حرکت
حرکت (فیزیک)

حرکت در فیزیک به معنی تغییر مکان جسم در ارتباط با زمان است. حرکت در فیزیک از نیرو ناشی می‌شود و با مفاهیم سرعت، شتاب، جابجایی و زمان مرتبط است.بنا بر قانون اول نیوتن، سرعت یک جسم تنها در حالتی تغییر می‌کند که نیرویی جدید به آن وارد شود؛ این مفهوم تحت عنوان اینرسی شناخته می‌شود.

حرکت همیشه بر اساس یک مرجع بررسی می‌شود و اگر مرجع ثابتی وجود نداشته باشد حرکت مطلق قابل مشاهده نیست، بنا بر همین استدلال، باید از حرکت نسبی سخن گفت.در این نگاه اگر چیزی بنا به یک مرجع ثابت باشد، به شکل نسبی در حال حرکت نسبت به مراجع دیگر است و به همین دلیل ادعا می‌شود که در جهان، همه چیز حرکت می‌کند.





نیرو
نیرو در فیزیک کمیتی برداری است که باعث شتاب گرفتن اجسام می‌شود. نیرو را به طور شهودی می‌توان با کشیدن یا هُل‌دادن توصیف کرد. شتاب جسم متناسب است با جمع برداری همهٔ نیروهای وارد بر جسم. در یک جسم صُلب (یعنی جسمی که ابعادش در فضا گسترده است و نمی‌توان آن را با یک نقطه تقریب زد) نیرو می‌تواند جسم را بچرخاند، تغییرشکل دهد یا فشار وارد بر آن را بیفزاید. اثرات چرخشی با گشتاور و تغییر شکل یا فشار با تنش توصیف می‌شوند.




تاریخچه
مفهوم نیرو از زمان‌های دور، در استاتیک و دینامیک مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعات باستانی روی استاتیک، در قرن سوم قبل از میلاد، در کارهای ارشمیدس به حد نهایی خود رسید که هم اکنون نیز قسمت‌هایی از فیزیک مدرن را تشکیل می‌دهند. در مقابل، دینامیک ارسطو، سوء تدبیرهایی شهودی از نقش نیرو ایجاد کرد که نهایتاً در قرن هفدهم و به خصوص در کارهای ایزاک نیوتن، تصحیح شدند. با پیشرفت مکانیک کوانتومی، هم اکنون می دانیم که ذرات از طریق بر هم کنشهای بنیادین، بر یکدیگر اثر می گذارند و لذا مدل استاندارد فیزیک ذرات، ادعا می‌کند که هر چیزی که اساساً به عنوان نیرو مشاهده می‌شود، در حقیقت توسط بوزونهای معیار تأثیر می گذارد. تنها چهار برهم کنش اساسی شناخته شده که به ترتیب قدرت عبارتند از: قوی، الکترومغناطیسی، ضعیف (که در سال ۱۹۷۰، الکتروضعیف (electroweak)به یک بر هم کنش واحد انجام شدند) و گرانشی.نیوتون یکی از بزرگ‌ترین پژوهش گران در مورد نیرو است.




مفاهیم پیش از نیوتن

مشهور است که ارسطو، نیرو را به عنوان هر چیزی که باعث می‌شود شیئی یک «حرکت غیر طبیعی» انجام دهد، توصیف کرد.

از قدیم، مفهوم نیرو برای کار کردن هر یک از هفت نوع ماشین ساده، اساسی تلقی می‌شده است. کمک مکانیکی که یک ماشین ساده فراهم می‌آورد، اجازه می‌داد تا یک نیروی کم را برای اثر گذاشتن روی جسمی در فاصله دورتر به کار برد. تجزیه تحلیل ویژگی‌های این چنین نیروها نهایتاً در کارهای ارشمیدس به غنی‌ترین حالت خود رسید، که به خصوص به خاطر فرمول‌بندی‌کردن رفتار «نیروهای شناور» نهفته در سیالات معروف است.

پیشرفت‌های فلسفه‌ای مفهوم یک نیرو در کاهایی از ارسطو به چشم می‌خورد. در کیهان شناسی ارسطویی، دنیای طبیعی چهار عنصر را نگه می‌داشت که در «حالات طبیعی» وجود داشتند. ارسطو عقیده داشت که برای اشیاء سنگین روی زمین مانند آب و زمین، حالت طبیعی این است که بدون حرکت روی زمین بمانند و این که آنها اگر تنها باشند، تمایل دارند به این حالت برسند. او بین میل ذاتی اشیاء برای رسیدن به «جای طبیعی» (برای مثال افتادن اشیاء سنگین) که به یک حرکت طبیعی منجر می‌شود، و حرکت غیرطبیعی یا اجباری که به عملکرد پیوسته یک نیرو محتاج است، تمایز قایل شد. این نظریه مبتنی بر مشاهدات روزمره این که اشیاء چگونه حرکت می‌کنند (مثلاً این که عملکرد ثابت یک نیرو برای حرکت کردن یک ارابه لازم است) مشکلات مفهوم زیادی از جمله برای توجیه رفتار پرتابه‌ها (مثلاً حرکت یک پیکان) داشت. این کاستی‌ها به طور کامل در قرن هفدهم در کارهای گالیله حل شد که متأثر از این ایده موجود در اواخر قرون وسطی بود که اشیائی که در یک حرکت اجباری هستند، یک نیروی ذاتی جنبشی با خود حمل می‌کنند.

گالیله در اوایل قرن هفده آزمایشی انجام داد که در آن سنگ‌ها و گلوله‌های توپی هر دو به پایین غلت داده می‌شدند تا به این وسیله نظریه حرکت ارسطو را رد کند. او نشان داد که اشیاء به مقداری مستقل از جرمشان، توسط گرانش شتاب می‌گیرند و بحث کرد که اشیاء همواره سرعت اولیه خودشان را بازمی یابند مگراینکه روی آنها نیروی مثلاً اصطکاک عمل کند.




مدل‌های بنیادی نیرو
همهٔ نیروهایی که در جهان دیده می‌شوند، از چهار نیروی بنیادی سرچشمه می‌گیرند. نیروی هسته‌ای قوی و ضعیف فقط در اندازه‌های بسیار کوچک دیده می‌شوند و اجزای بنیادی ماده (ذرات زیراتمی) را در کنار هم نگه می‌دارند. نیروی الکترومغناطیسی بین بارهای الکتریکی و نیروی گرانش بین اجسام جرم‌دار اثر می‌کند. همهٔ نیروهای دیگر در طبیعت بر پایهٔ این چهار نیرو هستند. مثلاً نیروی اصطکاک به خاطر برهم‌کنش الکترومغناطیسی بین اتم‌های سطح دو جسم است یا نیروی فنر (قانون هوک) نیز به خاطر نیروهای الکترومغناطیسی بین اتم‌های سازندهٔ فنر است. نیروهای مرکزگرا (یا گریزازمرکز) در واقع نیروهای مَجازی هستند که به خاطر چرخش دستگاه مختصات دیده می‌شوند.




نیروهای نابنیادی

خیلی وقت‌ها در توصیف پدیده‌ها از برخی جزئیات آن‌ها چشم می‌پوشیم. این کار باعث می‌شود بتوانیم مدل‌های ساده‌ای برای آن‌ها بسازیم و نیروهایی را تعریف کنیم که پدیده را به تقریب توصیف می‌کنند.




نیروی عمودبرسطح

وقتی جسمی را روی سطح همواری می‌گذاریم، نیروی گرانشی به آن وارد می‌شود. برای این که جسم در سطح فرونرود، نیرویی نیز از سوی سطح به جسم وارد می‌شود. این نیرو به خاطر رانش الکترومغناطیسی بین اتم‌های جسم و اتم‌های سطح است و نیروی عمودبرسطح نام دارد. مقدار این نیرو همیشه به اندازه‌ای است که نیروهای دیگر عمود بر سطح (مانند وزن جسم) را خنثی کند.




اصطکاک

اصطکاک نیرویی است که با حرکت دو سطح نسبت به هم مخالفت می‌کند. مقدار این نیرو منتاسب است با نیروی عمودبرسطح بین دو جسم. در مدل‌های ساده‌شده، اصطکاک را در دو دستهٔ اصطکاک جنبشی و اصطکاک ایستایی رده‌بندی می‌کنند.

نیروی اصطکاک ایستایی f_s وقتی دو جسم نسبت به هم ساکن‌اند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و دقیقاً مخالف نیرویی است که می‌خواهد دو جسم را نسبت به هم بلغزاند. این نیرو مقدار بیشینه‌ای دارد که با نیروی عمودبرسطح متناسب است

ضریب تناسب \mu_s ضریب اصطکاک ایستایی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. مقدار نیروی اصطکاک می‌تواند بین صفر تا این مقدار بیشینه تغییر کند.

نیروی اصطکاک جنبشی f_k وقتی دو جسم نسبت به هم در حرکتند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و مقدار آن ثابت و برابر با f_{k}=\mu_k N است. این نیرو در خلاف جهت حرکت دو جسم نسبت به یکدیگر است و با حرکت آن‌ها مخالفت می‌کند. ضریب تناسب \mu_k ضریب اصطکاک جنبشی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. \mu_k معمولاً کوچک‌تر از \mu_s است.

مدل ساده‌شدهٔ بالا فقط به تقریب درست است. مثلاً در این مدل نیروی اصطکاک به مساحت تماس دو جسم وابسته نیست، حال آن‌که در عمل این نیرو به سطح تماس دو جسم بستگی زیادی دارد.




نیروی مقاوم شارّه

نیروی مقاومت شاره هنگامی که جسمی با سرعت در یک شاره (سیال) مانند آب یا هوا حرکت می‌کند به آن وارد می‌شود. این نیرو خلاف جهت حرکت جسم است و مقدارش تابعی از سرعت جسم است.




مکانیک نیوتنی
ایزاک نیوتن، اولین کسی است که به طور صریح بیان کرده است که یک نیروی ثابت، یک میزان ثابت تغییر (مشتق زمانی) اندازه حرکت را موجب می‌شود. در حقیقت او اولین و تنها تعریف مکانیکی نیرو را ارائه داد (به صورت مشتق زمانی اندازه حرکت

در سال ۱۶۸۷ نیوتن کتاب "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica " خود را چاپ کرد که در آن او از مفاهیم اینرسی، نیرو و ایستایی برای توصیف حرکت اشیاء استفاده کرد.

خدمت بعدی نیوتن به نظریه نیرو قانون متد کردن حرکت اجسام آسمانی بود که ارسطو با مشاهده حرکت روی زمین، می پنداشت که آنها در یک حالت طبیعی حرکت ثابت هستند. او قانون جاذبه را ارائه داد که می‌توانست برای حرکت‌های آسمانی که قبلاً توسط قانون حرکت سیاره‌ای کپلر قابل توجیه بودند، به کار رود. مدل نیروی جاذبه او چنان قوی بود که از آن برای پیش بینی وجود اجسامی بزرگ همانند نپتون استفاده شد قبل از اینکه آنها را واقعاً مشاهده کنند.



جابه‌جایی

جابجایی، در دینامیک حرکتی است که در آن، همهٔ نقاط جسم به یک اندازه و در یک جهت حرکت کنند.

در جسمی که حرکت جابجایی انجام می‌دهد، اگر خط راستی در صفحه روی جسم رسم شود، امتداد خط در طول مدت حرکت ثابت می‌ماند.

در جابجایی، هر نقطهٔ جسم مانند (x, y, z) با استفاده از رابطهٔ زیر به نقطهٔ جدید جابجا می‌شود:
برای یک جسم در فضا، جابجایی می‌تواند حاصل جمع سه جابجایی در راستای سه محور باشد که به جسم سه درجه آزادی می‌دهد. در حقیقت حرکت کلی یک جسم صلب در فضای سه‌بعدی، حاصل ۳ جابجایی در راستای ۳ محور و ۳ دوران به دور ۳ محور (۶ درجه آزادی) است. ولی برای یک ذره، با توجه به درنظر نگرفتن ابعاد آن، دوران معنی نمی‌دهد و ذره تنها ۳ درجه آزادی دارد.
شکل نمودار مکان زمان در حرکت با سرعت یا شتاب ثابت

در حرکت با سرعت ثابت، شکل نمودار مکان-زمان به صورت یک خط است و معادله آن خط، همان معادله حرکت یا معادله جابجایی است. فرم کلی معادله مکان زمان به صورت x=vt+x0 است که در آن، x و v به‌ترتیب مکان و سرعت متحرک در لحظهٔ t و x0 مکان اولیهٔ متحرک است.

حرکت با شتاب ثابت: در حرکت با شتاب ثابت، شکل نمودار مکان زمان به صورت یک سهمی به معادلهٔ x=1/2 at2 + v0t +x0است که در آن، x و a به‌ترتیب مکان و شتاب متحرک در لحظهٔ t و x0 و v0 به‌ترتیب مکان و سرعت اولیهٔ متحرک است.




دور بر دقیقه

دور بر دقیقه، (به انگلیسی: Revolutions Per Minute)، که به اختصار به‌صورت r/min، rpm، RPM یا r.min−۱ نشان داده می‌شود، یکی از یکاهای اندازه‌گیری سرعت دورانی است. این یکا، بیان‌کنندهٔ تعداد دورهای چرخشی کاملی است که یک قطعه در مدت یک دقیقه به دور یک محور ثابت انجام می‌دهد. این یکا معمولاً برای بیان سرعت چرخش در ماشین‌های دوار مورد استفاده قرار می‌گیرد.




سامانه استاندارد بین‌المللی یکاها

بر اساس سامانه استاندارد بین‌المللی یکاها (SI)، دور بر دقیقه یک یکای استاندارد نیست. دلیل آن است که دوران و چرخش یک مفهوم معنایی است نه یک یکا. در این سامانه، کمیت‌های بسامد و سرعت دورانی به‌ترتیب با f و ω یا Ω نشان داده شده و یکای آنها در سامانهٔ استاندارد یکاها، s−۱ یا هرتز برای بسامد و rad·s−۱ برای سرعت دورانی است.

در دینامیک، برای محاسبات سرعت دورانی و از نظر دیمانسیون، باید از یکای رادیان بر ثانیه برای سرعت دورانی استفاده شود و یکاهای دور بر دقیقه یا هرتز، همه باید به رادیان بر ثانیه تبدیل شوند.




سرعت فیلم
سرعت فیلم یا ایزو عددی است که جهت اندازه‌گیری حساسیت فیلم عکاسی یا حسگرهای الکترونیکی استفاده می‌شود. در دوربین آنالوگ هرچه حساسیت فیلم بیش‌تر باشد نیاز به نور کمتری خواهد بود ولی کیفیت عکس‌ها نیز کاهش پیدا می‌کند. در دوربین دیجیتال، حساسیت دوربین، مقدار تقویت خروجی حسگر را تعیین می‌کند. هرچه خروجی بیشتر تقویت شود، نیاز به نور کمتر خواهد بود ولی افزایش تقویت، باعث افزایش نویز و در نتیجه کاهش کیفیت می‌شود.فیلم‌هایی که حساسیت کمی به نور دارند نیاز به زمان نوردهی بیشتری دارند و فیلم‌های حساسیت پایین نامیده می‌شوند. عکس این فیلم‌ها، فیلم‌هایی هستند که حساسیت بیشتری به نور دارند. با این فیلم‌ها برای گرفتن عکسی مشابه با فیلم‌های حساسیت پایین زمان نوردهی کمتری لازم است. حساسیت فیلم بر اساس دو استاندارد دی‌آی‌ان و ای‌اس‌ای سنجیده می‌شود.



منحنی سانسیتومتری
سرعت فیلم در فیلم سیاه و سفید از نسبت چگالی نور با دامنه آن بوجود می‌آید.

معمولاً در این منحنی، پنج منطقه وجود دارد : فوگ یا خفگی، پاشنه، منطقه خط راست، شانه، و منطقه اُوراکسپوز.

تعیین سرعت برای نگاتیو رنگی در مفهوم مشابه اما بسیار پیچیده تر است، چون برای هر یک رنگ‌های آبی، سبز و قرمز، منحنی و محاسبه جداکانه‌ای وجود دارد.



باد (یکا)
در مخابرات و الکترونیک، باد (به انگلیسی: Baud یا به صورت مخفف Bd)، معادل علامت در ثانیه یا پالس بر ثانیه است. آن واحد درجه یا میزان سمبل است، همچنین بصورت مقدار در ثانیه (band rate) یا مقدار مدولاسیون (تغییر) مشخص می‌شود، تعداد تغییرات سمبل متمایز (سیگنال رخدادها) برای انتقال متوسط در هر ثانیه بصورت یک سیگنال مدول شده، بصورت دیجیتال یا یک کد خط، ایجاد می‌شود. مقدار در ثانیه مرتبط با بیت می‌باشد اما نباید با میزان بیت آشکار بصورت بیت یا بیت‌ها با هم اشتباه شوند. زمان تداوم سمبل، نیز بعنوان واحد وقفه (فاصله) مشخص می‌شود، که می‌تواند مستقیماً بعنوان زمان بین انتقالات با بررسی یک دیاگرام چشمی از یک نوسان نما (Oscilloscope) اندازه گیری شود. زمان تداوم یا استمرار سمبل Ts می‌تواند بصورت زیر محاسبه گردد: که در آن fs مقدار سمبل است.یک مثال ساده :مقدار ثانیه ۱kBd=1000Bd مترادف با مقدار سمبل ۱۰۰۰ نماد در هر ثانیه است. در مورد یک مودم، این متناظر و سازگار با ۱۰۰۰ تون (درجة صدا) در هر ثانیه است، و در مورد یک کد خط، این متناسب با ۱۰۰۰ پالس در هر ثانیه می‌باشد. زمان استمرار سمبل ۱۰۰۰/۱ ثانیه برابر با ۱ میلی ثانیه می‌باشد. واحد مقدار در ثانیه پس از Baudot Emile (امیل بادوت) مخترم کد Baudot برای تله گرافی نامگذاری شد، و بعنوان واحدهای SI معرفی می‌گردد. اولین حرف نماد آن حرف بزرگ (Bd) می‌باشد، اما زمانی که واحد، املای کلمه را می‌گوید باید بصورت حروف کوچک (band) نوشته شود، مگر آنکه در ابتدای یک جمله باشد.




محتویات
۱. ارتباط با مقدار بیت آشکار ۲. همچنین ببینید ۳. رفرنس‌ها ۴. لینک‌های بیرونی ارتباط با مقدار بیت آشکار مقدار نماد یا سمبل مرتبط با مقدار بیت آشکار می‌باشد البته نباید با آن مغشوش یا اشتباه شود. عبارت مقدار در ثانیه (band rate) گاهی بصورت اشتباه برای معنی مقدار بیت بکار رفته است، زیرا این مقادیر در مودم‌های قدیمی، مانند ساده ترین لینک‌های ارتباطی (مخابراتی) دیجیتال که فقط یک بیت را در هر نماد بکار می‌برند، یکسان هستند، بصورتی که (O) دوتایی یا جفتی از طریق یک سمبل یا نماد ارائه می‌گردد، و (۱) دوتایی بواسطه نماد دیگری عرضه می‌شود. در مودم‌های پیشرفته تر و تکنیک‌های انتقال داده‌ها، یک سمبل یا نماد بیشتر از دو حالت دارد، به گونه‌ای که آن بیشتر از یک بیت را عرضه می‌کند که همیشه دقیقاً یکی از دو حالات را عرضه می‌کند. اگر بیت‌های N در هر نماد حمل شوند، و مقدار آشکار بیت R باشد، شمولیت ثابت کدگذاری کانالترکیبات دامنه، فاز و یا فرکانس. مثلاً در یک مودم ۶۴QAM، M=۶۴ می‌باشد، بنابراین مقدار بیت N=۶ برابر مقدار در ثانیه (band) می‌باشد. در کد خط، این موارد، مقادیر ولتاژ متفاوت M می‌باشد. نسبت، احتمالاً حتی یک عدد صحیح نمی‌باشد، در کد گذاری ۴B3T، مقدار بیت ۳/۴ مقدار در ثانیه می‌باشد. (یک میانجی مقدار خالی با ۱۶۰ کیلو بیت داده‌های خام در ۱۲۰ کیلو در ثانیه عمل می‌کند) به عبارت دیگر، کدگذار منچستر مقدار بیت مساوی با ۲/۱ مقدار در ثانیه است. با گرفتن اطلاعات در هر پالس N در بیت / پالسی که لگاریتم پایة ۲ از تعداد پیام‌های متمایز M می‌باشد نمی‌تواند ارسال شود




نور-ثانیه
نور-ثانیه یا یک ثانیه نوری یکای اندازه‌گیری درازا هست که در اخترشناسی, مخابرات نظریه نسبیت کاربرد دارد و به فاصله‌ای که نور در یک ثانیه در شرایط خلا طی می‌کند گفته می‌شود که برابر است با 299,792,458 متر. ثانیه نوری مبنایی برای دیگر واحدهای مشابه مانند دقیقه نوری، ساعت نوری و روز نوری است که در مقالات علمی برای یکای فاصله از آن استفاده می‌کنند همچنین نانو نور (که فقط بر پایه سیستم آمریکایی و انگلیسی فوت هست) نیز بر پایه ثانیه نور تعریف می‌گردد. سال نوری بیشترین استفاده را برای یکای مسافت‌های طولانی دارد که بر پایه سال ژولینی (اخترشناسی) (نه گاه‌شماری میلادی) تعریف می‌گردد که دقیقا دارای ۳۶۵٫۲۵ روز هست که دقیقا برابر با ۸۶۴۰۰ یکای ثانیه‌است. 
... page1 - page2 - page3 - page4 - page5 - page6 - page7 ...