سیگما

1. وزن (نيروي گرانش) هر قدر از زمين دو ر شويد به اندازه‌ي مجذور فاصله كم خواهد شد.

2. جرم و لختي يك مفهوم در دو كلمه‌ي جداگانه هستند!

3. سرعت ثابت و سرعت صفر به معناي اين است كه نيروي كُل و شتاب صفر است.

4. وزن (برحسب نيوتن) جرم ضربدر شتاب است (w=mg) جرم وزن نيست! (اين غلط مصطلحي است كه در همه جا غير ار فيزيك وزن را برحسب واحد جرم بيان مي‌كنند!؟)

5. سرعت، جابه‌جايي، تكانه، نيرو و شتاب همگي از نظر رياضيات برداري هستند. يعني به جهت بستگي دارند.

6. تندي (اندازه‌ي سرعت)، فاصله، زمان و انرژي (برحسب ژول) كميت‌هاي اسكالر هستند. يعني مقدار معيني هستند بدون وابستگي به جهت.

7. در صفر درجه بردارها نتيجه اي برابر مجموع خودشان را دارند. در 180 درجه دو بردار نتيجه برابر تفريق آن‌هاست. از اين تفريق تا جمع با در نظر گرفتن هر دو حالت نتيجه ي كُل بدست مي‌آيد.

8. نيروي مركزگرا و شتاب مركزگرا بردارهايي هستند در جهت مركز دايره (بردار سرعت مماس بايد مماس بر دايره باشد).

9. نيروي كُلي كه به تعادل نرسيده باشد، بايد حركت شتاب‌دار داشته باشد.

10. شيب نمودار فاصله و زمان سرعت را نشان مي‌دهد (زاويه‌ي شبي نسبت به خط افقي يا عمودي برحسب اينكه كدام يك در مخرج كسر باشند. طبيعتاً مي‌دانيم كه سرعت يعني مقدار جابه‌جايي در مدت زمان از اين جابه‌جايي. پس اگر در نمودار زمان محور افقي باشد، بايد در مخرج كسر قرار گيرد. و نكته‌ي ديگر اينكه اگر نمودار برعكس بود زاويه‌ي متمم آن سرعت خواهد بود.).

11. نيروي در هر حال تعادل برابر است با يك مقدار اسكالر يا معين ولي در جهت مخالف نتيجه‌ي برداري.

12. تكانه در تمامي برخوردهاي فيزيكي پايسته يا اصطلاحاً داراي بقا است (قوانين بقا فقط در مكانيك نيوتني نيست كه بايد برقرار باشد. اين يك قاعده‌ي طبيعت است. در ذرات بنيادي يا كوانتمي هم بايد برقرار باشد. مي توانيد براي نتايج آن به زنگ ترفيح‌هاي نوترينو، انرژي و غيره مراجعه كنيد كه با استفاد از آن ذرات جديدي حتي كشف شدند. براي اطلاع بيش‌تر كتاب‌هاي فيزيك مكانيك-فيزيك مدرن).

13. مقدار معين يا اسكالر جمله‌اي است كه براي مشخص كردن ميزان بزرگي كميت بردار ي استفاده مي‌شود (مثلاً 2i يعني برداري كه بزرگي 2 برابر واحد بردار در دستگاه مختصات دارد و در جهت x است. 2 اينجا همان كميت اسكالر است.)

كتابهاي مفيد:
1. فيزيك پايه جلد 1، فرانك جي. بلت. انتشارات فاطمي.
2. فيزيك اوهانيان جلد 1،‌نشر دانشگاهي و يك ترجمه هم انتشارات فاطمي.
3. فيزيك هاليدي جلد1، ترجمه‌هاي متعددي در بازار كتاب موجود است.
4. طرح درسي هاروارد، مكانيك نيوتني، انتشارات فاطمي.
5. دوره‌ي درسي فيزيك جلد 1،لندسبرگ، انتشارات فاطمي. توضيحات مفصلي در اين كتاب درباره‌ي فيزيك مي‌خوانيد كه با كم‌ترين فرمول ولي نه بدون فرمول بيان شده. براي دانش‌آموزان راهنمايي و دبيرستان منبعي عالي است.

در پيچ‌هاي تند مثلاً اگر كاميوني يا ماشيني مجبور به حركت ناگهاني شود و يا راننده خوابش ببرد و كمربند بسته باشد، نمي‌تواند عكس‌العملي درمقابل رفتن ماشين به سمت دره نشان دهد. نتيجه بيش از پيش تأسف بار مي‌شود. ولي اگر كمربند باز باشد مي تواند از ماشين بيرون بپرد. سالم ماندنش را نمي دانيم! 

اصل كار و انرژي بايد در هر برخوردي برقرار باشد و همين نشان ني دهد كه كار انجام شده بايد برابر انرژي جنبشي راننده باشد. فاصله‌ي كوتاه‌تر ايستادن ماشين از زمان ترمز يا عكس‌العمل راننده نيروي برخورد يا عكس ‌العمل بيشتري مي خواهد. و در حالتي كه اين فاصله بيشتر نشود به واسطه‌ي كمربند، نيروي عكس‌العمل شما به عنوان راننده كاهش پيدا مي‌كند.

شايد از ديد بسياري كمربند در اين گونه موارد لازم باشد و اين گفته‌ي ما از ديد فيزيك چندان جالب به نظر نيايد.

وقتي راننده با ماشيني كه بالون هوا دارد،‌يك برخورد متوسط را تجربه مي‌كند (فرض مي‌كنيم كمربند خوب باشد). در نتيجه بالون هوا فشاري برابر به همه‌ي نقاط تماس با بدن وارد مي‌كند (اصل پاسكال - زنگ تفريح شماره‌ي 128). همين نيرو صرف بخش بيشتري از بدن خواهد شد. در اين حالت فشار روي بدن بيشينه است.

فشار يك بالون هوا نبايد دليلي باشد براي اينكه كمربند نبنديد! كمربند راننده را در حركت‌هايي كه گشتاور ايجاد مي‌كند و يا برخورد يا ترمز انجام مي‌شود، البته با اثر بالون ‌هوا در كاهش ميزان برخورد.

در صد تأثير ايمني يا كاهش تلفات مثلاً در حالتي كه 42% است، به اين معني است كه 42% كمربند باعث كاهش تلفات يا صدمات جدي مي‌شود.

مقاومت هوا مثالي است از مقاومت يا اصطكاك سيال. برخلاف مدل استاندارد اصطكاك سطحي،‌چنين نيروهاي اصطكاكي به سرعت وابسته هستند. وابستگي به سرعت ممكن است بسيار پيچيده باشد و فقط حالت‌هاي خاصي هستند كه به‌صورت تحليلي حل مي‌شوند. در سرعت هاي پايين در ذرات كوچك،‌مقاومت هوا تقريباً متناسب با سرعت بوده و به‌صورت زير بيان مي‌شود:

رابطه‌ي (1)

علامت منفي همواره برخلاف جهت سرعت است. در سرعت‌هاي بالاتر و اجسام بزرگتر اصطكاك كه تقريباً متناسب است با توان‌مجذور سرعت:

رابطه‌ي (2)

ρ چگالي هوا، A سطح مقطع و C ضريب اصطكاك است. 

اجسام در حال حركت با سرعت نسبتاً كم ار داخل يك مايع كه تلاطم عامل مهمي نباشد مقاومت چسبندگي جسم در حال حركت تقريباً متناسب است با سرعت آن؛ در شرايطي حتي گازها (مثل ذرات غبار معلق در هوا). اكثراً اصطكاك هوا جملاتي متناسب با مجذور يا حتي مرتب بالاتر سرعت است. براي سرعت هاي خطي نيروي مقاومت را به ‌صورت زير نوشت:

رابطه‌ي (3)

اگر اين مقاومت تنها نيروي محيطي باشد، قانون دوم نيوتن به اين صورت مي‌شود:

رابطه‌ي (4)

كه جسم با اين تساوي به حالت سكون مي‌رسد:

رابطه‌ي (5)

اگر وزن جسم(W=mg) باشد، جسم به سرعت نهايي مي‌رسد:

رابطه‌ي (6)

اين سرعت نهايي به صورت جملات مقادير مؤثر g بيان مي‌شود (اگر نيروي شناوري هم نقش مؤثر داشته باشد).

اگر جسمي به آرامي از مايع عبور كند، اصطكاك چسبندگي متناسب با سرعت را تجربه مي‌كند. براي كره‌‌ي در حال سقوط در مايع براساس سرعت (كه وابسته به تلاطم و چسبندگي مؤثر است) قابل صرف‌نظر كردن است. در نتيجه چسبندگي چنين مي‌شود:

رابطه‌ي (7)

اين مقاومت را براي فاصله‌ي طي شده تدر محيط چسبنده،‌ سرعت نهايي، و حركت غرق شدن استفاده مي‌كنيم.

اين مقاومت با حركت جسم در مايع را گاهي اصطكاك سيال مي‌ناميم. گاهي با مقاومت چسبندگي آن‌ را مي‌نويسيم و يا با مشخصه‌ي متفاوت اصطكاك هوا (در حين عبور از گاز).

كلمه‌ي آلبدو (Albedo) در لاتين به معناي سفيد است. و عموماً براي ضريب بازتاب متوسط كُل يك جسم به كار مي‌رود. مثلاً نسبت بازتاب زمين 0.39 بوده و همين روي دماي تعادل زمين تأثير دارد. اثر گُل‌خانه‌اي كه از محبوس شدن پرتو فروسرخ به‌وجود مي‌آيد، نسبت بازتاب زمين را كم كرده و باعث گرمايش زمين (زنگ تفريح شماره‌‌ي 78) مي‌شود.

نسبت بازتاب يك جسم روشنايي ظاهري آن موقع بازتاب نور است. مثلاً سيارات با نور بازتابيده از نور خورشيد ديده مي‌شوند. اين روشنايي به مقدار نور رسيده از خورشيد و نسبت بازتاب‌شان دارد. عطارد بيش‌ترين نور را از خورشيد دريافت مي‌كند ولي نسبت بازتاب آن فقط 0.1 است (چرا؟) بنابراين به اندازه‌ي كافي روشن نيست كه نسبت بازتاب بالاتري داشته باشد.

دو پاتر و ليژو خاطر نشان مي‌كنند كه در زبان تخصصي فرقي بين بازتاب بوند (اخترشناس آمريكايي) و بازتاب هندسي وجود دارد. اعدادي كه نوشتيم نسبت‌ بازتاب‌هاي هندسي هستند. بازتاب هندسي ميزان تابش بازتابي از سطح تختي است كه بازتابنده‌ي ايده‌ال در تمام طول موج‌ها باشد. نسبت بازتاب بوند تابش كل جسم در مقايسه با تابش فرودي نور خورشيد است. نسبت بازتابي بوند براي زمين 0.29 است كه دوپاتر وئ ليژو بدست آوردند. نسبت بازتابي هندسي زمين 0.37 است. 

نسبت‌هاي بازتابي كه دوپاتر و ليژو به دست آوردند به طور خلاصه در مورد سيارات منظومه‌ي شمسي چنين است:

ارتباط راديويي به صورت پخش راديويي آ- ام يا اف- ام است. شبكه‌ي تك سيگنالي، مثل سيگنال‌هاي تك صدايي صوتي، را با مدوله كردن دامنه مستقيم يا فركانس مي‌توان ايجاد كرد. باندهاي پيچيده‌تر ارتباطي را با جمع يا اختلاف فركانس‌هاي حاصل از برهم‌نهي چند سيگنال در جبهه‌ي موج مي‌توان توليد كرد. مثلاً در پخش استريوي اف – ام جمع كانال‌هاي چپ و راست (L+R) براي مدوله كردن فركانس جبهه‌موج مي‌توان استفاده كرد و همين‌طور با استفاده از جدا سازي جبهه‌موج‌هاي جانبي در 38 كيلوهرتز كه روي جبهه موج برهم‌نهي مي‌كنند. 

اين جبهه موج جانبي با يك (L-R) با همان اختلاف سيگنال مي‌توان مدوله كرد. به‌طوريكه سيگنال خروجي بتواند به كانال‌هاي چپ و راست براي برگرداندن صدا به عقب (playback) جدا كند. در پخش تلويزيون سه سيگنال بايد روي جبهه موج فرستاده شوند: صوتي، شدت تصويري، و تصوير رنگي. اين فرايند دو جبهه موج جانبي درست مي‌كند. انتشار موج‌هاي مختلف مثل تلويزيون ماهواره‌اي و تلفن راه دور از جبهه‌ موج‌هاي جانبي چندگانه براي سيگنال‌هاي هم‌زمان چند‌گانه‌ي خود استفاده مي‌كنند. 

دكل انتشار يا رله كردن امواج راديويي

تغيير فركانس كه در تصوير بسيار اغراق آميز نشان داده شده، با دامنه‌ي سيگنال تناسب دارد. جبهه موج راديوياف – ام حدود 100 مگاهرتز است كه به 0.1 +/-مگاهرتز مدوله مي‌شود. شبكه‌ي راديويي استريوي اف – ام عادي در گستره‌ي 0.53 +/- مگاهرتز است.

1. يك كولن بار است و يك آمپر جريان(كولن بر ثانيه) و يك ولت اختلاف پتانسيل (ژول بر كولن).

2. سيم‌هاي كوتاه و نازك و سرد بهترين رساننده‌ها هستند.

3. الكترون‌ها و پروتون‌ها مقدار بار برابري دارند .

4. با اضافه كردن مقاومت به صورت موازي مقاومت كُل مدار كاهش پيدا مي‌كند.

5. با اضافه كردن مقاومت به صورت سري مقاومت كُل مدار افزايش پيدا مي‌كند.

6. همه‌ي مقاومت ها در سري جريان برابر دارند (I).

7. همه‌ي مقاومت‌ها در موازي ولتاژ برابر دارند (V).

8. اگر دو كره‌ي باردار با هم در تماس باشند به همديگر بارهايي اضافه و كم مي‌كنند.

9. پوشش‌هاي كابل‌هاي برق عايق هستند (بار آزاد ندارند).

10. گازهاي يونيزه جريان الكتريكي را با استفاده از يون هاي مثبت، يون‌هاي منفي و الكترون‌ها منتقل مي‌كنند.

11. ميدان‌هاي الكتريكي همه‌ي نقاط در جهت نيرو روي بار آزمون مثبت هستند.

12. ميدان‌هاي الكتريكي بين دو صفحه‌ي موازي غير از لبه‌ها يكنواخت است.

13. ميليكان بار تك الكترون را با استفاده است آزمايش قطره‌ي روغن (زنگ تفريح شماره‌ي41 ) مشخص كرد.

14. همه‌ي بارهاي موجود ناشي از حركت الكترون هستند و نه پروتون. وقتي جسمي بار مثبت پيدا مي‌كند در واقع الكترون از دست داده است. 

راديوي اف ام از تصوير الكتريكي منبع صوتي استفاده مي‌كند تا فركانس جبهه موج را مدوله كند. در انتهاي گيرنده در فرايند آشكارسازي، كه تصوير موج‌بر خام است و به بلندگو با صوت تبديل مي‌شود. وقتي اطلاعات از ايستگاه راديويي اف – ام منتشر مي‌شود، تصوير الكتريكي صدا (از يك ميكروفون يا هر منبع ديگري) فركانس جبهه‌ي موج را از آنتن ايستگاه منتقل مي‌كند. اين در تضاد با راديو آ – ام است كه سيگنال بايد دامنه موج‌بر را مدوله كند.

باند اف – ام طيف الكترومغناطيس بين 88 مگاهرتز و 108 مگاهرتز و موج‌هاي حامل براي هر ايستگاه با 200 كيلوهرتز براي‌ حداكثر 100 ايستگاه مجزا مي‌شود. اين ايستگاه‌هاي اف – ام حداكثر 75 كيلوهرتز انحراف از فركانس مركزي دارند كه 25كيلوهرتز بالاتر و پايين‌تر از «باندهاي گارد» است تا حداقل اندركنشي با باند فركانس نزديك روي دهد. اين جدايي ايستگاه‌ها گسترده‌‌تر از ايستگاه‌هاي آ- ام است تا به فرستنده با فركانس باند گسترده‌تر اجازه‌ي پخش موسيقي با همان كيفيت اصلي را بدهد.

همچنين اجازه‌ي استفاده‌ي زير-موج‌برهايي را مي‌دهد كه امكان فرستادن سيگنال‌هاي اف – ام استريو را مي‌دهد.

تغيير فركانس كه اينجا در شكل هم اغراق آميز ترسيم شده، متناسب است با دامنه‌ي سيگنال. يك موج‌بر راديو اف – ام حدود 100 كيلو هرتز، محدود به مدوله‌ي +/- 0.1 مگاهرتز است. فرستنده‌ي عادي استريوي اف – ام بين +/- 0.53 مگاهرتز است.‌