اجسام به دلیل اینکه درون اجسام دیگر هستند شتاب نمی گیرند

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3266

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

اجسام به دلیل اینکه درون اجسام دیگر هستند شتاب نمی گیرند

پست توسط rohamavation »

برای وسایلی که در مکانی در فضا قرار می گیرند چه اتفاقی می افتد که جابجا می شوند چرا یا چرا؟
اجرام در فضا از قوانین یا قوانین فیزیک پیروی می کنند، درست مانند اجرام روی زمین. اشیا در فضا دارای اینرسی هستند. یعنی در یک خط مستقیم حرکت می کنند مگر اینکه نیرویی وجود داشته باشد که باعث توقف یا تغییر آنها شود. حرکت اشیا در فضا تحت تأثیر جاذبه است
یک بلوک مکعبی در مایعی شناور است که نیمی از حجم آن در مایع غوطه ور است. وقتی کل سیستم با شتاب g//3 به سمت بالا شتاب می‌گیرد، کسری از حجم غوطه‌ور در مایع کسری از حجم غوطه ور شده در مایع $Vm=(ρ/σ)V$ یعنی به چگالی بلوک و مایع بستگی دارد. بنابراین اگر سیستم با سرعت ثابت یا مقداری شتاب به سمت بالا یا پایین حرکت کند، تغییری در آن ایجاد نخواهد شد.
اگر ظرف به بالا یا پایین شتاب داده شود، نیروی شناور تغییر می کند؟اصل ارشمیدس به ما می گوید که رانش روی جسمی که در یک سیال غوطه ور شده است برابر با وزن سیال جابجا شده است، که در آن وزن نیرویی است که توسط F=ma داده می شود، یعنی جرم جابجایی سیال، m، ضرب در شتاب، الف، تجربه شده توسط سیال.
در این زمینه هیچ تفاوتی بین شتاب گرانشی و شتاب اینرسی وجود ندارد - این یک نمونه از اصل هم ارزی اینشتین است - بنابراین:
$a = a_{gravity} + a_{inertial}$
پس $F = m (a_{gravity} + a_{inertial}) = V \rho (a_{gravity} + a_{inertial})$
متوجه شدم که وقتی یک بادکنک لاتکس پر از هلیوم در داخل ماشین داشتم، در داخل کابین به سمت جلو حرکت کرد و من به جلو شتاب دادم. هر چه سریعتر به جلو شتاب می دادم، بادکنک سریعتر از عقب ماشین به جلوی ماشین می رفت. بادکنک ریسمانی نداشت
به همان دلیلی که بالون هلیومی تحت تاثیر گرانش به جای حرکت به سمت پایین به سمت بالا حرکت می کند به جای عقب در یک خودروی شتاب دهنده به سمت جلو حرکت می کند. چرا اینطور است؟.تصویر
در یک خودروی شتاب‌دهنده، برای همه مقاصد، شتاب را می‌توان تغییر در مقدار و جهت گرانش، از اشاره مستقیم به پایین به سمت پایین و عقب در نظر گرفت. بالون نمی داند و اهمیتی نمی دهد که شتاب از نیروی جاذبه باشد یا از شتاب ماشین. فقط سعی می کند در جهتی که به طور طبیعی حرکت می کند، یعنی خلاف جهت شتاب حرکت کند. بنابراین، وقتی شتاب می گیرید به جلو حرکت می کند. امیدواریم .جذاب باشد در فهم مساله
یکی دیگر از راه های دقیق تر برای مشاهده مشکل از طریق کمینه سازی لاگرانژی است. بالون را می توان جسمی با چگالی کم در نظر گرفت که در یک سیال با چگالی بالاتر که در محدوده ماشین محدود شده است تعبیه شده است. تحت تأثیر گرانش که به طرفین اشاره می کند، انرژی پتانسیل کل سیستم هر چه بالون به سمت جلوتر قرار گیرد کاهش می یابد. از آنجایی که نیرو شیب پتانسیل است، بالون سعی می کند به سمت جلو حرکت کند.حتی در ک کامیون بزرگ همینطور هست پاسخ این است که اگر شتاب بگیرید، بالون به سمت جلوی کامیون می رود. این بالون شناخته شده در مشکل کامیون است و با جابجایی هوا و شناور ارتباط دارد. وقتی شتاب می گیرید، هوا در حالت استراحت است و بنابراین به عقب کامیون می رود. این یک گرادیان فشار ایجاد می کند که باعث ایجاد نیروهای شناور در جهت افقی می شود. از آنجایی که هلیم از هوا سبک تر است، نیروی شناور بالون را به سمت جلو هل می دهد.هنگامی که کامیون شتاب می گیرد، هوا به سمت عقب کامیون حرکت می کند و این باعث می شود که فشار هوا در عقب کامیون بیشتر از فشار هوا در جلوی کامیون باشد. از آنجایی که یک گرادیان فشار وجود دارد، نیروهای شناوری نیز وجود خواهند داشت.
از آنجایی که فشار بیشتر در قسمت عقب کامیون است، نیروهای شناور در جهت عقب به جلو عمل خواهند کرد.
نحوه حرکت بستگی به این دارد که کدام نیرو پیروز می شود: نیروی شناور یا نیروی شبه.
جزئیات ریاضی:تصویر
اجازه دهید کادر نشان داده شده در زیر نمایانگر کامیون باشد.
فرض کنید θ زاویه بین رشته اتصال بادکنک به سقف و کشش معمولی از محور (همانطور که در شکل نشان داده شده است) باشد.
فرض کنید T کشش رشته اتصال بادکنک به سقف باشد.
بگذارید a شتاب کامیون باشد.
و σ را به ترتیب چگالی هوای خارج از بالون و هوای داخل بالن در نظر بگیرید.
فرض کنید m و V جرم و حجم بادکنک باشد.
توضیحات تصویر را اینجا وارد کنید
ما مشکل را از چارچوب مرجع کامیون حل خواهیم کرد. از آنجایی که چنین قاب غیر اینرسی است، یک نیروی شبه در جهت مخالف شتاب بر هر جسم وارد می شود.
می توانیم معادلات نیرو را در دو جزء (محور x و محور y) بنویسیم.
از آنجایی که بالون به پایین نمی افتد یا بالا نمی آید، جزء عمودی کشش باید وزن را کاملاً خنثی کند.
$T \cos \theta = mg \implies T = \frac{mg}{\cos \theta} \tag{1}$پس از مدتی از زمانی که کامیون شروع به شتاب گرفتن کرد، بالون به حالت تعادل می رسید. بنابراین نیروی خالص در جهت افقی صفر است.
منابع نیرو در جهت افقی عبارتند از نیروی شبه، نیروی شناوری و کشش در رشته. پس از محاسبه جهت نیروهای فوق، معادله زیر را بدست می آوریم:
$V \rho a = ma + T\sin \theta \tag{2}$با جایگزینی T با استفاده از (1) در (2)، دریافت می کنیم:
$V \rho a = ma + mg \tan \theta$با جایگزینی m با $Vσ$، دریافت می کنیم:
$V \rho a = V \sigma a + V \sigma g \tan \theta$
با جداسازی tanθ در یک طرف، دریافت می کنیم:
$\tan \theta = \frac{a}{g} \left(\frac{\rho}{\sigma} - 1\right) \tag{3}$اگر θ مثبت باشد tanθ مثبت است و اگر θ در محدوده $\left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right]$ منفی باشد tanθ منفی است.
به نمودار مراجعه کنید و توجه کنید که مقدار مثبت θ نشان‌دهنده حرکت بالون به جلو و مقدار منفی θ نشان‌دهنده حرکت بالون به سمت عقب است.
بخشی از سمت راست معادله (3) که علامت tanθ را تعیین می کند $\left(\frac{\rho}{\sigma} - 1\right)$ است.
تجزیه و تحلیل بیشتر نشان می دهد که:
tanθ وقتی ρ<σ$ −ve$ است
tanθ 0 است که $ρ=σ$
وقتی ρ>σ$ tanθ +ve$ است
بالون به جلو می چرخد
زمانی که چگالی هوای پر شده در بالون کمتر از چگالی هوا باشد، بالون به سمت جلو حرکت می کند. یک بالون پر از هلیوم به دلیل چگالی کمتری نسبت به هوای اطرافش به سمت جلو حرکت می کند.
بالون حرکت نمی کند
اگر چگالی هوای پر شده در بالن برابر با چگالی هوای اطراف آن باشد، بالون تغییر جهت نمی دهد.
بالون به سمت عقب می چرخد
اگر چگالی هوای پر شده در بالون بیشتر از چگالی هوای اطراف آن باشد، بالون به سمت عقب حرکت می کند.
آیا یک جسم شناور آزادانه در داخل یک جعبه پر از خلاء که با سرعت ثابتی در فضا حرکت می کند، دیوار جعبه را لمس می کند؟اگر حرکت خالص بین جسم و جعبه وجود داشته باشد - آنها با هم برخورد می کنند. اگر نباشد، نخواهند کرد.
اگر جعبه را شتاب دهیم، حرکت خالص تغییر می کند - تا زمانی که جسم به طرف برخورد نکند، نمی تواند سرعت را تغییر دهد..I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست