عضویت العربیة English
امام صادق علیه‌السلام: صله رحم و نیکى، حساب (قیامت) را آسان و از گناهان جلوگیرى مى‌کند. کافى، ج2، ص157

حركت دورانی آب

حركت دورانی آب
جمعه 29 بهمن 1389  07:19 ب.ظ

حركت دورانی آب

 

آب در حال حركت دورانی به شكل خمیده است.وقتی یك منبع آب را دور محور خودش بچرخانید آب، سطحی خمیده به نام سهمی را تشكیل می دهد.حركت دورانی آب

حرکت دورانی - سهمی - نیروی مرکزگرا - سطح آب

 

در این مقاله با انجام یک آزمایش مطالبی درباره ی نیروی مرکزگرا می آموزید.

ساخت وسیله

جعبه بایستی ضد آب شود بنابر این از چسب آكواریوم استفاده كنید و اطراف جعبه را با چسب بچسبانید . بالای جعبه را باز بگذارید یا سوراخی را در بالای آن ایجاد كنید. به وسیله قطعه های چوبی (پلاستیكی) جعبه را به صفحه چرخان بچسبانید.

 

حركت دورانی آب

انجام دهید و توجه كنید

جعبه را تا نیمه پر از آب كنید و صفحه چرخان را بچرخانید. به شكل سطح آب توجه كنید.

چه اتفاقی دارد می افتد!

وقتی موج های روی سطح آب چرخان از بین رفتند سطح آب شكل خم داری به نام سهمی به خود می گیرد. زمانی كه جعبه می چرخد، آب می خواهد در خط راست مماس بر دایره ای كه جعبه روی آن میچرخد، حركت كند. اما دیواره، جعبه آب را محدود می كند و آب را وادار میكند تا حركت دایره ای انجام دهد. آب نزدیك لبه جعبه، در یك دایره بزرگ حركت می كند در حالی كه آب نزدیك مركز، در یك دایره كوچك میچرخد. لذا آب نزدیك لبه سریع تر از آب نزدیك مركز حركت می كند. هرچه حركت دایره ای سریع تر باشد نیروی لازم برای نگه داشتن آن بیشتر است. این نیرو نیروی مركزگرا نامیده می شود. سطح آب در تعادل همیشه متناسب با كل نیروی وارد بر آب است، شكل زیر نیروهای روی سطح آب شیبدار را نشان می دهد.حركت دورانی آب

شكل نشان میدهد كه شیب سطح آب نشان دهنده اندازه نیرویی است كه آب را در حركت دایرهای نگه می دارد. سطح مسطح در نزدیكی مركز جعبه نشان دهنده نیروی كمی است كه برای نگه داشتن آب در آن محل لازم است. در حالی كه سطح شیب دار مناطق بیرونی، نشان دهنده نیروی زیادی است كه برای نگه داشتن آب لازم است.

می توانید به خودتان ثابت كنید كه آب تشكلیل یك سهمی می دهد. معادله یك سهمی به شكل y=x2 است. یك سهمی روی صفحه كاغذ بكشید و آن را روی جعبه به طوری كه از طرف دیگر جعبه سهمی را ببینید، بچسبانید. سپس سرعت جعبه را آن قدر زیاد كنید تا سطح آب با سطح سهمی رسم شده،  یكسان شود . سطح آب بایستی دقیقاً با سطح روی كاغذ یكی شود.

دیگر چه ؟

شناور كوچكی درست كنید كه بتواند روی سطح آب داخل جعبه شناوری بماند ، یك قطعه صاف و كوچك چوبی با دكلی از یك خلال دندان كافی است. شناور را روی سطح آب نزدیك لبه بگذارید و جعبه را بچرخانید، می بینید حتی زمانی كه شناور روی سطح شیب دار است شناور در جای خودش می ماند و دكل همواره عمود بر سطح آب است.

 

برای انجام بهتر این آزمایش، می توانید به نکات زیر توجه کنید:

  • *یك جعبه مكعبی پلاستیكی كوچك و شفاف در حدود 30*30*2.5 سانتی متر ( می توانید این جعبه را بخرید یا با چسباندن قطعات پلاستیكی كه در پلاستیك فروشی ها موجود است آن را درست كنید. )

*چسب سیلیكون ( آكواریومی ) برای ضد آب كردن جعبه

*صفحه چرخان ( مانند صفحه چرخانی كه در مجسمه سازی استفاده می شود ، هر صفحه ای كه از طول جعبه پلاستیكی بزرگ تر باشد و بتواند به راحتی روی پایه ای به صورت افقی بگردد. )

*2 قطعه چوبی یا پلاستیكی ، در حدود 5*15*1.3 سانتی متر برای این كه جعبه پلاستیكی را به صفحه چرخان محكم بچسبانید.

*چسب قوی

 

مترجم : میثم امیری نائینی

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تنظیم : سمیرا بادامستانی

 

hossein3010

hossein3010
کاربر نقره ای
تاریخ عضویت : خرداد 1389 
تعداد پست ها : 1946
محل سکونت : تهران
دسترسی سریع به انجمن ها