📚مفاهیم فیزیک 🟠جرم گرانشی: نیوتون، کشف کرد که تمامی اجسام عالم، در حال وارد کردن نیروی جاذبه‌ای به همدیگر هستند. مقدار این نیرو به معکوس مجذور فاصله‌ی بین اجسام و همچنین به کمیتی که «جرم گرانشی» نامیده می‌شود، ارتباط دارد. در واقع، جرم گرانشی، خاصیتی از هر جسم است که میزان نیروی گرانشی که به اجسام اطراف وارد می‌کند را مشخص می‌کند. هر چه جرم گرانشی جسمی بیشتر باشد، نیروی گرانشی که به اجسام اطراف وارد می‌کند بیشتر خواهد بود. این جرم، همانی است که در قانون جهانی گرانش نیوتون آمده است: 🔹️F=G m1 m2 / r^2 حال سوالی که پیش می‌آید این است که رابطه‌ی بین جرم گرانشی و جرم لختی چیست؟ ظاهراً دو مفهوم مستقل از همدیگر هستند. یکی مقاومت درونی جسم در مقابل تغییر حرکت را نشان می‌دهد، و دیگری میزان نیروی گرانش وارده به اجسام اطراف را. اما، آزمایش‌های متعددی که تا امروز انجام شده، همه حاکی از این نکته است که این دو جرم با هم برابر هستند. این گزاره، معروف است به «اصل هم‌ارزی ضعیف». هیچ آزمایشی تا کنون، اختلافی برای مقادیر جرم لختی و جرم گرانشی گزارش نداده‌اند. #مفاهیم_فیزیک #جرم_گرانشی #لختی #اصل_هم_ارزی #قانون_جهانی_گرانش ⚛کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠اینرسی: اگر جسمی در حال سکون باشد، و نیرویی به آن وارد نشود،‌ در حال سکون باقی می‌ماند. اگر جسمی در حالت حرکت با سرعتی ثابت در خطی مستقیم باشد، و نیرویی به آن وارد نشود، همان حرکت با سرعت ثابت در خطی مستقیم را حفظ خواهد کرد. این بیان قانون اول نیوتون است و نشان‌دهنده‌ی خاصیتی بین اجسام است که معروف است به «اینرسی» یا «لختی». تمامی اجسام دارای اینرسی هستند. هیچ جسمی تمایل طبیعی ندارد که سرعت خود را تغییر دهد. اگر بخواهید چنین کاری انجام دهید، باید به جسم نیرو وارد کنید و به نوعی جسم را مجبور کنید به تغییر سرعت. میزان اینرسی یک جسم را «جرم لختی» آن جسم مشخص می‌کند. هرچه جرم لختی جسمی بیشتر باشد، آن جسم اینرسی بیشتری دارد. #مفاهیم_فیزیک #اینرسی #لختی #جرم_لختی ⚛کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک: 🟠نیرو: در فیزیک، پارادایم اصلی تفکرمان بر این حقیقت استوار است که طبیعت را به دو بخش سیستم و محیط تقسیم‌بندی می‌کنیم. آن بخشی از طبیعت که قصد داریم آن را مطالعه کنیم، سیستم می‌نامیم و تمام آن چه باقی می‌ماند را محیط. محیط مدام در حال برهم‌کنش با سیستم است، مگر اینکه سیستم را از محیط ایزوله کنیم. این برهم‌کنش‌هایی که از سوی محیط به سیستم اعمال می‌شود، حالت سیستم را تغییر می‌دهد. مثلاً سیستم را کره‌ی زمین فرض بگیرید. در محیط، جسمی وجود دارد به نام خورشید، در حال برهم‌کنش بر روی این سیستم است. همین باعث می‌شود که زمین مدام در تغییر حالت باشد، یعنی در حال حرکت به دور خورشید باشد. این برهم‌کنش‌هایی که محیط به سیستم وارد می‌کند در هر مدلی از فیزیک متفاوت است. هنگامی که مدل مکانیک نیوتونی را بررسی می‌کنیم، این برهم‌کنش‌ها «نیرو» نامیده می‌شوند. نیروها یک بردار هستند. هنگامی که به یک سیستم نیرو وارد شود، آن سیستم شتاب خواهد گرفت، که جهت شتاب، هم جهت با نیرو است. همچنین،‌ مقدار شتاب سیستم، از تقسیم اندازه‌ی نیرو بر جرم لختی،‌ به دست می‌آید. در مدل مکانیک نیوتونی، اگر تمام نیروهای وارد بر یک سیستم را بدانیم، می‌توانیم آینده‌ی آن سیستم را به طور دقیق مشخص کنیم. تمام مسائل مکانیک کلاسیک نیوتون، خلاصه می‌شود در یافتن نیروها و به دست آوردن تحول سیستم. #مفاهیم_فیزیک #نیرو #مکانیک #نیوتون #شتاب ⚛کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 مکان و زمان: مکانیک نیوتونی، هدفش این است که بتواند چگونگی و علت «حرکت» را در طبیعت توصیف کند. اولین فرض اساسی نیوتون درباره‌ی طبیعت این بود که یک «فضا» و یک «زمان» جهانی، مستقل از هر ناظری و هر شی‌ای در طبیعت وجود دارد. آن‌چه در فیزیک نیوتونی از «مکان» و «زمان» می‌فهمیم و تصور می‌کنیم، همین فضا و زمان جهانی است. به این ترتیب، بیان دقیق نیوتون از حرکت، «تغییرات مکان جسم در زمان» معنی می‌گیرد. مفهوم مکان و زمان در فیزیک نیوتونی، یک مفهوم «بدیهی» در نظر گرفته می‌شود، و بنابراین نمی‌توان تعریفی برای آن‌ها ارائه کرد. مکان و زمان، همان چیزی هستند که ما در تصورمان آن‌ها را درک می‌کنیم. به این بیان که حتی اگر تمام فضا را خالی از ذره کنیم، باز هم ذهن ما یک «ظرف» برای فضا در نظر می‌گیرد که به نوعی معرف «جایگاه» و مکان است. این همان تصور ذهنی ما از مکان است. به طور مشابه، زمان هم یک مفهوم بدیهی است، به این بیان که ذهن یک خط روبه‌جلو را برای تمام ذرات طبیعی در نظر می‌گیرد و مابین گذشته‌ و آینده‌ی ذرات تفاوت ایجاد می‌کند. در تحولات بعدی فیزیک، در نظریه‌ی نسبیت، مفهوم ذهنی ما از مکان و زمان تغییری نکرد، و انیشتین صرفاً این نکته را اضافه‌ کرد که «طول» و «بازه‌ی زمانی» مستقل از ناظر نیستند و بلکه وابسته‌اند. علیرغم اینکه فیزیک‌دانان بسیار از مکان و زمان استفاده می‌کنند، ولی نمی‌توانند پاسخ‌ سوال‌های فلسفی درباره‌ی این دو مفهوم بنیادی و عجیب را بدهند. اینکه، «آیا مکان و زمان وجود خارجی دارند؟» #مفاهیم_فیزیک #مکان #زمان #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 سرعت: هدف اصلی شاخه‌ی «مکانیک»، مطالعه‌ و مدل‌سازی «حرکت» در طبیعت است. به بیان نیوتونی، حرکت یعنی «تغییرات مکان یک شی نسبت به زمان». از آن‌جایی که مدل‌سازی‌های فیزیک، ریاضیاتی هستند، نیوتون می‌بایست یک توصیف ریاضیاتی برای تغیرات مکان نسبت به زمان ایجاد می‌کرد. او با ابداع حسابان و دیفرانسیل و ابداع مفهوم مشتق، توانست تغییرات مکان (به عنوان یک تابع) نسبت به زمان را به طرز مناسبی فرمول‌بندی کند. مفهوم «سرعت» از همینجا پدید می‌آید. مشتق اول تابع مکان نسبت به زمان، سرعت جسم در لحظات مختلف حرکت را می‌دهد. به این ترتیب، هرچه نرخ این تغییرات تندتر باشد، سرعت جسم بیشتر و هرچه نرخ این تغییرات کندتر باشد، سرعت جسم کمتر خواهد بود. به طور طبیعی ممکن است این سوال پیش بیاید که «آیا حدی برای سرعت وجود دارد؟». در مکانیک نیوتونی حدی برای سرعت وجود ندارد و جسم می‌تواند سرعتی هرچه قدر بزرگ به صورت دلخواه داشته باشد. اما بعدها در هنگام کار با امواج الکترومغناطیسی، متوجه این نکته شدیم که حدی برای سرعت وجود دارد و آن «سرعت نور» است. آلبرت انیشیتن، با در نظر گرفتن این نکته، مکانیک جدید نوشت که در آن مکانیک حدی بالای سرعت،‌ سرعت نور است و در حد سرعت‌های پایین، همان نتایج مکانیک نیوتونی را خواهد داشت. #مفاهیم_فیزیک #سرعت #حسابان #مشتق #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 شتاب: تشخیص نسبی بودن یا نبودن یک مفهوم فیزیکی، اهمیت بسیار زیادی در علم فیزیک دارد. چراکه اعتقاد بر این است که قوانین طبیعت، مطلق هستند و نسبت به ناظرهای مختلف تغییر نمی‌کنند. اینکه فهمیدیم سرعت یک کمیت نسبی است، بلافاصله باعث شد تا بفهمیم که در متن قوانین طبیعت، هیچ اثری از سرعت نباید باشد. اما «شتاب»، که «مشتق سرعت نسبت به زمان» است، در مکانیک کلاسیک، یک کمیت مطلق تلقی می‌شود. در واقع، شتاب کمیتی است که به طور مطلق توسط ناظرهای کلاسیکی اندازه‌گیری می‌شود. به همین دلیل است که انتظار می‌رود تا در متن قوانین طبیعت، اثری از شتاب باشد. البته همینطور هم هست. قانون دوم نیوتون، که در واقع معادله‌ی دینامیک در فیزیک کلاسیک است، در خود کمیت شتاب را دارد. F=ma #مفاهیم_فیزیک #شتاب #قانون #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 دستگاه مختصات لخت و نالخت: مکان و زمان، دو مفهوم بنیادین فیزیک، یا به بیان دقیق‌تر مکانیک، هستند. «دستگاه مختصات»، یک بستر ریاضیاتی است که باعث می‌شود تا هر نقطه از فضا، با تعدادی عدد (این تعداد به بُعد فضا بستگی دارد) مشخص شود. به این ترتیب، می‌توانیم مکان جسم در هر نقطه‌ای که در مسیر حرکت خود می‌پیماید را با اعدادی بیان کنیم و به این ترتیب مسئله‌ی خود را کمی کنیم. هر ناظری برای خود، دستگاه مختصاتی اختیار می‌کند، که نسبت به آن دستگاه مختصات مکان را اندازه‌گیری می‌کند. ممکن است این دستگاه مختصات، نسبت به ناظر ساکن باشد، یا در حال حرکت باشد. ممکن است دستگاه مختصاتی که نسبت به یک ناظر ساکن است، نسبت به ناظر دیگری در حال حرکت باشد. حرکت دستگاه مختصات، ممکن است با سرعت ثابت باشد، ممکن هم هست، شتابدار باشد. اگر می‌خواهیم قوانین طبیعت را بنویسیم، باید از قبل مشخص کنیم که این قوانین در کدام یک از این دستگاه مختصات‌ها صادق است. آن دستگاه مختصاتی که در آن، «قانون اول نیوتون صادق باشد»، و تمام دستگاه مختصات‌های دیگری که «نسبت به این دستگاه با سرعت ثابت حرکت می‌کنند» را «دستگاه مختصات لخت» می‌نامند. دستگاه مختصاتی که حرکتی «شتابدار» دارد را، «دستگاه مختصات نالخت» می‌نامند. قوانین نیوتون، تنها در دستگاه‌های مختصات لخت صادق است. هنگامی که بخواهیم مسئله‌ی خود را نسبت به یک دستگاه مختصات نالخت بررسی کنیم،‌ دیگر نمی‌توانیم از F=ma استفاده کنیم. شتاب دستگاه مختصات نالخت، باعث می‌شود تا «نیروهایی مجازی» تولید شوند، که باید در قانون دوم نیوتون لحاظ شوند. مثلاً یک اتومبيل را فرض کنید که می‌خواهد در مسیری دایره‌ای دور بزند. بلافاصله مشاهده می‌شود که سرنشینان همگی به یک طرف کشیده می‌شوند، که این کشیده شدن، ناشی از همان نیروی مجازی است که «گریز از مرکز» خوانده می‌شود. #مفاهیم_فیزیک #دستگاه_مختصات_لخت #دستگاه_مختصات_نالخت #قانون #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 تکانه: پدیده‌ی برخورد، یکی از بارزترین پدیده‌هایی است که در اطراف ما رخ می‌دهد، و فیزیک که مدعی است توصیف‌کننده‌ی طبیعت است، باید بتواند توصیفی مناسب از این پدیده ارائه دهد. البته فیزیک توانسته چنین کاری بکند. در توصیف برخورد، قانون دوم و سوم نیوتون با هم، سعی می‌کنند توصیف مناسبی ارائه دهند. می‌توان توصیفی هم‌ارز، با استفاده از کمیت‌های دیگری هم از برخورد ارائه کرد، که یکی از آن کمیت‌ها «تکانه» است. «حاصل‌ضرب سرعت در جرم» یک جسم را تکانه‌ی آن جسم می‌گویند. با استفاده از قانون دوم و سوم نیوتون، می‌توان اثبات کرد که اگر در یک برخورد، عامل بیرونی‌ای دخالت نداشته باشد (مثلاً نیرویی از بیرون به اجسام برخورد دهنده وارد نشود)،‌ «تکانه‌ی کل، همواره پایسته می‌ماند». این گزاره معروف است که «قانون پایستگی تکانه». چندین سال بعد از نیوتون معلوم شد که قانون پایستگی تکانه از قانون سوم نیوتون،‌ به اصطلاح، قوی‌تر است. یعنی سیستم‌هایی در طبیعت تحت مطالعه قرار گرفته‌اند که قانون سوم نیوتون در آن‌ها درست نبوده است، ولی پایستگی تکانه برقرار بوده است. در واقع، تا کنون مورد نقض قانون پایستگی تکانه مشاهده نشده است. این موارد نشان‌دهنده‌ی اهمیت کمیت تکانه است. در تعمیم‌های بعدی از فیزیک نیوتونی، چه در مکانیک لاگرانژی و هامیلتونی، چه در نسبیت خاص و عام، چه در مکانیک کوانتومی، همواره یکی از کمیت‌های اصلی مورد مطالعه، کمیت تکانه بوده است. در واقع، آنچه از مدل‌های فیزیکی می‌فهمیم این است که دانشمندان، به استفاده از کمیت «تکانه» بیشتر علاقه‌مند هستند تا استفاده از کمیت «سرعت». #مفاهیم_فیزیک #تکانه #برخورد #پایستگی_تکانه #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 💫مروری بر کیهان شناسی استاندارد 🔹قسمت اول: ﺩﺭ ﮐﯿﻬﺎﻥ ﺷﻨﺎسی ﻓﺮﺽ ﺍﺳﺎسی ﺍﯾﻦ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﻓﻀﺎﺯﻣﺎﻥ ﺭﺍ می ﺗﻮﺍﻥ ﺑﻪ ﺍﺑﺮسطح ﻫﺎﯼ ﻓﻀﺎﮔﻮنه ای برش داد که به طور دقیق همگن و همسانگرد هستند. . مختصه زمان که روی این ابرسطح ها ثابت است و به عنوان برچسب آن‌ها است، زمان کیهانی نام دارد.شواهد حاکی از آن است که عالم در مقیاس های بزرگ‌تر از حدود ۱۰۰M pc به طور آماری همگن(همه جا مثل هم) و همسانگرد(همه جهت ها مثل هم) است.همگنی و همسانگردی آماری، اصل کیهانشناختی نام دارد. 💫عالم همگن و همسانگرد همگنی یک سیستم معین به این معناست که همه جزئیات مربوط به آن سیستم، در تمام موقعیت ها و در یک جهت معین، یکنواخت هستند. یک سیستم همگن نسبت به حرکت انتقالی ناوردا است. همسانگردی به معنای یکنواخت بودن همه جزئیات یک سیستم در تمامی جهت ها و در یک موقعیت معین است. یک سیستم همسانگرد نسبت به چرخش سیستم ناوردا است. #مفاهیم_فیزیک #مدل_استاندارد #کیهان_شناسی #همگن #همسانگرد ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

💫مروری بر کیهان شناسی استاندارد 🔹ادامه قسمت اول: شواهد حاکی از آن است که در مقیاس بزرگ‌تر از حدود چندصد مگاپارسک کهکشان ها، خوشه ها و ابرخوشه ها به صورت یکنواخت توزیع شده اند. علاوه بر این، یکنواخت بودن تابش زمینه کیهانی (CMB) در تمام جهت ها، یکی از شواهد همسانگرد بودن عالم است. فضازمان همگن و همسانگرد با متریک فریدمن-رابرتسون-واکر (FRW) مشخص می شود. #مفاهیم_فیزیک #مدل_استاندارد #کیهان_شناسی #همگن #همسانگرد ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 💫مروری بر کیهان شناسی استاندارد 🔹قسمت دوم: مسئله افق کیهان شناسی عالم FRW نمی‌تواند همگن و همسانگرد بودن عالم را در مقیاس های بزرگ توجیه کند. در‌واقع کیهان شناسی استاندارد پیش‌بینی می‌کند عالم اولیه، از تعداد زیادی از نواحی در فضا که از نظر علّی به یکدیگر ارتباط ندارند، تشکیل شده است. با این وجود، این نواحی چگالی و دمای بسیار نزدیکی به هم دارند. این نقطه ابهام به مسأله افق معروف است. افق ذره بیشترین فاصله همراهی که ناظر می‌تواند در زمان t از آن سیگنال دریافت کند، افق ذره نام دارد. رویدادهایی که بخواهند با یکدیگر ارتباط علّی دریافت کنند، باید داخل این ناحیه قرار بگیرند. مقدار فاصله‌ای که نور در یک بازه زمانی معین طی می کند، ناحیه ای از فضا است که ارتباط علّی با یکدیگر دارند. در فضازمان درحال انبساط، بررسی انتشار نور از طریق زمان همدیس( τ ) که از انتگرال گیری زمانی سرعت نور بر ضریب مقیاس a(t) بدست می آید، بهتر انجام می گیرد. ضریب مقیاس نشان دهنده آهنگ انبساط عالم است. واژه افق از این موضوع نشأت می‌گیرد که ذرات توسط فاصله همراهی بیشتر از τ از یکدیگر جدا شده‌اند و مخروط نوری گذشته آن‌ها با یکدیگر تلاقی ندارد و نمی‌توانسته اند در گذشته با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. در‌واقع افقی وجود دارد که نواحی کروی به شعاع τ را از یکدیگر جدا می کند. #مفاهیم_فیزیک #کیهان_شناسی #مسئله_افق #افق_ذره ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🔹قسمت دوم: #مفاهیم_فیزیک #کیهان_شناسی #مسئله_افق #افق_ذره ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚 مفاهیم فیزیک 🟠 سرعت زاویه‌ای: در میان حرکاتی که در طبیعت اتفاق می‌افتد، حرکت دایره‌ای یکی از معروف‌ترین آن‌ها است. از نظر اصولی، برای توصیف حرکت دایره‌ای، به معادلات جدیدی نیاز نداریم. در واقع، قوانین متفاوتی بر حرکات دایره‌ای،‌ نسبت به حرکات خطی، حاکم نیست. قوانین مکانیک برای هر نوع حرکتی صادق هستند. ولی در مقام عمل، هنگامی که می‌خواهیم مسئله‌ای که در آن با حرکتی چرخشی مواجه هستیم را حل کنیم، استفاده از قوانین نیوتون به صورت مستقیم، کمی کار را مشکل می‌کند. به همین دلیل است که دسته معادلات جدیدی برای حرکات دایره‌ای اختراع شده است تا حل مسائل چرخش امکان‌پذیر باشد. در این فرمالیسم جدید، تمامی کمیت های مربوط به مکانیک باز تعریف می‌شوند. باز تعریف یکی از مهم‌ترین کمیت های مکانیک یعنی سرعت، به صورت سرعت زاویه‌ای تعریف می‌شود. تعریف سرعت زاویه‌ای: اندازه این کمیت برابر با تغییرات زاویه نسبت به زمان (مشتق زاویه نسبت به زمان) و جهت این کمیت عمود بر صفحه چرخش و طبق قاعده دست راست تعیین می‌شود. #مفاهیم_فیزیک #چرخش #سرعت_زاویه‌ای #قانون #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚 مفاهیم فیزیک 🟠 شتاب زاویه‌ای: توصیف هر نوع حرکت (کلاسیکی) با استفاده از نظریه مکانیک نیوتونی قابل انجام است. اما استفاده‌ی مستقیم از معادلات نیوتون برای توصیف حرکات دایره‌ای یا چرخشی مشکل است. به همین دلیل، دسته معادلات نیوتونی به صورتی مناسب بازنویسی می‌شوند تا برای توصیف حرکات چرخشی و دایره ای عملی‌تر باشند. شتاب زاویه‌ای (α) کمیتی است که مشابه شتاب برای حرکات چرخشی است و به صورت زیر تعریف می‌شود: تغییرات سرعت زاویه‌ای نسبت به زمان (مشتق سرعت زاویه‌ای نسبت به زمان) برابر است با شتاب زاویه‌ای. α= dω/dt همانطور که اشاره شد، شتاب زاویه‌ای نسخه‌ی بازنویسی شده‌ی شتاب، در مکانیک چرخشی است. اگر بتوان چنین نسخه‌هایی برای نیرو و جرم نیز پیدا کرد، سوالی مهم پیش می‌آید. آیا می‌توان قانون دوم نیوتون را به زبان این کمیت‌های جدید نوشت؟ معلوم شده است که پاسخ مثبت است. در پست‌های بعدی یاد می‌گیریم که نسخه‌ی چرخشی نیرو، گشتاور (τ) و نسخه‌ی چرخشی جرم، لختی دورانی (Ι) است. به این ترتیب، قانون دوم نیوتون در مکانیک چرخشی به صورت زیر نوشته می‌شود: τ=Ια #مفاهیم_فیزیک #حرکت_چرخشی #شتاب_زاویه‌ای #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 تکانه زاویه‌ای: هنگامی که پای چرخش به میان می‌آید، کار با معادلات نیوتون، که فرم بسیار مناسبی برای توصیف حرکات خطی دارند، کمی سخت می‌شود. به همین دلیل است که سعی می‌شود تا از همه‌ی کمیت‌های مربوط به حرکت خطی، یک مشابه چرخشی ساخته شود و دسته معادلات جدیدی به دست آید. البته باید به این نکته توجه کرد که در این مرحله، ما یک فیزیک جدید نمی‌نویسیم و فقط صرفاً یک بازنویسی از معادلات اصلی برای چرخش انجام می‌دهیم تا صرفاً حل مسئله‌ ساده‌تر شود. وگرنه از همان معادلات نیوتون هم قاعدتاً می‌توان برای توصیف چرخش استفاده کرد. فقط مشکل اینجا است که کمی پیچیدگی جبری پیش می‌آید. در همین راستا، کمیت تکانه‌ی خطی در مکانیک کلاسیک، که به صورت حاصل‌ضرب جرم در سرعت ذره تعریف می‌شود (p=mv) نیز یک نسخه‌ی مشابه برای چرخش دارد. نام این نسخه‌ی مشابه «تکانه‌ی زاویه‌ای» است که به صورت زیر تعریف می‌شود: ضرب خارجی مکان یک ذره در تکانه‌ی خطی آن را تکانه‌‌ی زاویه‌ای می‌نامند. L=r x p یکی از قاعده‌های مهمی که در فیزیک وجود دارد، «پایستگی تکانه‌ی خطی» است. جالب است بدانید که نسخه‌ی چرخشی این کمیت، یعنی تکانه‌ی زاویه‌ای هم از چنین قانونی تبعیت می‌کند که نامش «پایستگی تکانه‌ی زاویه‌ای» است. #مفاهیم_فیزیک #تکانه #تکانه_زاویه‌ای #قانون #پایستگی ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 گشتاور: مشابه مفهوم نیرو، در مکانیک چرخشی، گشتاور نام دارد. گشتاور را با نماد τ (تاو) نشان می‌دهند که به صورت زیر تعریف می‌شود: گشتاور یک ذره که در مکان r قرار دارد و به آن نیروی F وارد می‌شود، به صورت ضرب خارجی مکان در نیرو تعریف می‌شود: τ=r x F نکته‌ای که در محاسبه‌ی گشتاور وجود دارد این است که گشتاور به نقطه‌ای که نسبت به آن گشتاور را محاسبه می‌کنیم بستگی دارد. به بیان دقیق‌تر، گشتاور یک ذره یک خصلت نسبی است و بستگی به انتخاب مبدأ دستگاه مختصات‌مان دارد. یکای گشتاور، طبق تعریفش، N.m است و واضح است که کمیتی برداری است. هنگامی که قصد داریم تا حرکت «اجسام صلب» را مطالعه کنیم، علاوه بر نیرو، گشتاور نیز بسیار کمیت مهمی است. یک جسم صلب، یک جامد ایده‌آل است که تحت هیچ شرایطی تغییر شکل نمی‌دهد. بنابراین، کلی‌ترین حرکت یک جسم صلب، ترکیبی از انتقال و دوران است. علت حرکت انتقالی، «نیرو» و علت حرکت دورانی، «گشتاور» است. نیرو باعث شتاب خطی می‌شود و گشتاور باعث شتاب زاویه‌ای، به صورت زیر: F=ma, τ=Iα به این ترتیب، اگر بخواهیم تا شرط تعادل را برای یک جسم صلب بنویسیم، باید به صورت زیر عمل کنیم: Σ F=0, Σ τ=0 که یعنی،‌ جمع همه‌ی نیروهای وارد بر جسم و جمع همه‌ی گشتاورهای وارد بر جسم، صفر باشد. #مفاهیم_فیزیک #گشتاور #جسم_صلب #تعادل #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 بارالکتریکی وقتی یک پلیور پشمی را از تن بیرون می آورید جرقه تولید می شود یا وقتی یک شانه کائوچویی را به پارچه پشمی مالش می دهید و سپس به خرده های کاغذ نزدیک میکنید خرده های کاغذ جذب شانه می شوند. این مثال ها نشان می دهد که بدن ما ،پلیور، خرده های کاغذ و شانه خاصیت جدیدی پیدا می کنند و بار الکتریکی دارند. بار الکتریکی یکی از خاصیت های ذاتی ذرات میکروسکوپی سازنده ماده است یعنی خاصیتی است که به طور طبیعی هر کجا آن ذرات وجود داشته باشند با آنها همراه است . تمام مواد از اتم تشکیل شده اند و اتم ها از پروتون‌ و نوترون و الکترون درست شده اند که الکترون و پروتون بار دارند. طبق قرارداد،بار الکترون منفی و بار پروتون مثبت است . خصوصیات بارالکتریکی : مشاهدات تجربی نشان می دهند بار الکتریکی نه به وجود می آید و نه نابود می شود . بار کل دستگاهِ بسته تغییر نمی کند و همچنین بارِ ذراتی که به صورت آزاد یافت می‌شوند به اندازهٔ مضرب صحیحی از بار بنیادی (بار یک الکترون) است، در این حالت می‌گوییم بار الکتریکی یک کمیت گسسته است و با رابطه ی زیر نشان داده می شود : q=±ne که در آن e برابر با بار یک الکترون (19-)^10×1.6 کولن است و n تعداد الکترون یا پروتون است که عددی صحیح می باشد. اگر چه در مقیاس میکروسکوپی ماده از تعداد بسیار زیادی ذره ی باردار درست شده است ولی در مشاهدات ماکروسکوپی نیرو های الکتریکی قوی وابسته به این ذره ها دیده نمی شود دلیل آن این است که از هر دو نوع بار تقریبا به اندازه ی برابر وجود دارد و دونوع متفاوت بار اثر هم را از بين می برند . اگر دونوع بار در توازن نباشند آنگاه بار خالص وجود دارد وقتی یک جسم الکترون اضافی دارد بار آن منفی است و وقتی الکترون های آن از پروتون ها کمتر باشد بار مثبت دارد . اجسام باردار با وارد کردن نیرو برهم با یکدیگر برهمکنش می کنند. بار های همنام یکدیگر را دفع می کنند و بار های غیر همنام یکدیگر را جذب می کنند این قاعده بر پایه ی یک قانون تجربی به نام قانون کولن است . #مفاهیم_فیزیک #بارالکتریکی #الکترون #نیرو ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 لختی دورانی: مشابه "جرم" در حرکت خطی، "لختی دورانی" در حرکت دایره‌ای است. پدید آمدن این کمیت در مطالعه حرکت جسم صلب حاصل شده است. طبق قضیه شزلز (Chasles) حرکت کلی یک جسم صلب ترکیبی از یک حرکت انتقالی خالص و یک حرکت دورانی خالص است. در اینجا حرکت دورانی مورد بحث ماست. کمیت "لختی دورانی" به صورت طبیعی در معادلات مربوط به انرژی جنبشی دورانی یک جسم صلب ظاهر می‌شود. این کمیت کاملا وابسته به هندسه جسم و محوری است که جسم حول آن نقطه می‌چرخد. کمیت "لختی دورانی" یک تانسور مرتبه ۲ است. محاسبه تحلیلی این کمیت، به جز مواردی که جسم مربوطه هندسه‌ای ساده با تقارن های بسیار دارد، بسیار مشکل است. در محاسبه این جسم باید یک انتگرال را روی جسم صلب محاسبه کرد که عبارت پیچیده‌ی این انتگرال کار محاسبه را مشکل می‌کند. البته این امکان وجود دارد که در آزمایشگاه، عناصر مختلف تانسور لختی دورانی را اندازه‌‌گیری کرد. به لحاظ مفهومی، می‌دانیم جسمی که مقاومت زیادی در مقابل تغییر حرکت از خود نشان می‌دهد، دارای "جرم" زیادی است. با طریق مشابه، می‌توان گفت جسم صلبی که مقاومت زیادی در مقابل تغییر حالت دوران خود دارد، دارای "لختی دورانی" بالایی است. #مفاهیم_فیزیک #اینرسی #لختی_دورانی #جرم #نیوتون ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک 🟠 قانون کولن در اواخر قرن ۱۸ مشاهدات دقیقی درباره ی نیرو های میان بار های الکتریکی صورت گرفت . نتایج این مشاهدات را می توان در سه حکم زیر خلاصه کرد : 1. فقط دونوع بار الکتریکی وجود دارد که اکنون به بار های مثبت و منفی معروف اند. 2. دو بار نقطه ای ( بار نقطه ای : از لحاظ معنای ماکروسکوپی بار نقطه ای باری است که ابعاد فضایی آن در مقایسه با هر طول دیگری در مسئله مورد نظر بسیار کوچک است ) نیرو هایی بر یکدیگر وارد می کنند که خط اثر این نیرو ها در امتداد خطی واقع است که آن دو بار را به هم وصل می کند و بزرگی این نیروها با عکس مجذور فاصله ی آنها متناسب است . 3. این نیرو ها که با حاصل ضرب بار ها نیز متناسب اند برای بار های همنام دافعه و برای بار های ناهمنام جاذبه هستند. دو حکم آخر به اضافه حکم اول به عنوان مقدمه ، به قانون کولن معروف اند . قانون کولن را برای بار های نقطه ای می توان به صورت زیر نوشت : F = k (q1q2)/|r|^2  r/|r| که در آن |r| فاصله ی بین دوبار q1 وq2 است و با تقسیم بردار r به بزرگی آن  |r| بردار یکه ای در جهت r یعنی خط واصل بین دوبار درست کرده ایم . ( r بردار است و |r| اندازه ی بردار r است ) و k ضریب ثابت تناسب است که برابر است با  1/4πε0  و ε0 ثابت گذردهی الکتریکی در خلاء است . ε0 = 8.85 x 10^-12 C^2/N.m^2 واحد ها : نیرو : نیوتن (N) بارهایq1وq2 : کولن (C) واحد |r| : متر (m) واحد N.m^2/C^2 : k #مفاهیم_فیزیک #نیروی_الکتریکی ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک ⚛ مفاهیم مکانیک کوانتومی 🟠 فضای هیلبرت (قسمت ۱) #مفاهیم_فیزیک #فیزیک_مدرن #کوانتوم #ریاضی_فیزیک #مکانیک_کوانتومی ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک ⚛ مفاهیم مکانیک کوانتومی 🟠 فضای هیلبرت (قسمت ۲) #مفاهیم_فیزیک #فیزیک_مدرن #کوانتوم #ریاضی_فیزیک #مکانیک_کوانتومی ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک ⚛ مفاهیم مکانیک کوانتومی 🟠 ضرب تانسوری #مفاهیم_فیزیک #فیزیک_مدرن #کوانتوم #ریاضی_فیزیک #مکانیک_کوانتومی ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک ⚛ مفاهیم مکانیک کوانتومی 🟠 حالت کوانتومی #مفاهیم_فیزیک #فیزیک_مدرن #کوانتوم #ریاضی_فیزیک #مکانیک_کوانتومی ⚛️کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution