دانلود ترجمه کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی

دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم – ترجمه اختصاصی

دانلود کتاب

کدام یک از روابط زیر بین دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی F وارد بر یک ذره و موقعیت x ذره SHM را به دست می دهد: (الف) F = -() = -() = () = ؟
– = = = ) ؟
– : -:

) ؟
-: جنبشی صفر و حداکثر انرژی پتانسیل کشسانی سیستم از حالت سکون خارج می شود. بنابراین، هر زمان که بلوک دوباره در 11 سانتی متر از موقعیت تعادل خود قرار گرفت، انرژی جنبشی صفر خواهد داشت، به این معنی که هرگز از آن موقعیت بیشتر از 11 سانتی متر فاصله نخواهد داشت. حداکثر جابجایی آن 11 سانتی متر است:

ج) حداکثر سرعت vm بلوک نوسانی چقدر است و وقتی بلوک این سرعت را دارد کجاست؟
ایده کلیدی
حداکثر سرعت vm دامنه سرعت vxm در معادله است. 15-6. محاسبه: بنابراین، ما داریم

این حداکثر سرعت زمانی اتفاق می‌افتد که بلوک نوسانی در حال عبور از مبدا باشد. شکل را مقایسه کنید 15-6a و 15-6b، جایی که می توانید ببینید که هر زمان x = 0 سرعت حداکثر است. (د) اندازه Am حداکثر شتاب بلوک چقدر است ؟
ایده کلیدی
اندازه Am حداکثر شتاب، دامنه شتاب v2xm در معادله 15-7است.. محاسبه: بنابراین، ما داریم

(ه) ثابت فاز f برای حرکت چیست؟
محاسبات: معادله 15-3 جابجایی بلوک را به عنوان تابعی از زمان نشان می دهد. می دانیم که در زمان t = 0، بلوک در x = xm قرار دارد. جایگزینی این شرایط اولیه، همانطور که آنها نامیده می شوند، به معادله. 15-3 و

(f)) تابع جابجایی x (t) برای سیستم فنری بلوک چیست؟ محاسبه: تابع x (t) به صورت کلی با معادله داده می شود. 15-3. جایگزینی مقادیر شناخته شده در آن معادله

نمونه مسئله 15.02 یافتن ثابت فاز SHM از جابجایی و سرعت
در t = 0، جابجایی x (0) بلوک در یک نوسانگر خطی مانند شکل. 15-7 – 8.50 سانتی متر است. (x (0) را به عنوان “x در زمان صفر بخوانید.”) سرعت بلوک v (0) پس از آن 0.920 m / s است، و شتاب آن a (0) + 47.0 m / s2 است.
(الف) فرکانس زاویه ای v این سیستم چقدر است ؟
محاسبات: بیایید t = 0 را در هر کدام جایگزین کنیم تا ببینیم آیا می توانیم یکی از آنها را برای v حل کنیم. ما پیدا می کنیم

(ب) ثابت فاز f و دامنه xm چیست؟
محاسبات: ما v را می شناسیم و f و xm را می خواهیم. اگر معادله را تقسیم کنیم 15-16 توسط معادله 15-15، یکی از آن مجهولات را حذف می کنیم و دیگری را به یک تابع تریگ کاهش می دهیم

دانلود رایگان کتاب فیزیک هالیدی ترجمه فارسی جلد دوم

15-2 انرژی در حرکت هارمونیک ساده
اهداف یادگیری
پس از خواندن این بخش ، باید بتوانید. . .
15.19 برای نوسانگر فنری بلوک، انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل کشسانی را در هر زمان معین محاسبه کنید.
15.20 بقای انرژی را برای ربط دادن کل انرژی یک نوسانگر بلوک فنر در یک لحظه به کل انرژی در لحظه دیگر اعمال کنید.
15.21 نموداری از انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل و انرژی کل یک نوسانگر بلوکی فنر، ابتدا به عنوان تابعی از زمان و سپس به عنوان تابعی از موقعیت نوسانگر ترسیم کنید.
15.22 برای یک نوسان ساز فنری بلوک، موقعیت بلوک را زمانی که انرژی کل کاملاً انرژی جنبشی است و زمانی که کاملاً انرژی پتانسیل است تعیین کنید.
ایده های کلیدی
● یک ذره در حرکت هارمونیک ساده در هر زمان دارای انرژی جنبشی K = 1mv2 و انرژی پتانسیل U = 1kx2 است. اگر نه اصطکاک وجود دارد، انرژی مکانیکی E = K + U ثابت می ماند حتی اگر K و U تغییر کنند. انرژی در حرکت هارمونیک ساده اکنون نوسانگر خطی فصل 8 را بررسی می کنیم، جایی که دیدیم انرژی بین انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل به عقب و جلو منتقل می شود، در حالی که مجموع این دو – انرژی مکانیکی E نوسانگر – ثابت می ماند. انرژی پتانسیل یک نوسان ساز خطی مانند شکل. 15-7 به طور کامل با فنر همراه است. مقدار آن بستگی به این دارد که فنر چقدر کشیده یا فشرده شده است – یعنی روی x (t). می توانیم از معادله استفاده کنیم. 8-11 و 15-3 برای پیدا کردن

احتیاط: تابعی که به شکل cos2 A نوشته شده است (مانند اینجا) به معنای (cos A) 2 است و نیست همان نوشته cos A2 که به معنی cos (A2) است. انرژی جنبشی سیستم شکل . 15-7 به طور کامل با بلوک مرتبط است. مقدار آن به سرعت حرکت بلوک بستگی دارد – یعنی روی v (t). می توانیم از معادله استفاده کنیم. 15-6 برای پیدا کردن

انرژی مکانیکی از معادله ها به دست می آید. 15-18 و 15-20 و است

بنابراین، کمیت در پرانتز بالا یکا است و ما داریم

انرژی مکانیکی یک نوسانگر خطی در واقع ثابت و مستقل از زمان است. انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی یک نوسان ساز خطی به صورت تابعی از زمان t در شکل 1 نشان داده شده است. 15-8a و به عنوان توابع جابجایی x در شکل. 15-8b. در هر سیستم نوسانی، یک عنصر فنری برای ذخیره انرژی پتانسیل و یک عنصر اینرسی برای ذخیره انرژی جنبشی مورد نیاز است.

بررسی 4
در شکل. 15-7، بلوک دارای انرژی جنبشی 3 ژول و فنر دارای انرژی پتانسیل کشسانی 2 ژول است که بلوک در x = +2.0 سانتی متر باشد. (الف) انرژی جنبشی وقتی بلوک در x = 0 است چقدر است ؟ انرژی پتانسیل دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی زمانی که بلوک در (b)باشد چقدر است . x = -2.0 سانتی متر و (ج) x = —xm؟

شکل 15-8 (الف) انرژی پتانسیل U(t)، انرژی جنبشی K(t)، و انرژی مکانیکی E به عنوان تابعی از زمان t برای یک نوسان ساز هارمونیک خطی. توجه داشته باشید که همه انرژی ها مثبت هستند و انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی در هر دوره دو بار به اوج می رسد. (ب) انرژی پتانسیل U(x)، انرژی جنبشی K(x) و انرژی مکانیکی E به عنوان توابع موقعیت x برای یک نوسان ساز هارمونیک خطی با دامنه xm. برای x = 0 انرژی تماما جنبشی است و برای x = ±xm این همه پتانسیل است.

دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی

نمونه مسئله 15.03 انرژی پتانسیل SHM، انرژی جنبشی، تعدیل کننده های جرمی
بسیاری از ساختمان‌های بلند دارای تعدیل کننده های جرمی هستند که ابزاری ضد نوسان برای جلوگیری از نوسان آنها در باد هستند. این وسیله ممکن است بلوکی باشد که در انتهای فنر و روی یک مسیر روغن کاری شده در نوسان است. اگر ساختمان مثلاً به سمت شرق تاب بخورد، بلوک نیز به سمت شرق حرکت می کند اما با تأخیر کافی به طوری که وقتی در نهایت حرکت کرد، ساختمان سپس به سمت غرب حرکت می کند. بنابراین، حرکت نوسانگر با حرکت ساختمان خارج است. فرض کنید بلوک دارای جرم m = 2.72 × 105 کیلوگرم است و برای نوسان در فرکانس f = 10.0 هرتز و با دامنه xm = 20.0 سانتی متر طراحی شده است. الف) کل انرژی مکانیکی E سیستم فنر – بلوک چقدر است ؟

ب) سرعت بلوک هنگام عبور از نقطه تعادل چقدر است ؟

15-3 یک اسیلاتور هارمونیک ساده زاویه ای
اهداف یادگیری
پس از خواندن این بخش ، باید بتوانید . . .
15.23 حرکت یک نوسان ساز هارمونیک ساده زاویه ای را توصیف کنید.
15.24 برای یک نوسان ساز هارمونیک ساده زاویه ای، رابطه بین گشتاور t و جابجایی زاویه ای u (از تعادل) را اعمال کنید.
15.25 برای یک نوسان ساز هارمونیک ساده زاویه ای، رابطه بین دوره T (یا فرکانس f)، اینرسی چرخشی I و ثابت پیچش k را اعمال کنید.
15.26 برای یک نوسان ساز هارمونیک ساده زاویه ای در هر لحظه، رابطه بین شتاب زاویه ای a، فرکانس زاویه ای v و جابجایی زاویه ای u را اعمال کنید.
ایده کلیدی
● آونگ پیچشی متشکل از جسمی است که روی یک سیم معلق است. هنگامی که سیم پیچ خورده و سپس رها می شود، جسم در حرکت هارمونیک ساده زاویه ای با یک نقطه نوسان می کند.

که در آن I اینرسی دورانی جسم حول محور چرخش و k ثابت پیچشی سیم است.

یک نوسان ساز هارمونیک ساده زاویه ای
شکل 15-9 یک نسخه زاویه ای از یک نوسان ساز هارمونیک ساده را نشان می دهد. عنصر فنری یا خاصیت ارتجاعی به جای امتداد و فشرده شدن فنر همانطور که قبلا داشتیم با پیچش سیم تعلیق مرتبط است. این دستگاه آونگ پیچشی نامیده می شود که به پیچش اشاره دارد.
اگر دیسک در شکل 15-9 را با مقداری جابجایی زاویه ای u از موقعیت استراحت آن (جایی که خط مرجع در u = 0 است) بچرخانیم و آن را رها کنیم، در حرکت هارمونیک ساده زاویه ای حول آن موقعیت نوسان می کند. چرخش دیسک از طریق یک زاویه u در هر جهت باعث ایجاد گشتاور بازیابی می شود

در اینجا k (کاپا یونانی) ثابتی است به نام ثابت پیچشی که به طول، قطر و ماده سیم تعلیق بستگی دارد.
مقایسه معادله 15-22 با معادله 15-10 ما را به این مشکوک می کند که معادله. 15-22 شکل زاویه ای قانون هوک است و ما می توانیم معادله را تبدیل کنیم. 15-13، که دوره SHM خطی را به یک معادله برای دوره SHM زاویه ای می دهد: ثابت فنر k را در معادله جایگزین می کنیم. 15-13 با معادل آن، ثابت k معادله. 15-22، و جرم m را در معادله جایگزین می کنیم. 15-13 با معادل آن، اینرسی چرخشی I دیسک نوسانی. این جایگزینی منجر به

شکل 15-9 آونگ پیچشی یک نسخه زاویه ای از یک نوسان ساز هارمونیک ساده خطی است. دیسک در یک صفحه افقی نوسان می کند. خط مرجع با زاویه ای نوسان می کند
دامنه ام پیچش سیم تعلیق انرژی پتانسیل را مانند فنر ذخیره می کند و گشتاور بازیابی را فراهم می کند.
نمونه مسئله 15.04 نوسان ساز هارمونیک ساده زاویه ای، اینرسی دورانی، دوره
شکل 15-10a یک میله نازک را نشان می دهد که طول آن L 12.4 سانتی متر و جرم آن m برابر با 135 گرم است که در نقطه میانی خود از یک سیم بلند آویزان شده است. دوره Ta آن از SHM زاویه ای 2.53 ثانیه اندازه گیری می شود. یک جسم با شکل نامنظم، که ما آن را شی X می نامیم، سپس از همان سیم مانند شکل 15-10b آویزان می شود و دوره Tb آن 4.76 ثانیه است. اینرسی چرخشی جسم X نسبت به محور تعلیق آن چقدر است ؟
ایده کلیدی
اینرسی چرخشی میله یا جسم X به دوره اندازه گیری شده توسط معادله مربوط می شود. 15-23.
محاسبات: در جدول 10-2e، اینرسی دورانی یک میله نازک حول محوری عمود بر نقطه وسط آن به صورت داده شده است.
1 mL2. بنابراین، برای میله در شکل 15-10a داریم

کتاب pdf

حالا اجازه دهید معادله را بنویسیم. 15-23 دو بار، یک بار برای میله و یک بار برای شی X:

شکل 15-10 دو آونگ پیچشی، متشکل از (الف) یک سیم و یک میله و (ب) یک سیم و یک جسم با شکل نامنظم.
15-4 آونگ، حرکت دایره ای
اهداف یادگیری
پس از خواندن این بخش ، باید بتوانید . . .
15.27 حرکت یک آونگ ساده در حال نوسان را شرح دهید.
15.28 نمودار جسم آزاد یک باب آونگ را با آونگ در زاویه u نسبت به عمود رسم کنید.
15.29 برای نوسانات زاویه کوچک یک آونگ ساده، مربوط می شود
دوره T (یا فرکانس f) تا طول آونگ L.
15.30 بین آونگ ساده و پاندول فیزیکی تمایز قائل شوید.
15.31 برای نوسانات با زاویه کوچک یک آونگ فیزیکی، دوره T (یا فرکانس f) را به فاصله h بین محور و مرکز جرم مرتبط کنید.
15.32 برای یک سیستم نوسانی زاویه ای، فرکانس زاویه ای v را از معادله مربوط به گشتاور t و جابجایی زاویه ای u یا یک معادله مربوط به شتاب زاویه ای a و جابجایی زاویه ای u تعیین کنید.
15.33 بین فرکانس زاویه ای آونگ v (مرتبط با سرعت کامل شدن چرخه‌ها) و du/dt آن (سرعت تغییر زاویه آن با عمودی) تمایز قائل شوید.
15.34 با توجه به داده های مربوط به موقعیت زاویه ای u و نرخ تغییر du/dt در یک لحظه، ثابت فاز f و دامنه um را تعیین کنید.
15.35 توضیح دهید که چگونه شتاب سقوط آزاد می تواند کوچک باشد.با یک آونگ ساده مطمئن شوید.
15.36 برای یک آونگ فیزیکی معین، محل مرکز نوسان را تعیین کنید و معنای آن عبارت را در قالب یک آونگ ساده مشخص کنید.
15.37 چگونگی ارتباط حرکت هارمونیک ساده با حرکت دایره ای یکنواخت را شرح دهید.
ایده های کلیدی
● یک آونگ ساده از میله ای با جرم ناچیز تشکیل شده است که حول انتهای بالایی آن می چرخد و یک ذره (باب) در انتهای پایینی آن متصل است. اگر میله فقط از زوایای کوچک تاب بخورد، حرکت آن تقریباً حرکت هارمونیک ساده با یک نقطه داده شده توسط

 دانلود رایگان کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم

جایی که I اینرسی چرخشی ذره در مورد محور، m جرم ذره و L طول میله است.
● آونگ فیزیکی توزیع جرم پیچیده تری دارد. برای زوایای نوسانی کوچک، حرکت آن حرکت هارمونیک ساده با یک نقطه است

جایی که I اینرسی چرخشی پاندول در مورد محور، m جرم آونگ و h فاصله بین محور و مرکز جرم آونگ است.
● حرکت هارمونیک ساده مربوط به طرح ریزی حرکت دایره ای یکنواخت بر روی قطر دایره است.
آونگ ها
اکنون به دسته ای از دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی هارمونیک ساده می پردازیم که در آنها فنریت با نیروی گرانشی مرتبط است نه با خواص کشسانی یک سیم پیچ خورده یا یک فنر فشرده یا کشیده.
آونگ ساده
اگر یک سیب روی یک نخ بلند تاب بخورد، آیا حرکت هارمونیک ساده ای دارد؟ اگر چنین است، دوره T چیست؟ برای پاسخ، یک آونگ ساده را در نظر می گیریم که از ذره ای به جرم m (به نام باب آونگ) که از یک سر رشته ای غیرکشش ناپذیر و بدون جرم به طول L که در انتهای دیگر ثابت است، معلق است، تشکیل شده است، مانند شکل. 15-11 a. باب آزاد است که در صفحه صفحه، به سمت چپ و راست یک خط عمودی از طریق نقطه محوری آونگ، یعنی گشتاور بازیابی، به جلو و عقب بچرخد. نیروهای وارد بر باب نیروی T: از the هستند ریسمان و نیروی گرانشی F: همانطور که در شکل 15-11b نشان داده شده است، جایی که ریسمان با عمود زاویه ایجاد می کند. ما g را به یک جزء شعاعی Fg cos و یک جزء Fg sin که مماس بر مسیر طی شده توسط bob است، تفکیک می‌کنیم.
این مولفه مماسی یک گشتاور بازیابی را در مورد نقطه محوری آونگ تولید می کند زیرا جزء همیشه بر خلاف جابجایی باب عمل می کند تا باب را به محل مرکزی خود بازگرداند. آن مکان موقعیت تعادل نامیده می شود (u = 0) زیرا آونگ در صورت عدم نوسان در حالت استراحت قرار می گیرد. از معادله 10-41 (t = r⊥F)، می‌توانیم این گشتاور بازیابی را به صورت بنویسیم

دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی pdf

که در آن علامت منفی نشان می دهد که دانلود رایگان کتاب فیزیک هالیدی جلد اول – فارسی  برای کاهش u عمل می کند و L بازوی لحظه ای مولفه نیرو Fg sin u در مورد نقطه محوری است. جایگزینی معادله 15-24 به معادله 10-44 (t = Ia) و سپس با جایگزینی mg به عنوان اندازه Fg، به دست می آوریم.

جایی که I اینرسی چرخشی آونگ در مورد نقطه محوری و a شتاب زاویه ای آن در مورد آن نقطه است. می توانیم معادله را ساده کنیم. 15-25 اگر زاویه u را کوچک فرض کنیم، در آن صورت می توانیم sin u را با u تقریب بزنیم (با اندازه رادیان بیان می شود). (به عنوان مثال، اگر u = 5.00° = 0.0873 rad، آنگاه sin u = 0.0872، اختلاف تنها حدود 0.1%).

این معادله معادل زاویه ای معادله 15-8، است. مشخصه SHM. به ما می گوید که شتاب زاویه ای a آونگ با جابجایی زاویه ای u متناسب است اما علامت آن مخالف است. بنابراین، همانطور که باب آونگ به سمت راست حرکت می کند، مانند شکل 15-11a، شتاب آن به سمت چپ افزایش می یابد تا زمانی که باب متوقف شود و شروع به حرکت به سمت چپ کند. سپس، هنگامی که در سمت چپ موقعیت تعادل قرار می گیرد، شتاب آن به سمت راست تمایل دارد که آن را به سمت راست برگرداند، و به همین ترتیب، همانطور که در SHM به جلو و عقب می چرخد. به طور دقیق تر، حرکت یک نوسان آونگ ساده- عبور از زوایای کوچک تقریباً SHM است. می‌توانیم این محدودیت را برای زوایای کوچک به روش دیگری بیان کنیم: دامنه زاویه ای um حرکت (حداکثر زاویه نوسان) باید کوچک باشد.

شکل 15-11 (الف) یک آونگ ساده. (ب) نیروهای وارد بر باب گرانشی هستند
فرکانس زاویه ای. در اینجا یک ترفند ساده است. زیرا معادله 15-26 همان شکل معادله را دارد. 15-8 برای SHM، می توانیم فوراً فرکانس زاویه ای آونگ را به عنوان جذر ثابت های جلوی جابجایی تشخیص دهیم.

در مسائل تکالیف ممکن است سیستم های نوسانی را ببینید که به نظر شبیه آونگ نیستند. با این حال، اگر بتوانید شتاب (خطی یا زاویه ای) را به جابجایی (خطی یا زاویه ای) مرتبط کنید، سپس می توانید فوراً فرکانس زاویه ای را همانطور که در اینجا انجام دادیم شناسایی کنید.
دوره زمانی. در مرحله بعد، اگر این عبارت را جایگزین v در معادله کنیم. 15-5 (v = 2p/T)، می بینیم که دوره پاندول ممکن است به صورت نوشته شود

تمام جرم یک آونگ ساده در جرم m از باب ذره مانند که در شعاع L از نقطه محوری قرار دارد، متمرکز می شود. بنابراین، می توانیم از معادله استفاده کنیم. 10-33 (I = mr2) برای نوشتن I = mL2 برای اینرسی چرخشی آونگ. جایگزین کردن این به معادله 15-27 و ساده سازی و سپس بازده

شکل 15-12 یک آونگ فیزیکی. دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی بازیابی hFg sin u است. وقتی u = 0، مرکز جرم C مستقیماً زیر نقطه محوری O آویزان می شود.
آونگ فیزیکی
یک آونگ واقعی که معمولاً پاندول فیزیکی نامیده می شود، می تواند توزیع جرم پیچیده ای داشته باشد. آیا آن را نیز تحت SHM؟ اگر هست دوره آن چقدر است ؟
شکل 15-12 یک آونگ فیزیکی دلخواه را نشان می دهد که با زاویه u به یک طرف جابجا شده است. نیروی گرانشی F: در مرکز جرم C، در فاصله h از نقطه محوری O عمل می کند. مقایسه شکل ها. 15-12 و 15-11b فقط یکی را نشان می دهد.
تفاوت مهم بین یک آونگ فیزیکی دلخواه و یک آونگ ساده. برای یک آونگ فیزیکی، مولفه بازگرداننده Fg sin u نیروی گرانشی به جای طول رشته L، بازوی لحظه ای با فاصله h حول نقطه محوری دارد. آونگ ساده از طریق معادله. 15-27. دوباره (برای um کوچک)، متوجه می‌شویم که حرکت تقریباً SHM است. اگر L را با h در معادله 15-27، جایگزین کنیم. می توانیم دوره را به صورت بنویسیم

مانند آونگ ساده، I اینرسی چرخشی آونگ در مورد O است. با این حال، اکنون I به سادگی mL2 نیست (به شکل پاندول فیزیکی بستگی دارد)، اما همچنان با m متناسب است.
یک آونگ فیزیکی اگر در مرکز جرم خود بچرخد نمی‌چرخد. به طور رسمی، این مربوط به قرار دادن h = 0 در معادله 15-29 است. سپس آن معادله T: ∞ را پیش‌بینی می‌کند، که به این معنی است که چنین آونگی هرگز یک نوسان را کامل نمی‌کند.
متناظر با هر آونگ فیزیکی که حول یک نقطه محوری O با دوره T نوسان می کند، یک آونگ ساده به طول L0 با دوره T یکسان است. ما می توانیم L0 را با معادله پیدا کنیم. 15-28. نقطه امتداد آونگ فیزیکی در فاصله L0 از نقطه O را مرکز نوسان پاندول فیزیکی برای نقطه معلق معین می گویند.
اندازه گیری g
می‌توانیم از یک آونگ فیزیکی برای اندازه‌گیری شتاب سقوط آزاد g در یک مکان خاص در سطح زمین استفاده کنیم. (هزاران بی شماری از این اندازه گیری ها در طول اکتشاف ژئوفیزیک انجام شده است.)
برای تجزیه و تحلیل یک مورد ساده، آونگ را یک میله یکنواخت به طول L در نظر بگیرید که از یک سر معلق است. برای چنین آونگی، h در معادله. 15-29، فاصله بین نقطه محوری و مرکز جرم، 1 لیتر است. جدول 10-2e به ما می گوید که اینرسی چرخشی این آونگ حول محوری عمود بر مرکز جرم آن 1 میلی لیتر است. از قضیه محور موازی معادله 10-36 (I = Icom + Mh2)، سپس متوجه می شویم که اینرسی چرخشی حول محور عمود بر یک انتهای میله برابر است.

بنابراین، با اندازه گیری L و دوره T، می توانیم مقدار g را در محل آونگ پیدا کنیم. (اگر قرار است اندازه‌گیری‌های دقیقی انجام شود، به تعدادی اصلاحات نیاز است، مانند چرخاندن آونگ در یک محفظه تخلیه‌شده.)
بررسی 5
سه آونگ فیزیکی با جرم‌های m0، 2m0 و 3m0، شکل و اندازه یکسانی دارند و در یک نقطه معلق هستند. جرم ها را بر اساس دوره های آونگ ها رتبه بندی کنید، اول بزرگترین.
نمونه مسئله 15.05 آونگ فیزیکی، دوره و طول
در شکل 15-13a، یک چوب متر حول یک نقطه محوری در یک انتها، در فاصله h از مرکز جرم چوب می چرخد. (الف) دوره نوسان T چیست؟
ایده کلیدی L0
چوب یک آونگ ساده نیست زیرا جرم آن در یک باب در انتهای مخالف نقطه محوری متمرکز نشده است. بنابراین چوب یک آونگ فیزیکی است.

شکل 15-13 (الف) یک چوب متر که از یک طرف به عنوان یک آونگ فیزیکی آویزان شده است. (ب) آونگ ساده ای که طول آن L0 طوری انتخاب شود که دوره های دو آونگ برابر باشد.
نقطه P در آونگ (a)مرکز نوسان را نشان می دهد.

توجه داشته باشید که نتیجه مستقل از جرم m آونگ است. (ب) فاصله L0 بین نقطه محوری چوب و مرکز نوسان چوب چقدر است ؟
محاسبات: ما طول L0 آونگ ساده (طراحی شده در شکل 15-13b) را می خواهیم که دارای دوره مشابه با آونگ فیزیکی (چوب) شکل 15-13a باشد. تنظیم معادلات (15-32) 15-28 و 15-33 بازدهی مساوی

در شکل 15-13a، نقطه P این فاصله را از نقطه تعلیق O نشان می دهد. بنابراین، نقطه P مرکز نوسان چوب برای نقطه تعلیق داده شده است. نقطه P برای انتخاب سیستم تعلیق متفاوت متفاوت خواهد بود.
حرکت هارمونیک ساده و حرکت دایره ای یکنواخت
در سال 1610، گالیله با استفاده از تلسکوپ تازه ساخته خود، چهار قمر اصلی مشتری را کشف کرد. در طول هفته‌ها رصد، به نظر می‌رسید که هر قمر نسبت به سیاره به عقب و جلو حرکت می‌کند، چیزی که امروز آن را حرکت هارمونیک ساده می‌نامیم. دیسک سیاره نقطه وسط حرکت بود. سابقه مشاهدات گالیله که به دست خودش نوشته شده است، در واقع هنوز در دسترس است.
A. P. French از MIT از داده‌های گالیله برای تعیین موقعیت قمر کالیستو نسبت به مشتری (در واقع، فاصله زاویه ‌) ‌–ً ؟ ً -؟

دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم فارسی – ویرایش جدید

دانلود کتاب فیزیک هالیدی جلد دوم - ترجمه اختصاصی

URL: https://pdf-ketab.ir/download/pdf/book/8c/

نویسنده: saman

امتیازدهی ویرایشگر:
5