ادرس کانال تلگرامی

دانلود کتاب اندروید علوم تجربی هشتم

دانلود کتاب اندروید علوم تجربی نهم

دانلود علوم تجربی تیزهوشان(سمپاد)

دانلود کتاب راهنمایی معلم علوم هشتم

دانلود جزوه علوم تجربی هشتم

دانلود کتاب ورق زن علوم تجربی هفتم

دانلود نسخه اندروید کتاب علوم تجربی هشتم

دانلود جزوه کامل علوم هفتم

پرسش و پاسخ از متن کتاب درسی

به همراه سوالات و نکات تکمیلی

دانلود کتاب ورق زن علوم تجربی هشتم

کتاب علوم تجربی اندروید هفتم

کتاب علوم تجربی سال هشتم دوره اول دبیرستان

انرژی ذخیره شده و باتری ها

انرژی نمی تواند به وجود بیاید و یا از بین برود، اما می تواند به شکل های مختلف دخیره شود. یکی از راه های ذخیره ی آن باتری ها هستند. وقتی یک باتری در یک مدار قرار می گیرد، می تواند الکتریسیته تولید کند.

اگر به یک باتری نگاه کنید می بینید که دو سر دارد. یک سر مثبت و یک سر منفی. اگر دو سر آن را با یک سیم به هم وصل کنید، یک مدار تشکیل می شود. الکترون ها می توانند در این مدار حرکت کنند و جریان الکتریکی به وجود بیاورند.

درون باتری، بین مواد شیمیایی، واکنشی صورت می گیرد. اما این واکنش تنها در حالی صورت می گیرد که جریانی از الکترون ها داشته باشیم. ما می توانیم باتری ها را برای مدت طولانی نگه داریم و به این دلیل که تا جریان الکتریکی در مدار از قطب منفی به قطب مثبت وجود نداشه باشد، هیچ واکنش شیمیایی درون باتری صورت نمی گیرد.

مقاومت و الکتریسیته ساکن

همچنان که فهمیدیم، بعضی از انواع اتم ها شامل الکترون هایی هستند که به راحتی جدا می شوند. الکترون های این اتم ها را می توان به راحتی وادار کرد که از یک اتم به اتم دیگر حرکت کنند. وقتی این الکترون ها بین اتم های ماده حرکت می کنند، یک جریان الکتریکی درست می شود.

یک تکه سیم را بردارید. الکترون ها از یک اتم به اتم دیگر می روند، و یک جریان الکتریکی از یک سر به سر دیگر سیم درست می شود. الکترون ها خیلی خیلی کوچک هستند.

جریان الکتریکی در بعضی مواد بهتر از مواد دیگر حرکت می کند. اندازه رسانایی الکتریکی یک چیز را مقاومت می نامند.

گشتاور چیست؟

به شکل بالا خوب نگاه کنید. نیروی F  به جسمی وارد می شود. اندازه  مقدار نیروی وارد بر جسم که باعث می شود جسم شروع به چرخش کند، گشتاور نام دارد.

جسم مورد نظر حول یک محور شروع به چرخش می کند که آن را نقطه اتکاء می نامیم و با O نشان می دهیم. فاصله  نقطه اتکا تا جایی که نیروی F به جسم وارد شده، بازوی نیرو نام دارد و با r نشان داده می شود. توجه کنید که r یک بردار است و از سمت محور چرخش به سمت نقطه ای است که نیرو وارد می شود.

تعریف ریاضی گشتاور به صورت زیر است:

که حروف پر رنگ نشان دهنده  بردار هستند. بنابراین ضرب خارجی بردار فاصله (فاصله بین نقطه اتکاء تا نقطه  اعمال نیرو) و بردار نیرو، گشتاور را به ما می دهد و θ زاویه بین بردار r  و F است.

با استفاده از قاعده دست راست می توان جهت بردار گشتاور را پیدا کرد. اگر انگشتان دست راست را در جهت بردار r بگیریم و جهت چرخش انگشتان، جهت  نیروی F  را نشان دهد، انگشت شست جهت بردار گشتاور را نشان خواهد داد.

فرض کنید دری را هل می دهید تا باز کنید. نیروی دست شما F باعث می شود که در ،حول نقاط اتصال خود به دیوار (لولا) یعنی نقطه اتکاء بچرخد. این که چه قدر نیرو لازم است تا در را هل دهید به فاصله شما تا لولا یعنی (r) و چند چیز دیگر بستگی دارد اما ما در اینجا فرض می کنیم فقط به r وابسته است. هر چه به لولا نزدیک تر باشید (و r کوچکتر باشد)، هل دادن در، سخت تر خواهد شد. همین اتفاق زمانی که می خواهید در را در جهت اشتباه باز کنید، نیز می افتد. گشتاوری که روی در ایجاد می کنید، کوچک تر از وقتی است که در را در جهت درست باز کنید.

در شکل فوق جسمی را می بینید که به دیوار متصل شده است. جهت گشتاور، منفی است چون نیروی اعمالی، جسم را در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخاند. ما به کوتاه ترین فاصله بین نیروی اعمالی و نقطه چرخشی نیاز داریم. خط هاشور زده در شکل این فاصله را نشان می دهد.

اگر بخواهید دری را مانند شکل زیر باز کنید، در باز نخواهد شد. اما اگر بخواهید مانند شکل بالا آن را باز کنید یا ببندید، مشکلی نخواهید داشت.

نکته مهم این است که بدانید، نیروی اعمالی باید بتواند باعث چرخش جسم شود تا گشتاور وجود داشته باشد.

مثال:

اگر مثلثی مانند شکل زیر حول نقطه O محکم شده و بتواند حول آن چرخش کند، گشتاور کل نیروهای داده شده را پیدا کنید.

با توجه به رابطه گشتاور خواهیم داشت:

گشتاور کل خواهد بود:

و جهت گشتاور در جهت عقربه های ساعت است.

مؤلفه های گشتاور:

با توجه به شکل 7 می توان گشتاور را به دو مؤلفه مماسی F_tan و مؤلفه محوری یا شعاعی F_rad تجزیه کرد. دقت کنید که مؤلفه مماسی، عمود بر بازوی حرکت است اما مؤلفه محوری یا شعاعی، موازی با بازوی نیرو است. مؤلفه محوری یا شعاعی هیچ نقشی در گشتاور ندارد چون از میان نقطه اتکا می گذرد؛ پس فقط مؤلفه مماسی نیرو است که در گشتاور سهم دارد (چون بر خطی که بین نقطه عمل نیرو و نقطه اتکا کشیده شده است، عمود است).

اگر چندین نیرو بر جسمی وارد شوند(مانند شکل بالا) گشتاور تک تک آن ها را حساب کرده و در نهایت برآیند گشتاور آن ها را در نظر می گیریم.

تعادل و گشتاور:

تعادل چرخشی نیز مشابه تعادل انتقالی است که در آن جمع تمام نیروهای وارد بر جسم را صفر در نظر می گیریم.
در تعادل چرخشی نیز جمع تمام گشتاورها باید مساوی صفر باشد (به عبارت دیگر در تعادل چرخشی هیچ گشتاوری روی جسم وجود ندارد). پس از این دو نکته در حل مسائل گشتاور می توان استفاده کرد.

واحد SI برای گشتاور نیوتون متر است که مانند واحد انرژی (J) ژول است؛ اما گشتاور از جنس انرژی نیست. برای همین از همان واحد نیوتن متر استفاده می کنیم. ضمنا انرژی یک کمیت نرده ای است ولی گشتاور یک کمیت برداری است.

در مطلب بعدی و در ادامه مسائل گشتاور به مثال ها و حالت های متنوع تعادل و گشتاور اشاره خواهیم کرد.

سوال:
با توجه به شکل زیر اگر نیروی اعمال شده به در 50N باشد و عرض در 1.0m باشد، گشتاور چه قدر خواهد بود؟

 

انرژی امواج دریا

دریاها با فرایند های مختلف فیزیکی ، انرژی دریا را دریافت و ذخیره نموده و سپس آن راتلف می کنند. این انرژی به صورت امواج، جزر و مد، اختلاف دما و حتیاختلاف غلظت نمک در اعماق مختلف آب ذریا وجوددارد که می توان از هر یک از آن ها بهره برداری کرد.

منابع انرژی تجدیدپذیر

انرژی ناشی از سوخت های گیاهی ( بیومس )

بیومس اصطلاحی در زمینه ی انرژی است که برای توصیف یک رشته از محصولاتی که از فتوسنتز به دست می آیند، به کار می روند.

انرژی زمین گرمایی

انرژی گرمایی ذخیره شده در پوسته جامد کره ی زمین را، انرژی زمین گرمایی می نامند. این انرژی بیش تر در نواحی شناخته شده ی اتش فشانی و زلزله خیز متمرکز شده است.