به عشق فیزیک

از کوارک‌ تا کیهان‌، همراه با مطالب و مقالات جذاب علمی - ترویجی - آموزشی

به عشق فیزیک

از کوارک‌ تا کیهان‌، همراه با مطالب و مقالات جذاب علمی - ترویجی - آموزشی

به عشق فیزیک

هدف این وبلاگ ارائه‌ی مطالب، مقالات، تصاویر و ویدیوهای علمی - ترویجی و آموزشی مرتبط با دنیای فیزیک، ستاره‌شناسی و ریاضیات است.

نویسندگان
  • ۱
  • ۰

سر فدای علم

آزمایش پایستگی انرژی در حرکت آونگ

سر فدای علم


یکی از محبوب‌ترین آزمایش‌هایی که سال‌هاست سر کلاس انجام می‌دهم آزمایشی است که در آن سرم را مستقیماً در مسیر وزنه‌ی تخریب،‌که همتای کوچک وزنه‌های تخریب واقعی است، قرار می‌دهم و زندگی‌ام را به مخاطره می‌اندازم. البته بدانید که این وزنه‌ی کوچک هم می‌تواند به آسانی مرا بکشد. وزنه‌های تخریبی که گروه‌های تخریب به کار می‌برند وزنه‌های کروی شکلی هستند با جرمی در حدود هزار کیلو گرم، ولی جرم وزنه‌ی من ۱۵ کیلوگرم است. در حالی که در یک طرف کلاس ایستاده و سرم را به دیوار چسبانده‌ام وزنه‌ی آونگ را در دستانم می‌گیرم و آن را تا چانه‌ام بالا می‌آورم. وزنه را که رها کنم باید موظب باشم که آن را اصلاً به جلو هل ندهم حتی به اندازه‌ی فوق‌العاده کم. کوچک‌ترین هل به وزنه بدهم یقیناً به من آسیب می‌زند یا حتی می‌کشد. از دانشجویانم می‌خواهم که حواس مرا پرت نکنند، صدا نکنند، و حتی کوتاه‌زمانی نفس نکشند و می‌گویم که اگر این نکات را رعایت نکنند، چه بسا این آخرین درس من باشد.


اعتراف می‌کنم هربار که این آزمایش را انجام می‌دهم، آن زمان که وزنه تاب‌خوران به سویم می‌شتابد حس می‌کنم آدرنالین خونم بالا می‌رود و با این که یقین دارم فیزیک مرا نجات خواهد داد، همیشه وقتی که وزنه تا مویی مانده به چانه‌ام جلو می‌آید، اعصابم خرد می‌شود. بی‌اختیار دندان‌هایم را به هم می‌فشارم و حقیقت این است که چشمانم را نیز می‌بندم! می‌پرسید که انجام این آزمایش چه سودی برای من دارد؟ اعتقادم به یکی از مهم‌ترین مفاهیم کل فیزیک، یعنی پایستگی انرژی راسخ‌تر می‌شود.

ویدیوی مربوط به این آزمایش را از اینجا دریافت کنید


یکی از ویژگی‌های چشمگیر جهان ما این است که انرژی می‌تواند از نوعی به نوع دیگر و آنگاه به نوع دیگر و باز هم به نوع دیگر و حتی به نوع اولیه تبدیل شود. انرژی می‌توان تبدیل شود ولی هرگز از بین نمی‌رود و هرگز خلق نمی‌شود. در واقع این تبدیل به صورت بی‌وقفه انجام می‌شود. همه‌ی تمدن‌های توسعه یافته و توسعه نیافته نیز به فرآیند تبدیل انرژی در اشکال مختلف آن نیازمندند. غذا خوردن برای ما هم همین کار را می‌کند و انرژی شیمیای غذا را به انرژی مورد نیاز سلول‌های بدن‌مان تبدیل می‌کند. در عمل سوختن نیز انرژی شیمیایی موجود در چوب به گرما تبدیل می‌شود.*


تیری که از کمان رها می‌شود و در هوا به پرواز در می‌آید به دلیل تبدیل انرژی پتانسیل کشسانی کمان به انرژی جنبشی تیر است. در راندن دوچرخه و اتومبیل، در شلیک گلوله‌ی تفنگ در نیروگاه‌های تولید برق، در تمامی دستگاه‌های الکتریکی و الکترونیکی و هزاران مثال دیگر در جهان اطراف ما مدام تبدیل انرژی صورت می‌گیرد. کاربردهای تبدیل انرژی پایان‌ناپذیر است. در آزمایش آونگی که ذکر آن در بالا رفت، با رها کردن وزنه، انرژی پتانسیل گرانشی وزنه به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود، وزنه تاب می‌خورد و وقتی دوباره به نقطه‌ی اولیه باز می‌گردد، انرژی جنبشی به پتانسیل تبدیل می‌شود (ویدوی این آزمایش را در پست بعد ببینید). این تبدیل انرژی مشابه همان چیزی است که سیارات را در مدار‌های بیضی‌شکل خود به دور خورشید نگه می‌دارد. در بسیاری از فرآیندهای طبیعت به طور مداوم شاهد چنین تبدیلاتی هستیم. با این همه مقدار کل انرژی جهان همواره پایسته است. انرژی از بین نمی‌رود و از هیچ به وجود نمی‌آید؛ فقط از نوعی به نوع دیگر و از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود.


ــــــــــــــــــــــــــــــــ
* منبع سه پاراگراف اول: والتر لِوین، برای عشق به فیزیک، ترجمه‌ی جمیل آریایی، شرکت سهامی انتشار.

نظرات (۰)

هیچ نظری هنوز ثبت نشده است

ارسال نظر

ارسال نظر آزاد است، اما اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید می توانید ابتدا وارد شوید.
شما میتوانید از این تگهای html استفاده کنید:
<b> یا <strong>، <em> یا <i>، <u>، <strike> یا <s>، <sup>، <sub>، <blockquote>، <code>، <pre>، <hr>، <br>، <p>، <a href="" title="">، <span style="">، <div align="">
تجدید کد امنیتی