شرح و بررسی مسائل محاسباتی فیزیک و نجوم

میدان الکتریکی بک نیم حلقه باردار

  • مسئله 

بک حلقه به شعاع r به دو قسمت کاملا مساوی تقسبم شده است. روی یکی از این نیم حلقه ها با چگالی غیر یکنواخت بار الکتریکی پخش شده است. اگر چگالی خطی بار الکتریکی روی این نیم حلقه از رابطه زیر پیروی کند، مطابق شکل، انداره مولفه x میدان الکتریکی را در صفجه حلقه و در نقطه A که در فاصله دلخواه x از آن واقع شده است، بیابید.

جواب در ادامه مطلب....

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

دیورژانس به زبان ساده

  • تعریف ریاضی دیورژانس

همانطور که در مطالب قبلی اشاره شد. اگر عملگر دل در تابعی اسکالر ضرب شود گرادیان نامیده می شود. حال اگر با توحه به تعریف این عملگر برداری، آن را در یک بردار به صورت ضرب نقطه ای ضرب کنیم به روابط زیر خواهیم رسید که به این صزب داخلی عملگر دل در تابع برداری دیورژانس می گویند.

همانگونه که ار روابط پیداست، باضرب کردن داخلی دو بردار در یک دیگر حاصل یک مقدار اسکالر (نرده ای) خواهد شد. پس همواره حاصل دیورژانس یک تابع یک مقدار اسکالر است. (دقت کنید که تنها از یک تابع برداری میتوان دیورژانس گرفت، طبق تغریف دیورژانس یک تابع نرده ای به معناست)

  • تعبیر هندسی دیورژانس:

دیورژانس در حقیقت مقیاسی برای ارزیابی...

ادامه مطلب...

۱ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

گرادیان به زبان ساده

تابعی ار سه متغیر مانند دما (T(x,y,z را در نظر بگیرید.( یک دستگاه مختصات را فرض کنید و برای هر نقطه یک دما در نظر بگیرید) در اینجا هدف تعمیم مفهوم مشتق برای توابعی است که تنها به یک متغیر وابسته نیستند

انتظار داریم که مشق، سرعت تغییرات تابع f را در قبال یک جابه جایى کوچک معلوم کند.اما این دفعه مسئله کمی پیجیده تر است زیرا این تغییرات بستگی به جهت جابه جایی، دارد: با حرکت مستقیم به سمت بالا ممکن است تغییرات تا حدودى سریع باشد اما مثلا اگر افقى حرکت کنبم امکان دارد که با هیچ تغییری مواجه نشویم. در واقع تعدادی نامتناهی پاسخ برای سرعت تغییرات (T(x,y,z وجود دارد. ولی با مشتقات جزئی می توان بیان کرد:

که این تابع تغییرات را در در هر سه راستا نشان می دهد. به همین ترتیب می توان با نوشتن ضرب داخلی هم همین مقدار را پییدا کرد:

ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

محاسبه میدان الکتریکی اطراف یک میله باردار با طول محدود

  • مسئله

روی یک میله با طول محدود با چگالی ثابت به طور یکنواخت بار الکتریکی پخش شده است. میدان الکتریکی ناشی از این میله بار دار را در نقطه ای در فاصله L از میله مطابق شکل بیابید.

جواب در ادامه مطلب...

 

 

 

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

محاسبه میدان الکتریکی اطراف یک میله باردار

  • مسئله

روی یک میله نارسانای بسیار بلند به طور غیریکنواخت بار توزیع شده است. اندازه میدان الکتریکی را در فاصله L از آن بیابید. مقدار بارالکتریکی برحسب فاصله از نقطه مرکزی مشخص شده در شکل از رابطه زیر بدست می آید:

جواب در ادامه مطلب... 

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

بازتاب از سطح منحنی (قسمت سوم)

  • مسئله

یک سطح منحنی در نظر بگیرید که به آن در راستای قائم نوری تابیده می شود. این سطح را کاملا صیقلی در نظر بگیرید و  با توجه به قوانین نور هندسی اپتیک به سوالات زیر پاسخ دهید:

الف) معادله منحنی (f(x را در دو بعد در نظر بگیرید و سپس با توجه به تابش قائم نور زاویه باز تاب را برای هر نقطه بیابید.

ب) با توجه به قسمت قبل حالت سه بعدی این بازتاب چگونه است؟ آیا محاسبات الف در این حالت دچار تغییراتی می شوند؟

ج) در حالت خاص f(x)=ax2 را بررسی کنید. آبا همه پرتو های نور در یک نقطه جمع می شوند؟

د) معادله های دو بعدی همه منحنی هایی را بیابید که در آن یک نقطه کانونی وجود دارد.

ه) نشان دهید معادله یک نیم دایره در آنچه بدست آمده صدق نمی کند.

جواب در ادامه مطلب... 

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

بازتاب از سطح منحنی (قسمت دوم)

  • مسئله

یک سطح منحنی در نظر بگیرید که به آن در راستای قائم نوری تابیده می شود. این سطح را کاملا صیقلی در نظر بگیرید و  با توجه به قوانین نور هندسی اپتیک به سوالات زیر پاسخ دهید:

الف) معادله منحنی (f(x را در دو بعد در نظر بگیرید و سپس با توجه به تابش قائم نور زاویه باز تاب را برای هر نقطه بیابید.

ب) با توجه به قسمت قبل حالت سه بعدی این بازتاب چگونه است؟ آیا محاسبات الف در این حالت دچار تغییراتی می شوند؟

ج) در حالت خاص f(x)=ax2 را بررسی کنید. آبا همه پرتو های نور در یک نقطه جمع می شوند؟

د) معادله های دو بعدی همه منحنی هایی را بیابید که در آن یک نقطه کانونی وجود دارد.

ه) نشان دهید معادله یک نیم دایره در آنچه بدست آمده صدق نمی کند.

جواب در ادامه مطلب... 

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

بازتاب از سطح منحنی (قسمت اول)

  • مسئله

یک سطح منحنی در نظر بگیرید که به آن در راستای قائم نوری تابیده می شود. این سطح را کاملا صیقلی در نظر بگیرید و  با توجه به قوانین نور هندسی اپتیک به سوالات زیر پاسخ دهید:

الف) معادله منحنی (f(x را در دو بعد در نظر بگیرید و سپس با توجه به تابش قائم نور زاویه باز تاب را برای هر نقطه بیابید.

ب) با توجه به قسمت قبل حالت سه بعدی این بازتاب چگونه است؟ آیا محاسبات الف در این حالت دچار تغییراتی می شوند؟

ج) در حالت خاص f(x)=ax2 را بررسی کنید. آبا همه پرتو های نور در یک نقطه جمع می شوند؟

د) معادله های دو بعدی همه منحنی هایی را بیابید که در آن یک نقطه کانونی وجود دارد.

ه) نشان دهید معادله یک نیم دایره در آنچه بدست آمده صدق نمی کند.

جواب در ادامه مطلب... 

 

۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

محاسبه سرعت انتشار موج

  • مسئله

مطابق شکل به طنابی نیرویی ثابت وارد می شود. سرعت انتشار موج را بیابید. چگالی خطی طناب معلوم است.

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

مثالی روابط قیدی و شتاب نسبی در یک قرقره

  • مسئله

مطابق شکل به دو سر نخ بدون جرمی که از روی قرقره ایده آلی گذشته است دو جرم m1=2kg و m2=5kg بسته شده است. در آغاز دو جرم به حالت سکون روی زمین قرار دارند.

الف) به ازای F=35N, F=70N, F=140N شتاب این دو جرم را بیابید.

ب) به ارای F=140N شتاب هر یک از دو جرم را نسبت به محور قرقره و شتاب قرقره را نسبت به زمین بدست آورید

(منبع: کتاب مکانیک دکتر عقدایی)

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha