نیرو و دینامیک
جایگاه درس

نیرو و دینامیک - آموزش تصویری - زبان ساده


نیرو و دینامیک موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .

1 - نیرو و دینامیک چه مفهومی دارند.


نیرو و دینامیکنیرو: عامل برداری است که وقتی بر یک جسم وارد می شود باعث تغییر مکان یا تغییر سرعت و یا تغییر شکل اجسام می شود.

مکانیک: بخشی از علم فیزیک که حرکت اجسام را بررسی می کند.

سینماتیک: یا حرکت شناسی، بخشی از علم مکانیک که حرکت و سکون اجسام را بدون در نظر گرفتن نیرو و به طور هندسی بررسی می کند( فصل قبل).

دینامیک: یا نیروشناسی  بخشی از علم مکانیک که حرکت و سکون اجسام را با در نظر گرفتن نیرو و به طور هندسی بررسی می کند( همین فصل).

سینتیک: بخشی از علم دینامیک است که حرکت اجسام متحرک را با در نظر گرفتن نیرو بررسی می کند

استاتیک: بخشی از علم دینامیک است که حرکت اجسام ساکن را با در نظر گرفتن نیرو بررسی می کند.


2 - جسم و محیط چه معنی دارند؟


جسم و محیط چیزی که مورد بررسی و مطالعه  قرار می گیرد جسم نام دارد. بقیه اجسام که بر جسم اثر می گذارند محیط نام دارند.

شاید فکر کنید این که خیلی بدیهی است اما چنین نیست. در واقع در بسیاری از مسائل، این دو با هم اشتباه گرفته می شوند. یعنی نیروهایی را به مسائل اضافه می کنند که، باید نادیده گرفته شوند. این موضوع را در درس های بعدی بهتر متوجه خواهید شد.


توجه: این نکته مهمی است که وقتی می خواهید یک مسئله را حل کنید فقط نیروهای وارد بر همان جسم را در نظر بگیرید. یعنی بتوانید نیروهای اضافی را حذف کنید. به عبارت دیگر بتوانید نیروهایی را که در حل مسائل موثر هستند جدا کنید

مثال 1: مثال از جسم و محیطمطابق شکل روبرو، یک فنر به یک جعبه متصل است. در حالت های زیر مشخص کنید که جسم و محیط کدامند؟
  1. می خواهیم جعبه را بررسی کنیم.
  2. می خواهیم فنر را بررسی کنیم
پاسخ:
  1. می خواهیم جعبه را بررسی کنیم. بنابراین جسم، همان جعبه است و محیط، چیزهایی است که بر جعبه نیرو وارد می کنند. مانند فنر و سطح میز که نیروی اصطکاک را وارد می کند. زمین که نیروی گرانشی را وارد می کند و ...
  2. می خواهیم فنر را بررسی کنیم. بنابراین جسم، همان فنر است. و محیط یعنی چیزهایی که بر فنر نیرو وارد می کنند. مانند جعبه و دیواره ای که فنر به آن متصل است و زمین که نیروی گرانشی را وارد می کند و ...

مثال 2: فرض کنید در فضا، فقط دو آهنربای مشابه در مجاورت هم قرار دارند. در این صورت جسم و محیط کدامند؟
پاسخ:
مثال از جسم و محیطجسم آهنربایی است که داریم بررسی می کنیم. یعنی توجه ما متوجه آن است. محیط آهنربای دیگر است که بر آهنربای اول نیرو وارد می کند.


3 - انواع نیروها


انواع نیروهابه طور کلی نیرو ها به سه دسته تقسیم می شوند.
  1. نیروهای گرانشی( نیرو های ضعیف با برد بلند)
  2. نیرو های الکترومغناطیسی( نیرو های متوسط با برد متوسط)
  3. نیروهای هسته ای( نیرو های قوی با برد کوتاه)

توجه: نیرو های هسته ای در داخل هسته وجود دارند. نیرو های گرانشی نیز بین اجسام به خاطر جرمشان است( بعدا بررسی می کنیم). بقیه نیروها، مانند کشش نخ یا اصطکاک و نیروی چسبندگی و نیروی الکتریکی و ... در دسته نیروهای الکترومغناطیسی قرار می گیرند.


توجه: نیروی قیدی نیرویی است که دارای فرمول مشخصی نیست بلکه به شرایط مسئله بستگی دارد. مثلا نیروهایی مانند کشش نخ یا نیروی عمودی تکیه گاه یا اصطکاک ایستایی با توجه به شرایط مسئله تعیین می شوند. 

اما نیروی هایی دیگری هستند که فرمول مشخصی دارند. مثلا قانون کولن الکتریسیته ساکن، فرمول مشخصی دارد. بنابراین نیروی قیدی نیست.



4 - نیروسنج، وسیله اندازه گیری نیرو


انواع نیروسنجبرای اندازه گیری مقدار نیرو، از نیروسنج استفاده می کنند. نیروسنج ها ممکن است شکل های مختلفی داشته باشند. معمولا در ساختمان آن از یک فنر استفاده شده است. هرچه نیروی بیشتری به نیروسنج وارد کنیم نیروسنج عدد بزرگتری را نشان می دهد.

البته نیروسنج های دیگری نیز وجود دارند که از فنر استفاده نمی کنند. در این نیروسنج ها از موادی به نام پیزوالکتریک استفاده می کنند. مقاومت این مواد، در اثر فشار تغییر می کند و یک عدد دیجیتال را نشان می دهند.

ترازو نیز یک نیروسنج است که برای اندازه گیری نیروی وزن به کار می رود. تفاوت نیروسنج و ترازوی دو کفه ای در این است که نیروسنج نیروی وزن را نشان می دهد اما ترازو با جرم در ارتباط است.


توجه: نیرو یک کمیت برداری است. بنابراین علاوه بر مقدار، دارای جهت نیز می باشد. نیروسنج فقط مقدار نیرو را اندازه می گیرد. انواع کمیت ها را در فصل اندازه گیری، به طور کامل، بررسی کردیم.


5 - یکای نیرو چیست؟


یکای نیرو در ُSIدر سیستم یکای استاندارد SI یکای نیرو، نیوتون است. که با علامت N نشان داده می شود. اما در سیستم یکاهای دیگر، ممکن است نیوتون نباشد. البته نیازی نیست که سیستم های دیگر را بررسی کنیم.

یکای نیرو یعنی نیوتون، یکای اصلی نیست بلکه یکای فرعی می باشد. ما این موضوع را در فصل اندازه گیری به طور کامل بررسی کردیم.


6 - نیروهای خاص


نیروهای مهمی هستند که در حل مسائل، اهمیت زیادی دارند. نیروهایی مانند کشش نخ، نیروی عمودی تکیه گاه، نیروی اصطکاک و ... نیروی خاص هستند. که شناخت آنها اهمیت زیادی دارد.

به علت گستردگی و اهمیت نیروهای خاص، آنها را در درس های بعدی و به طور جداگانه بررسی می کنیم.

سوال های چهار گزینه ای

در سوالات زیر لطفا گزینه درست را انتخاب کنید.
1- نیرو چه اثری می تواند روی یک جسم داشته باشد؟
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
2-  بررسی حرکت با در نظر گرفتن نیرو ...  و بدون در نظر گرفتن نیرو  ... نام دارد.
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
3- فرض کنید در فضای خالی، فقط دو جسم وجود دارد که بر هم نیرو وارد می کنند. در این صورت
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
4- یکای نیرو در SI و وسیله اندازه گیری نیرو چیست؟
a-
b-
c-
d-
. . . . . .

سوال های پرتکرار


دینامیک چیست و به چه قسمت های مهم تقسیم می شود.

علم بررسی حرکت با در نظر گرفتن نیرو است و به دو دسته مهم سینتیک و استاتیک تقسیم می شود.

 جسم و محیط چه معنی دارند؟

چیزی که مورد بررسی و مطالعه  قرار می گیرد جسم نام دارد. بقیه اجسام که بر جسم اثر می گذارند محیط نام دارند.

یکای نیرو و وسیله اندازه گیری آن کدام است.

یکای نیرو در SI نیوتون، و وسیله اندازه گیری آن، نیروسنج است.

امتیاز دهی

ممنون که با دادن امتیاز، باعث دلگرمی ما جهت ادامه کار می شوید.
1 2 3 4 5

تعداد رای = 2
میانگین امتیاز 4.50 از 5

بخش نظرات


نظر"شهرامی":
سلام ودرودخداااا برشما مطالب بادرک مطلب همراه بود که سبب میشه باگذرازفرمولهایی که ارائه کردید به یک دیدغیزیکی برسیم ممنون وعالی ودرپایان اگرکاردواثرقوانین نیوتن دراستاتیک ودینامیک هم اطلاعات مفهوم بگذارید وقضیه کاروانرژی دراستاتیک ودینامیک ممنون میشم باتشکرفراوان ازشما
پاسخ "ژرفنما" به این نظر : سلام ممنون از شما
آیا منظور شما قضیه لاگرانژ و هامیلتون است که مسائل دینامیک را به کمک یک عملگر حل می کند؟ البته ریشه آن به کاربرد بقای انرژی در مسائل دینامیک است.
این فراتر از فیزیک دبیرستان است ما فعلا می خواهیم فیزیک دبیرستان را پوشش دهیم

--------------