شرح و بررسی مسائل محاسباتی فیزیک و نجوم

بررسی اثر دوپلر درمورد امواج صوتی و الکترومغناطیسی

کریستین دوپلر فیزیکدان و ریاضیدان اتریشی در سال ١٨۴٢ میلادی نشان داد که طول موجی که گیرنده از یک منبع تولید موج دریافت می کند، تابعی از سرعت فرستنده می باشد. برای مثال رنگی که ناظر از یک جسم نورانی می بیند، با تغییر سرعت جسم نورانی تغییر می کند. این پدیده اثر که اثر دوپلر نامیده می‌شود در مورد تمام امواج قابل رویت است.

ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

موج مکانیکی

 صدایی که می‌شنویم و هر فوتون نور که به چشم ما می‌رسد نمونه‌ ای از امواج اطراف ما هستند. امواج دارای ویژگی‌ها مختص به خودشان هستند اما ویژگی‌های مشترکی نیز وجود دارد. در ساده‌ترین حالت امواج یک اختلال هستند که انرژی را از طریق یک محیط پخش می‌کنند. ذرات فقط برای عبور امواج حرکت می‌کنند این بدان معناست که پس از یک موج، ذرات به حالت اولیه خود باز می‌گردند.

انواع امواج

عموماً امواج از نظر نحوه نوسان و جابجایی ذرات نسبت به راستای انتشار و نحوه انتشار و ایجاد تغییر در محیط بررسی می‌شوند. هدف از بحث پیرامون نحوه جابجایی ذرات و راستای انتشار موج، تعیین یک معادله و مدل برای پیش‌بینی رفتار موج است. امواج از لحاظ جهت گیری حرکت ذرات نسبت به جهت انتشار موج به سه دسته تقسیم می‌شوند.

- امواج طولی: در این دسته از امواج حرکت ذرات موازی با راستای انتشار موج است. انتشار امواج صوتی در محیط مادی نمونه‌ای از این نوع موج است

- امواج عرضی: در امواج عرضی راستای حرکت ذرات عمود بر راستای انتشار موج است. حرکت یک موج در طناب و امواج الکترومغناطیسی نمونه‌ای از این نوع امواج است.

- امواج پیچشی: ذرات به‌صورت 

ادامه مطلب... 

۱ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

شار الکتریکی خروجی از یک کره

مسئله

یک میله به طول بینهایت و چگالی خطی λ به فاصله d از مرکز یک کره با شعاع R قرار گرفته است.

الف) اندازه میدان الکتریکی حاصل از میله بار دار در مرکز کره چقدر است؟ 

ب) شار میدان الکتریکی گذرنده از این کره چقدر است؟ این مقدار به ازای d < R و R < d بدست آورید. 

ج) نمودار شار الکتریکی گذرنده از این کره را بر حسب d رسم کنید.

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

بررسی نیروهای کشش کابل داخل یک قاب

مسئله

مطابق شکل بک قاب از دو نقطه به دیواری بسیار محکم بسته شده است. داخل این قاب یک طناب از نقطه را به نقطه C متصل می‌کند. به میله BC از این قاب نیرو P وارد می‌شود. وزن میله‌ها همگی ناچیز هستند. اگر زاویه‌ای که ضلع بالایی این قاب با خط AD می‌سازد معلوم باشد، نسبت نیروی کشش کابل به نیروی P را به دست آورید. این نسبت را در یک نمودار برای زاویه θ صفر تا ۱۸۰ درجه رسم کنید.

حواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

نمونه سوال فیزیک کنکور کارشناسی ارشد طراحی صنعتی

هر سال در انتهای دفترچه سوالات کنکور فوق لیسانس رشته طراحی صنعتی چند مسئله فیزیک مطرح می شود. با توجه به اهمیت این آزمون، ما چند سوال فیزیک از آزمون های های پیشین را به صورت تشریحی حل کرده ایم که در ادامه لینک این فایل برای دانلود موجود است. لازم است اشاره شود که سوالات فیزیک این آزمون بیشتر با هدف سنجش تصور و درک فیزیکی مخاطب از مسائل فیزیکی است. به همین دلیل این فرم سوالات از لحاظ محاسبات نسبت به سوالات فیزیک المپیاد های دانش آموزی و حتی کنکور سراسری ساده تر هستند. این سوالات بیشتر در حوزه مکانیک مطرح شده است، البته در میان این سوالات، سوالات نور هندسی هم دیده می شود.

دریافت سوالات

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

بررسی مانومتر شیب دار

پیرو آنچه در مطالب قبل بیان شد، یکی از روش‌های فشار سنجی استفاده از مانومتر شیب دار است. علت اصلی استفاده از مانومتر شیب دار بالا بردن دقت اندازه گیری است. در ادامه همان‌طور که در گذشته پیزومتر شیب دار بررسی شد، به بررسی و حل مسئله از مانومتر شیب دار نیز پرداخته می‌شود. لازم است اشاره شود که از پیزومتر و مانومتر شیب دار برای اندازه گیری فشارهای کم استفاده می‌شود. وقتی که یک ساقه مانومتر مورب باشد محاسبات بسیار شبیه به مسئله پیزومتر شیب دار انجام می‌شود. با این تفاوت که برخلاف پیزومتر که فقط بررسی یک مایع کافی بود لازم است که در این محاسبات، ارتفاع عمودی هر دو سیال بررسی شود. مسئله زیر این موضوع را روشن می‌کند.

  • مسئله

یک مانومتر آبی مطابق شکل زیر برای اندازه گیری فشار خط لوله بنزین استفاده شده است. فشار پیمانه‌ای بنزین در محور لوله را به دست آورید. چگالی آب و بنزین به ترتیب برابر با ۱۰۰۰ و ۷۱۹ کیلوگرم بر متر مکعب در نظر بگیرید.

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

تکانه و ساز و کار موشک ها

ساز و کار و مکانیزم دسته‌ای از موشک‌ها بر اساس تغییرات جرم و تغییرات تکانه ساخته شده است. به بیان دیگر سوخت داخل محفظه‌های موشک پس از احتراق و تغییر حجم نسبتاً زیاد با خروج سریع از نازل خروجی تغییر جرمی چشم گیر در ساختار موشک به وجود می‌آورد. این تغییر تکانه و به دنبال آن تغییر جرم به گونه ایست که باعث شتاب دادن به بدنه موشک می‌شود. دسته‌ای از مسائل در بخش مکانیک و سیالات مطرح می‌شوند که در آن‌ها از مقدار نیرو اعمال شده، تغییرات سرعت و مواردی از این دسته مورد سؤال قرار می‌گیرد. در ادامه به بررسی یکی از این مسائل پرداخته می‌شود. شکل زیر نمونه ای از این راکت ها را تشان می دهد.

ادامه مطلب...

  • مسئله

به یکی از محفظه‌های موشک هیدروژنی با نرخ ثابت m’ هیدروژن تزریق می‌شود. هم چنین از سوی دیگر اکسیژن به مقدار کافی در محفظه وجود دارد؛ و هیدروژن به‌صورت کامل می‌سوزد و به‌صورت بخار آب خارج می‌شود. فشار و دمای گاز در این محفظه به ترتیب P و T است. مشخص کنید که در مجموع این محفظه چقدر نیرو باید تحمل کند؟

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

سلول از دیدگاه الکترواستاتیک

یکی از کاربردهای جالب دانش الکترواستاتیک بررسی نحوه جایگیری بارها در اجزای زنده، مانند سلول‌ها سات. در این مطلب یکی از فرض‌هایی که برای نحوه پخش شدن بار بر روی دیواره و داخل سلول صورت گرفته است، تعمیم داده شده و به محاسبات الکترواستاتیکی آن نیز پرداخته شده است.

با تقریب بسیار خوبی می‌توان فرض کرد که سلول خنثی هستند و بار الکتریکی ندارند. از این رو در مرحله اول، دیواره سلول از فاصله بسیار نزدیک بررسی می‌شود. با در نظر گرفتن ...

ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

بررسی پیزومتر شیبدار

پیرو بحثی که در باره فشار سنجی انجام شد با بررسی یک مسئله در محاسبه فشار سنجی به وسیله پیزومتر به تبیین نحوه کار کرد این ابزار پرداخته می شود. لازم به ذکر است که امروزه پیزومتر هایی با کارایی بیشتر استفاده می شوند ولی در اینجا به بررسی مدل ساده آن اکتفا می شود.

  • مسئله

مطابق شکل از یک پیزومتر مورب برای اندازه گیری فشار سیال درون یک لوله افقی با شعاع داخلی 40mm استفاده شده است. در صورتی که زاویه ای که لوله پیزومتر با افق می سازد برابر با 30 درجه و طول مایع درون لوله مورت نسبت به لوله محور لوله اصلی (x) برابر با 450mm باشد، فشار سیال در محور لوله و هم چنین فشار در جداره های بالا و پایین لوله را بیابید. چگالی سیال را برابر با 1.5g/cm3 فرض کنید. 

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

فشار سنجی (مانومتری)

یکی از روش های ساده برای اندازه گیری فشار سیالات در فشار کم استفاده از پیزومتر و مانومتر است. اساس کار هر دو این فشار سنج ها بر مشاهده تغییرات ارتفاع ستون مایع تعادل یافته قرار دارد. این متن به معرفی این دو فشار سنج می پردازد. باید دقت کرد که هنگامی که سیال در لوله ها در حال حرکت است، عموما منظور از فشار، فشار در محور لوله می باشد. در مورد گاز ها تفاوت فشار بین محور و جداره لوله بسیار کم است ولی در مایعات، مخصوصا در لوله های قطور این اختلاف فشار غیر قابل صرف نظر کردن است.

ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha