مقاومت هوا

در این مطلب توضیحاتی پیرامون مقاومت هوا و نحوه محاسبه آن داده خواهد شد و پس‌ازآن به بررسی یک مسئله سقوط آزاد به در نظر گرفتن مقاومت هوا پرداخته می‌شود. هنگامی‌که جسمی در یک سیال به حرکت دربیاید، از سمت سیال به جسم، در خلاف جهت حرکت جسم نیرویی به جسم وارد می‌شود که از حرکت آن ممانعت می‌کند، زمانی که سیالی که جسم در آن به حرکت درمی‌آید، هوا باشد به این نیرو، نیروی درگ یا مقاومت هوا اطلاق می‌شود. اندازه نیروی مقاومت هوا معمولاً تابعی از سرعت جسم، خواص سیال و هندسه جسم است و همان‌طور که گفته شد، مانند اصطکاک جهت این نیرو همواره در خلاف جهت حرکت خواهد بود.

ادامه مطلب...

بررسی نیروهای کشش کابل داخل یک قاب

مسئله

مطابق شکل بک قاب از دو نقطه به دیواری بسیار محکم بسته شده است. داخل این قاب یک طناب از نقطه A را به نقطه C متصل می‌کند. به میله BC از این قاب نیرو P وارد می‌شود. وزن میله‌ها همگی ناچیز هستند. اگر زاویه‌ای که ضلع بالایی این قاب با خط AD می‌سازد معلوم باشد، نسبت نیروی کشش کابل به نیروی P را به دست آورید. این نسبت را در یک نمودار برای زاویه θ صفر تا ۱۸۰ درجه رسم کنید.

حواب در ادامه مطلب...

تکانه و ساز و کار موشک ها

ساز و کار و مکانیزم دسته‌ای از موشک‌ها بر اساس تغییرات جرم و تغییرات تکانه ساخته شده است. به بیان دیگر سوخت داخل محفظه‌های موشک پس از احتراق و تغییر حجم نسبتاً زیاد با خروج سریع از نازل خروجی تغییر جرمی چشم گیر در ساختار موشک به وجود می‌آورد. این تغییر تکانه و به دنبال آن تغییر جرم به گونه ایست که باعث شتاب دادن به بدنه موشک می‌شود. دسته‌ای از مسائل در بخش مکانیک و سیالات مطرح می‌شوند که در آن‌ها از مقدار نیرو اعمال شده، تغییرات سرعت و مواردی از این دسته مورد سؤال قرار می‌گیرد. در ادامه به بررسی یکی از این مسائل پرداخته می‌شود. شکل زیر نمونه ای از این راکت ها را تشان می دهد.

ادامه مطلب...

• مسئله

به یکی از محفظه‌های موشک هیدروژنی با نرخ ثابت m’ هیدروژن تزریق می‌شود. هم چنین از سوی دیگر اکسیژن به مقدار کافی در محفظه وجود دارد؛ و هیدروژن به‌صورت کامل می‌سوزد و به‌صورت بخار آب خارج می‌شود. فشار و دمای گاز در این محفظه به ترتیب P و T است. مشخص کنید که در مجموع این محفظه چقدر نیرو باید تحمل کند؟

جواب در ادامه مطلب...

مسئله تحلیل حرکت سیستم اجسام شتابدار

• مسئله

مطابق شکل جعبه هایی چیده شده اند. اگر بین سطوح هیچ اصطکاکی وجود نداشته باشد، نیروی F را طوری تعیین کنید که جسم اول (m1) نسبت به m3 با شناب a₂ حرکت کند.(اندازه همه جرم ها را برابر m در نظر بگیرید).

جواب و یررسی نیرو های وارد بر قرقره در ادامه...

قانون هوک

برای محاسبه نیروی یک فنر ایده آل از قانون هوک استفاده می کنیم. بنا بر این قانون نیروی فنر رابطه خطی با میزان تغییر طول فنر دارد:

F بردار نیرو، k ثابت فنر و x بردار جابجایی (از حالت اولیه) است.

$$F=-kx$$

و طبق مطلب کار و انرژی انرژی فنر هم این گونه بدست می آید:

$$E=\int_{x_1}^{x_2} kx dx=\frac{1}{2}kx_1^2-\frac{1}{2}kx_2^2$$

نیرو های پایستار و ناپایستار

می توان نیرو ها را به دو دسته پایستار و نا پایستار تقسیم کرد.

کار نیرو های پایستار تنها تابعی از موقعیت مکانی شروع و پایان حرکت است و به مسیر وابسته نیست. معروف ترین نیروی پایستار نیروی گرانش است چرا که کار این نیرو تنها با در نظر گرفتن ابتدا و انتها محاسبه می شود. یعنی فرقی ندارد که جسم از ارتفاع دو متری زمین از بالای یک ...

ادامه مطلب...