای دوتایی هایی که صفحات مداری آنها تقریباً در امتداد خط دید ناظر قرار دارند، یک ستاره، با مسدود کردن نور مؤلفه گرفته شده، به صورت دوره ای از مقابل دیگری عبور میکند . چنین سیستمی با تغییرات منظم در مقدار نور رسیده به تلسکوپ شناخته می شود. نه تنها انجام مشاهدات این منحنی مای نوری حضور دو ستاره را آشکار می کند، بلکه دادهها همچنین می توانند اطلاعاتی درباره دمای مؤثر نسبی و شعاع های هر ستاره بر اساس کمینه های عمق های منحنی نوری و طول های گرفتها فراهم کنند.

منبع : کتاب مقدمه ای بر اختر فیزیک جدید
۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

ستاره های دوتایی: دوتایی نجوم سنجی

  • دوتایی نجوم سنجی
 اگر یک عضو یک عضو از یک دو تایی به میزان قابل توجهی روشن تر از دیگری باشد، ممکن نیست بتوان هر دو عضو را به طور مستقیم مشاهده کرد. در چنین موردی وجود عضو نهان را می توان از مشاهده حرکت نوسانی مؤلفه قابل مشاهده، نتیجه گرفت. از آنجا که قانون اول نیوتن، مستلزم آن است که سرعت یک جسم ثابت بماند، مگر اینکه یک نیرو بر آن وارد شود، چنین رفتار نوسانی مستلزم آن است که جرم دیگری وجود داشته باشد.

منبع : کتاب مقدمه ای بر اختر فیزیک جدید
۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

ستاره های دوتایی: دوتایی مرئی

  • دوتایی مرئی
هر دو ستاره در دوتایی را میتوان به طور مستقل تفکیک کرد، و اگر دوره تناوب مداری طولانی نباشد، ممکن است بتوان بر حرکت ویژه هر یک از تعضای سیستم نظارت کرد. این سیستم ها اطلاعات مهمی درباره جدایی زاویه ای ستاره ها از مرکز جرم مشترک آنها فراهم می آورند. اگر فاصله تا دوتایی را نیز بدانیم، جدایی های خطی ستاره ها را هم می توان محاسبه کرد. 
 
منبع : کتاب مقدمه ای بر اختر فیزیک جدید
۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

ستاره های دوتایی: دوگانه نوری

 

  • دوگانه نوری

این سیستم ها در واقع اصلا دوتایی نیستند! اما به سادگی دو ستاره هستند که در امتداد خط دید یکسانی قرار گرفته اند(یعنی زاویه بعد و میل یکسانی دارند). به دلیل جدایی فیزیکی بزرگ آن ها، ستاره ها به طور گرانشی مقید نیستندف و از این رو  این سیستم در تعیین جرم ستاره ها مفید نمیباشند. 

 

منبع : کتاب مقدمه ای بر اختر فیزیک جدید

۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

ستاره های دوتایی

 

  • سیستم های دوتایی
حداقل نیمی از ستارگان در آسمان واقع در سیستم های چند گانه هستند که در مداری معین حول مرکز جرم خود میگردند.ستاره های دوتایی، به سیستمی گفته میشود که در آن دو ستاره به هم نزدیکند و حول مرکز جرم خود می گردند. البته سیستم های ستاره ای ممکن است از بیش دو ستاره هم تشکیل شوند.خوشبختانه طبیعت این امکان را برای منجمین فراهم آورده تا سیستم های دو تایی را مشاهده کنند.تجزیه و تحلیل پارامتر های مداری این سیستم ها درباره تنوع ویژگی های ستاره ای، از جمله جرم، اطلاعات حیاتی فراهم می کند. لازم به ذکر است که قوانین کپلر را برای منظومه شمسی استفاده می کردیم، با این حال فراگیری نیروی گرانش اجازه می دهد که قوانین کپلر را به سیستم های دوتایی و برهم کنش مداری کهکشان ها نیز تعمیم دهیم.  
سیستم های دو تایی را با توجه به ویژگی مشاهده ای آن ها به دسته های تقسیم میکنند.
(برای اطلاعات بیشتر میتوانید روی مبحث مورد نظر کلیک کنید.)
منبع : کتاب مقدمه ای بر اختر فیزیک جدید
(در قسمت های بعدی سعی میکنیم همه انواع سیستم های دو تایی را شرح دهیم)
 
سیستم های دوتایی
 
 
۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

حل یک مسئله تشریحی از المپیاد دانش آموزی فیزیک

 

  • مسئله
مسئله سوم پاسخ کوتاه مرحله یک المپیاد فیزیک (دوره 27ام):

یک مول گاز کامل تک اتمی چرخهی مقابل را طی میکند. دمای گاز در نقاط C ،B ،Aو Dعبارتند از
TC = 1800 K ،TB = 600 K ،TA = 300 K و TD = 900 کار انجام شده توسط گاز در این چرخه چقدر است؟ ( ثابت گازها 8.3=R  )

 

  • جواب
با توجه به رواط ترمودینامیک مقدار کار را می توانیم از اختلاف دما بدست بیاویرم
دقت کنید که مسئله از ما کار انجام شده توسط گاز در این چرخه را خواسته پس جواب 4890+  ژول می شود
سوال 3 پاسخ کوتاه مرحله یک المپیاد دوره 27
 
۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

نیروی چسبندگی

جسمی که درون مایع یا گازی حرکت میکند، به دلیل تاثیر نیروی چسبندگی ناشی از شاره کند می شود. این نیروی چسبندگی بر خلاف اصطکاک در سطوح خشک،با سرعت وابستگی ساده ای دارد .یعنی متناسب است با سرعت حرکت. البته در سرعت های بالا نیرو های دیگر ناشی از اشفتگی هم وجود دارد و کل نیروی کند کننده وابستگی پیچیده ای پیدا می کند.( طراحان اتوموبیل های مسابقه ای برای محاسبه نیرو های کند کننده نیرویی متناسب با مربع سرعت بدست آورده اند)اما در بسیاری از موارد علمی ، چسبندگی تنها نیروی مهم کند کننده است.

چسبندگی از آنجا ناشی می شود که وقتی جسمی در محیطی حرکت می کند، نیرو هایی اعمال می کند که باعث حرکت شاره در طول جسم می شود. طبق قانون سوم نیوتون شاره نزدیک نیز یک نیرو عکس العمل وارد می کند.

نیروی بازدارنده چسبندگی را می توانیم به این شکل بنویسیم:

F = -Cv

  که در ان C  مقداری ثابت است که بستگی به جنس و شکل هندسی شاره دارد. F همواره در امتداد خط حرکت است. زیرا متناسب با v  است.علامت منفی هم جهت مخالف  F را نسبت به حرکت نشان می دهد. برای اجسامی با شکل ساده که از میان گاز با فشار پایین حرکت می کنند، C ر میتوان با اصول اولیه محاسبه کرد. ولی در کل  C را یک ثابت تجربی در نظر میگیریم.


کتاب آشنایی با مکانیک ، دانیل کلپنر ( چاپ یازدهم، صفحه 126)

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

مسئله پانزدهم کتاب 1000 مسئله

  • مسئله
در ثانیه آخر سقوط آزاد یک جسم 3/4 کا کل مسیر را طی می کند.( m/s2 9.8 =g)
  1. از چه ارتفاعی جسم رها شده؟
  2. چه مدتی جسم سقوط کرده است؟
  • جواب
می توان سقوط آزاد را مانند یک پرتاب عمودی در نظر گرفت،
پرتابی با سرعت اولیه (v2=(2gh :
(لازم به ذکر است اخیرا در کنکور سراسری مشابه این سوال ولی ساده تر آمده)
 
۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

قوانین کپلر

 

  • قوانین کپلر
در سال 1609 ژوهانس کپلر سه قانون حرکت سیاره ای را در کتاب نجوم جدید منشر کرد. 
 
1-قانون اول
یک سیاره در یک مدا بیضی به دور خورشید می گردد. که خورشید یکی از کانون های بیضی است. 
 
2-قانون دوم:
خطی که سیاره را به خوشید وصل می کند در بازه زمانی یکسان مساحت های برابری را جاروب می کند.
 
3-قانون سوم;قانون هماهنگی:                   a3= P2
قانون سوم کپلر بیانگر این رابطه است که در آن P دور تناوب سیاره بر حسب سال و a میانگین فاصله سیاره و خورشید بر حسب AU (واحد نجومی) است
( یک واحد نجومی برابر با فاصله زمین تا خورشید است)
 

منبع : کتاب مقدمه ای بر اختر فیزیک جدید

 

( چاپ اول 1391 صفحه 33 و 34 )

 

۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha