|
-انرژي پتانسيل گرانشي
انرژي كه يك جسم صرفاٌ به علت ارتفاعش از سطح زمين دارد، انرژي پتانسيل گرانشي ناميده مي شود. هنگامي كه توپي بر اثر ضربه اي از تپّه بالا مي رود سرعت آن به تدريج كاهش مي يابد تا در نهايت متوقف شود و پس از لحظه اي توقف به طرف پايين بر مي گردد
/>
در ابتدا كه توپ از نقطه ي  شروع به حركت مي كند داراي انرژي جنبشي است. با صرف نظر از اصطكاك وقتي توپ به نقطه ي  مي رسد، اين انرژي جنبشي به انرژي پتانسيل گرانشي تدبيل مي شود و هنگام بازگشت،انرژي پتانسيل گرانشي به انرژي جنبشي توپ تبديل مي شود. اگر اصطكاك نيز در نظر گرفته شود، بخشي از انرژي در اثر اصطكاك به انرژي دروني توپ و سطح زمين تبديل مي شود
/>
/>
انرژي پتانسيل گرانشي  جسمي به جرم  كه در ارتفاع  از سطح زمين قرار دارد، از رابطه زير به دست مي آيد
در اين رابطه،  شتاب گرانشي زمين ناميده مي شود و مقدار آن برابر  است كه براي راحتي در محاسبه، مي توان مقدار آن را به طور تقريبي  در نظر گرفت. يكاي انرژي پتانسيل گرانشي در ، ژول  است
گرما
گرما و روش‌هاي گرماسنجي
در زندگي روزمره از واژه‌هايي مانند گرم،سرد، گرم‌تر، سردتر، داغ، ولرم و خنك استفاده مي‌كنيم. همه‌ي اين واژه‌ها به موضوع مورد بحث اين فصل ما مربوط مي‌شوند كه به بررسي آن مي‌پردازيم
دما
دما معياري است كه ميزان گرمي و سردي جسم‌ها را مشخص ميكند
يك روش تقريبي براي تعيين دماي يك جسم،استفاده از حسّ لامسه است. اين ساده‌ترين نوع دماسنجي است ولي با خطاي زيادي مواجه مي‌شويم
دماسنج
براي اندازه گيري دقيق دما از دماسنج استفاده مي‌كنيم. ساده‌ترين و رايج‌ترين نوع دماسنج دماسنج‌هاي جيوه‌اي و الكلي است
اساس كار دماسنج‌هاي جيوه‌اي و الكلي، انبساط مايع‌ها است. اگر ظرف آبي را روي شعله قرار دهيم، انبساط آب را مي‌توانيم مشاهده كنيم
ساختمان دماسنج جيوه‌اي يا الكلي
مدرّج ساختن دماسنج
رايج‌ترين نحوه ي انتخاب اندازه‌ي دماي مربوط به هر ارتفاع از ستون مايع، نحوه‌ي انتخابي است كه به درجه‌بندي سلسيوس يا سانتي‌گراد معروف است. در اين درجه‌بندي،ابتدا دماسنج را درون مقداري يخ خرد شده‌ي در حال ذوب قرار مي‌دهيم، به صورتي كه مخزن دماسنج به طور كامل داخل يخ باشد. هنگامي كه سطح جيوه در لوله‌ي باريك در محلي ثابت شده آن را علامت مي‌زنيم و عدد صفر را براي آن در نظر مي‌گيريم سپس دماسنج را بالاي سطح آب خالص در حال جوش به صورتي مي‌گذاريم كه مخزن دماسنج در تماس كامل با بخار باشد وقتي سطح جيوه در بالاترين ارتفاع قرار گرفت، آن را علامت مي‌زنيم و عدد صد را براي آن در نظر مي‌گيريم
اينك بين صفر و صد را به صد قسمت مساوي تقسيم مي‌كنيم و هر قسمت را يك درجه‌ي سلسيوس مي‌ناميم. اين درجه‌بندي را به زير صفر و بالاي صد نيز ادامه مي‌دهيم. دماي هر جسم بر حسب درجه سلسيوس را با نماد  نشان مي‌دهيم
نحوه‌ي استفاده از دماسنج
براي اندازه گيري دماي هر جسم توسط دماسنج، آن را به صورتي در تماس با جسم قرار مي‌دهيم كه تمام مخزن دماسنج با جسم موردنظر در تماس باشد. آن گاه مدتي صبر مي‌كنيم تا ارتفاع مايع داخل لوله ثابت شود. در اين وضعيت، عددي كه دماسنج نشان مي‌دهد، دماي جسم است. به عنوان مثال، دماي بدن يك انسان را مي‌توان با استفاده از يك دماسنج پزشكي تعيين كرد
براي اندازه گيري دماي هوا، دماسنج را در محلي نصب مي‌كنيم و از روي آن مي‌توان دماي هوا را در هر لحظه تعيين كرد
گستره‌ي سنجش دما در دماسنج‌هاي الكلي و جيوه‌اي
حد پايين دما حدود  است. اما حد بالاي آن را نمي‌توان تعيين كرد. به عنوان مثال دماي درون داغ‌ترين ستاره‌ها حدود  است
گستره‌ي قابل استفاده از اين دماسنج‌ها بين نقطه‌هاي انجماد و جوش مايع داخل دماسنج است. يعني فقط دماهايي را مي‌توان با آن‌ها اندازه‌گيري كرد كه بالاتر از نقطه‌ي انجماد و پايين‌تر از نقطه‌ي جوش مايع درون دماسنج باشد
الکتریسیته
امروزه در اطراف ما، در منزل، محيط كار، خيابان هاي داخل شهر و . . . هميشه با وسيله هايي روبرو مي شويم كه از انرژي الكتريكي استفاده مي كنند. الكتريسيته در زندگي ما نقش بسيار مهمي را ايفا مي كند. در اين فصل الكتريسيته و كاربردهاي آن را مورد بحث قرار مي دهيم
بار الكتريكي
هر اتم از دو قسمت، شامل هسته و الكترون ها تشكيل مي شود. الكترون ها حول هسته مي چرخند و هسته كه فضاي بسيار كوچكي از اتم را اشغال مي كند، خود از ذره هاي ريزي به نام پروتون و نوترون تشكيل مي شود. بار الكتريكي الكترون، منفي و بار الكتريكي پروتون، مثبت است. اندازه ي بار الكترون و پروتون مساوي است و فقط علامت آن ها متفاوت است
نوترون بار الكتريكي ندارد. هرگاه اتم در حالت عادي باشد، تعداد الكترون ها و پروتون هاي آن با هم مساوي است
/>/>
هنگامي كه يك تيغه ي شيشه اي را با پارچه ي ابريشمي يا يك تيغه ي پلاستيكي را با پارچه ي پشمي مالش دهيم و به خرده هاي كاغذ نزديك كنيم، مشاهده مي كنيم كه خرده هاي كاغذ جذب اين ميله ها مي شوند
/>/>
/>/>/>/>/>
/>
يك تيغه ي شيشه اي را با پارچه ي ابريشمي مالش مي دهيم و به وسيله ي نخ خشك آن را از گرانيگاه آويزان مي كنيم. تيغه ي شيشه اي ديگري را با
پارچه ي ابريشمي مالش داده و به تيغه ي آويخته نزديك مي كنيم. مشاهده مي كنيم، تيغه ي آويخته دور مي شود
/>
/>/>/>
اگر همين اعمال را با دو تيغه ي پلاستيكي كه با پارچه ي پشمي مالش داده شده اند، انجام دهيم، نتيجه ي يكساني حاصل مي شود
/>/>
/>/>
اما اگر آزمايش را با يك تيغه ي شيشه اي كه با پارچه ي ابريشمي باردار شده است و يك تيغه ي پلاستيكي كه با پارچه پشمي مالش داده شده است، انجام دهيم. تيغه ي آويخته به تيغه اي كه در دست ما است نزديك مي شود
/>/>
/>/>
اين آزمايشها نشان مي دهند، دو تيغه ي باردار با بارهاي هم نوع يك ديگر را مي ربايند و دو تيغه ي باردار با بارهاي غيرهم نوع يك ديگر را مي رانند
وقتي يك بادكنك را با پارچه ي پشمي مالش مي دهيم و آن را به ديوار نزديك مي كنيم، باد كنك به ديوار مي چسبد
/>
/>
هرگاه يك شانه ي پلاستيكي را با پارچه ي پشمي مالش دهيم و آن را به آبي كه از يك شير آب جريان دارد، نزديك كنيم، مشاهده مي شود كه آب به طرف شانه كشيده مي شود
/>
/>/>/>/>
مدار الكتريكي
يك مدار الكتريكي ساده از مولد، كليد، مصرف كننده (لامپ) و سيم هاي رابط تشكيل مي شود. وقتي كليد را
مي بنديم، در مدار جريان الكتريكي برقرار مي شود و لامپ روشن مي شود. جهت واقعي جريان الكتريكي در مدار از پايانه ي منفي به پايانه ي مثبت است. ولي طبق قرار دارد، جهت جريان الكتريكي در مدار از پايانه ي مثبت به پايانه ي منفي است
اگر به دو سر يك رسانا، اختلاف پتانسيلي اعمال كنيم، در آن رسانا جريان الكتريكي برقرار مي شود و رسانا در مقابل اين جريان الكتريكي، از خود مقاومت نشان مي دهد. مداري مطابق شكل مي بنديم. با بستن كليد، جريان الكتريكي در مدار برقرار مي شود. جريان الكتريكي مدار و ولتاژ دو سر مقاومت را در جدولي يادداشت مي كنيم
اختلاف پتانسيل دو سر مدار را به كمك منبع تغذيه تغيير مي دهيم و در هر نوبت جريان الكتريكي و ولتاژ را از آمپرسنج و ولت سنج يادداشت مي كنيم. اگر نسبت ولتاژ دوسر مقاومت به جريان الكتريكي مدار را در هر نوبت حساب كنيم، به طور تقريبي عدد ثابتي به دست مي آيد
اين نسبت را مقاومت الكتريكي  مي نامند
قانون اهم
نسبت اختلاف پتانسيل دوسر هر رسانا به جرياني كه از آن مي گذرد، مقدار ثابتي است. اين مقدار ثابت همان مقاومت الكتريكي رسانا است
در اين رابطه، اختلاف پتانسيل يا ولتاژ بر حسب ولت ، جريان الكتريكي برحسب آمپر و مقاومت الكتريكي برحسب اهم  است
|
توان الكتريكي مصرفي در رسانا
آهنگ مصرف انرژي در هر دستگاه الكتريكي را توان مصرفي آن دستگاه مي نامند. توان را با نماد  نمايش مي دهيم و يكاي آن ژول بر ثانيه  يا وات  است. بنابه تعريف، توان الكتريكي مصرفي يك رسانا برابر است با
|
| 
