مطالب علمی و تاریخی
بروزترین سایت علمی و تاریخی
مطالب علمی و تاریخی
بروزترین سایت علمی و تاریخیقوانین حرکت نیوتن
قوانین حرکت نیوتن عبارت است از سه قانون فیزیکی که ارتباط مابین نیروهای وارد آمده بر یک جسم و حرکت آن را به دست می‌دهد.
دومین قانون نیوتن به این پرسش پاسخ می‌دهد که اگر بر یک جسم نیروی خارجی وارد شود، حرکت آن چگونه خواهد بود.
آهنگ تغییر اندازهٔ حرکت یک جسم، متناسب با نیروی برآیندِ وارد بر آن جسم است و در جهت نیرو قرار دارد.
فرمولی که از این قانون برمی‌آید ( F = m.a ) به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک معروف است که مطابق آن، شتاب یک جسم برابر است با نیروهای خالص وارده تقسیم بر جرم جسم.
قانون اول
فیلسوفان کهن بر این باور بودند که اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند و برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت «طبیعی» خود برمی‌گردد و ساکن میشود. اما نیوتن با بهره‌گیری از پژوهشهای گالیله به این پندار درست رسید که اگر جسمی با سرعت یکنواخت به حرکت درآید و نیرویی بیرونی به آن وارد نشود تا ابد با شتاب صفر به حرکت خود ادامه خواهد داد. این ویژگی را نیوتن در نخستین قانون حرکت خود چنین بیان میکند:اگر برآیند نیروهای وارد بر یک جسم صفر باشد، اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می ماند، و اگر جسم در حال حرکت باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت به حرکتش ادامه می دهد. به این قانون، قانون لختی یا اینرسی هم میگویند.
این قانون در سال ۱۶۸۷ در کتاب Philosophiae Naturalis Principia Mathematica توسط نیوتن منتشر شد. این قانون به رابطه بین نیروهای واردآمده به یک جسم و شتاب همان جسم می‌پردازد. 
بنا بر قانون اول نیوتن اگر بر جسمی نیرو وارد نشود جسم یا ساکن می‌ماند و یا حرکت یکنواخت بر خط راست خواهد داشت. نتیجه آشکار قانون اول این است که اگر بر جسم نیرو وارد شود جسم ساکن نمی‌ماند و حرکت یکنواخت بر خط راست نیز خواهد داشت، در این صورت وارد کردن نیرو بر جسم در آن شتاب می‌دهد. قانون دوم نیوتن در واقع رابطه شتاب با نیرویی که بر آن وارد میشود را بیان میکند. شتاب جسمی به جرم m که نیروی F بر آن وارد میشود هم جهت و متناسب با نیروی وارد بر آن است و با جرم جسم نسبت عکس دارد. این بیان را میتوان بصورت زیر نوشت:
a = F/m
F برآیند نیروهایی است که به علت اثر اجسام دیگر روی جسم مورد نظر وارد میشود. a شتاب آن و m جرم جسم است.
دستگاه مختصات لخت
این قانون تنها در دستگاه‌های مختصات لخت صحیح میباشد. اینکه در دستگاه‌های غیر لخت چه رابطه‌ای بین نیروهای وارد آمده و شتاب شیء وجود دارد.
دستگاه های غیر لخت
این گونه دستگاه ها بر این اصل پایدارند که هیچ چیز در کره زمین در جای خود ثابت نمی باشد، به این دلیل که کره ی زمین دارای حرکت وضعی و انتقالی و... در فضا می باشد.این گونه دستگاه ها تکیه گاه یا همان مرجع حرکت جسم(زمین) را به صورت گردان برای ما ایجاد می کنند. از این گونه دستگاه ها در طراحی ها و آزمایش هایی استفاده می شود که لازم است تحت شرایط واقعی انجام شوند مانند:پرتاب موشک ها وماهواره ها از زمین به فضا.
قانون سوم
سومین قانون حرکت نیوتون به این صورت بیان میشود که "هر عملی را عکس العملی است ؛ مساوی آن و در جهت خلاف آن .. این قانون به قانون کنش و واکنش هم معروف میباشد.
یعنی که هرگاه جسمی به جسمی دیگر نیرو وارد کند جسم دوم نیز نیرویی به همان بزرگی ولی در خلاف جهت بر جسم اوّل وارد میکند.
باید توجّه داشت که این دو نیرو به دو جسم مختلف وارد میگردند و نباید آنها را با هم بر آیندگیری کرد. مثلاً هنگامی که شخصی بر دیوار نیرو وارد میکند دیوار نیز بر شخص نیرو وارد میکند اندازه این دو نیرو باهم برابر میباشد ولی نیروی اوّل به دیوار وارد میشودو نیروی دوم به شخص.
قانون سوم نیوتن معمولاً به دو شکل بیان میشود: شکل ضعیف و شکل قوی. در
شکل ضعیف تنها به این اکتفا میشود که نیروی واکنش قرینه نیروی کنش است
یعنی 
(شاخصهای پایین معرف آن است که نیرو از جسم 1 به جسم 2 وارد میشود یا
برعکس). اما در شکل قوی علاوه بر این فرض میشود که این نیروها در امتداد
خط واصل میان دو ذره می‌باشند یعنی 
.
قانون سوم همیشه در طبیعت صادق نیست مثلاً در مورد نیروهای الکترو مغناطیسی وقتی که اجسام موثر بر هم از یکدیگر بسیار دور باشند و یا به تندی شتابدار شوند و یا در مورد هر نیرویی که با سرعتهای معمولی از یک جسم به جسم دیگر منتقل شود، صدق نمیکند. خوشبختانه در مکانیک کلاسیک از بسط‌های قانون سوم استفاده کمی میشود و مشکلات آن تأثیر چندانی در مکانیک کلاسیک ندارند .
کشف نشانه‌هایی از ماده جدید در برخورد‌دهنده بزرگ
برخورد‌دهنده بزرگ هادرون به واسطه آزمایش‌هایش درحال شکل دادن به نسخه‌ای جدید و غیر معمول از فیزیک است، فیزیکی که در آن ذرات رفتاری کاملا غیرعادی از خود نشان داده و می‌توانند نشانه‌ای از وجود ماده‌ای جدید باشند.
به گزارش پاپ ساینس، برخود میان پروتونها و هسته سرب می‌تواند منجر به تشکیل نوعی جدید از ماده شود که به گفته فیزیکدانان ذره‌ای بر درهم‌تنیدگی کوانتومی تکیه دارد.
آشکارساز CMS هادرون که یکی از دو آشکارساز اصلی دراین برخورد‌دهنده به شمار می‌رود، این آزمایش برخورد را انجام داده‌است. زمانی که این ذرات با قدرتی بالا با یکدیگر برخورد می‌کنند به اجزای تشکیل‌دهنده خود متلاشی می‌شوند و فیزیکدانان نیز در این برخورد انفجاری در جستجوی تشکیل‌دهنده‌های اصلی ذرات خواهند بود.
ترکش‌های این انفجار معمولا در تمامی جهات و با سرعتی نزدیک به سرعت نور پرتاب می‌شوند،اما گاه این ذرات رفتاری متفاوت از خود نشان می‌دهند. این ذرات گاه به شکلی منظم و در ارتباط با یکدیگر از هم دور می‌شوند. چنین رفتاری پیش از این در برخورد پروتون با پروتون یا هسته فلزات سنگین مانند سرب مشاهده شده بود. چنین رفتاری در برخورد یون های سنگین دور از ذهن نیست زیرا فیزیکدانان بر این باورند این رفتار در نتیجه پدیده ای به نام پلاسمای کوارک-گلئون به وجود می‌آید. این ترکیب آشفته از ذرات مشابه ترکیبی است که در چند میلیونیوم از ثانیه پس از وقوع انفجار بزرگ در جهان به وجود آمده است. این ترکیب ذرات را در کنار یکدیگر جمع کرده و همه آنها را در یک جهت می‌راند.
اکنون فیزیکدانان در CMS میگویند این ارتباط جهت‌دار در برخورد میان پروتون و سرب نیز دیده شده است که این پدیده شگفتی بزرگی به شمار می‌آید و به گفته فیزیکدانان می‌تواند با مکانیک کوانتوم در ارتباط باشد. زیرا در این رویداد ذرات بدون اینکه مشخص باشد چگونه مسیر را با یکدیگر هماهنگ می‌کنند،در یک جهت حرکت می‌کنند.
به گفته محققان در شرایط عادی، پروتونها از سه کوارک برخوردارند اما زمانی که سرعت پروتون افزایش یافته و پروتون سنگین میشود، گلئونهای اضافی به آنها می‌چسبند. گلوئونها به شکل امواج و ذرات وجود دارند و عملکرد آنها در حالت موج، با یکدیگر مرتبط و هماهنگ است به بیانی دیگر گلئونهای موجی در هم تنیده هستند. این درهم‌تنیدگی کوانتومی می‌تواند چگونگی حرکت یک‌سوی ذراتی که در فاصله‌ای زیاد از یکدیگر در پروازند را توضیح دهد.
نتیجه این بروخورد‌ها در CMS کاملا غیر‌منتظره بوده و می‌تواند رفتارهایی کاملا جدید را در کوچکترین سطح ممکن نمایش دهد. شفاف‌شدن درک انسان از عملکرد گلئون و کوارک درون پروتونها می‌تواند درک بشر از سازنده‌های بنیادین ماده در جهان و نحوه رفتار آنها بلافاصله پس از انفجار بزرگ را بهبود بخشد.
جهان در سال 2012 به پایان نخواهد رسید
به گزارش ایسنا به نقل از روزنامه لس آنجلس تایمز، نظریه‌های مربوط به آخرالزمان در سال 2012 براساس ادعاهایی بود که با استناد به تقویم قوم مایا گفته بودند سیاره‌ای به نام "نیبیرو" در حال نزدیک شدن به کره زمین است.
سازمان ناسا اعلام کرد: در سال 2012 هیچ اتفاقی برای کره زمین نخواهد افتاد. دانشمندان معتبر سراسر جهان در رابطه با سال 2012 هیچ گونه تهدیدی را علیه زمین تشخیص نداده‌اند.
تعیین این تاریخ مرتبط با پایان یکی از چرخه‌های تقویم باستانی قوم مایا در انقلاب تابستانی و زمستانی در سال 2012 است اما دانشمندان اظهار می‌دارند که تقویم مایاها در این تاریخ به پایان نمی‌رسد و تنها یک چرخه جدید آغاز خواهد شد که مشابه با تقویمی است که امروز ما از آن تبعیت می‌کنیم. 21 دسامبر 2012 تنها پایان یکی از دوره‌های بلند مدت تقویم مایا است که بعد از آن می‌بایست یک دوره دیگر آغاز شود.
به گفته ناسا، داستان‌هایی که درباره سیاره نیبیرو و آستروییدها و شهاب سنگ‌های پراکنده‌ای که قرار است به زمین برخورد کنند، مطرح شده، یک حقه از طرف برخی فرقه های افراطی است.
ناسا در ادامه بیانیه خود گفت: اگر سیاره نیبیرو و یا به اصلاح "سیاره ایکس" واقعیت داشت و به قصد برخورد به سوی زمین در سال 2012 در حال حرکت بود، ستاره شناسان دست کم از یک دهه قبل می‌بایست آن را دیده و در تعقیب تحرکات آن بوده باشند و می‌بایست در حال حاضر با چشم غیر مسلح در آسمان دیده شود.
نظریه نسبیت آلبرت اینشتین
تئوری جاذبه ای که نیوتن (Newton) ارائه کرد، خیلی زود بدون تقریبآ هیچ سوالی جدی مورد پذیرش دانشمندان قرار گرفت. تا اینکه در اوایل قرن بیستم آلبرت اینشتین (Albert Einstein 1879-1955) با ارائه نظریه نسبیت خاص در سال ۱۹۰۵ و نظریه نسبیت عام در سال ۱۹۱۵ نه تنها قوانین فیزیک و جاذبه عمومی نیوتن بلکه پایه های فیزیک عصر خود را لرزاند.
هر چند قبل از او ماکس پلانک (Max Planck) با ارائه نظریه کوانتم (Quantum) تا حد زیادی فیزیک نیوتنی را زیر سئوال برده بود اما اینشتین با انتشار مقاله های خود راجع به تئوری نسبیت رسماً ثابت کرد که فیزیک نیوتن در حالت های بسیار خاص پاسخگوی پدیده های فیزیکی می باشد.وی بعد ها با فعالیت هایی که در سالهای ۱۹۲۰ تا ۱۹۲۵ انجام داد بعنوان یکی از پایه گذاران اصلی مکانیک کوانتم نیز شناخته شد.
آلبرت اینشتین طی سالهای ۱۹۳۰ الی ۱۹۵۵ به بررسی رفتار جهان هستی پرداخت و مقالاتی در این باره منتشر کرد. او می خواست با ترکیب تئوری نسبیت و کوانتم به تئوری جامعی برای مدل کردن جهان هستی دست پیدا کند که زندگی این فرصت را برای تکمیل کار به او نداد. اما بعد ها در سال ۱۹۳۳ هابل (Hubble) و هومنسون (Humanson) با تحقیقاتی که در زمینه کهکشانهای مختلف انجام دادند بر نظریه های او راجع به جهان هستی صحه گذاردند.
آلبرت انیشتین دو نظریه دارد. نسبیت خاص را در سن ۲۵ سالگی بوجود آورد و ده سال بعد توانست نسبیت عام را مطرح کند.
نظریه نسبیت خاص
نسبیت خاص یکی از نظریاتی است که انیشتین مطرح کرده و شامل سه پدیده در سرعت های بالا است .
* انقباض لورنتزی که کاهش طول جسم در مسیر حرکت است
* اتساع زمان که کند شدن زمان است
* افزایش جرم
نسبیت خاص بطور خلاصه تنها نظریه ایست که در سرعتهای بالا ( در شرایطی که سرعت در خلال حرکت تغییر نکند–سرعت ثابت) میتوان به اعداد و محاسباتش اعتماد کرد. جهان ما به گونه ای است که در سرعتهای بالا از قوانین عجیبی پیروی می کند که در زندگی ما قابل دیدن نیستند. مثلا وقتی جسمی با سرعت نزدیک سرعت نور حرکت کند زمان برای او بسیار کند می گذرد. و همچنین ابعاد این جسم کوچک تر میشود. جرم جسمی که با سرعت بسیار زیاد حرکت می کند دیگر ثابت نیست بلکه ازدیاد پیدا می کند. اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند، زمان برایش متوقف می شود، طولش به صفر میرسد و جرمش بینهایت میشود.
حتی زمان هم نسبی می باشد!
از نتایج جالب تئوری نسبیت خاص می توان به بیان ارتباط میان زمان و و فضا (فاصله) و اینکه تمام موجودیت ها در دنیا با یکدیگر مرتبط بوده و بر یکدیگر اثر می گذارند، اشاره کرد. نیوتن معتقد بود که زمان ثابت است و در تمام نقاط به یک صورت عمل می کند. اما اینشتین نشان داد که اینگونه نیست.
مثال جالبی که معمولا” در این باره بیان می شود آن است که دو برادر دوقلو را در نظر بگیرید. یکی روی زمین می ماند و دیگری با یک فضا پیما با سرعت نزدیک به نور به سمت فضا حرکت می کند. پس از آنکه برادر روی زمین ۱۰۰ سال از عمرش بگذرد، برادری که در فضا پیما می باشد فقط یکسال از عمرش گذشته است!
ادامه مطلب ...
3 دسامبر 2012
در سوم دسامبر 2012 اتفاق جالب دیگه ای که می افته که شاید هم ربطی به همین سال عجیب و غریب هم داشته باشه این پدیده جالبه :
در چنین روزی 3 ستاره دقیقا بر روی نوک سه هرم (همترازی) جیزه قرار میگیرند.
این اتفاق هر 2,737 سال یکبار اتفاق می افته.
