| تبليغات | X |
بخش دوم اینجا: http://midaf.blogfa.com/8503.aspx
بخش سوم
اجداد ما درعهد بوق جهانرا متشکل از چهار عنصر: خاک، آب، آتش و هوا میپنداشتند. امروزه ما باکمک همین عناصر چهارگانه تقریبا به همهی اجزای تشکیلدهنده جهانِ هستی پیبردهایم. آتش را نمادِ حرارت و انرژی میدانیم و سه عنصر دیگر را نمودِ سه حالت : جامد، مایع و گاز.
مایعات و گازها (شاره = مادهای که میتواند جاری شود) شکل و شمایل معینی ازخود ندارند و نمای حجم ظرفی را که درآن قرارگرفتهاند بهخود میگیرند.
شارهها هرچند دارای وزن، حجم و جرم معینی هستند و ازحالت جریانای برخوردارند ولی طبق قانون فیزیک نمیتوانند همانند اجسام جامد با عمل "پسزنی" در رویارویی با تغییر فُرم ایستادهگی کنند. این خاصیت فیزیکی یکی از قواعد و قانونیاست که ما دریانوردان برای شناوری کشتیها از آن بهره میبریم و ازآن بهعنوان رمز شناوری اجسام استفاده میکنیم. راهنما و پیشگام ما دراین مهم نیز استاد ارشمیدس بود.
کمی بیشتر توضیح بدهم:
جرم ( ِmass ): جرم خاصیت ذاتی هرجسم و یک کمیت فیزیکیاست و قابل اندازهگیری. بهعبارت دیگر مقدار اینرسی«تمایل اجسام بربیحرکت باقیماندن » موجود دراجزای اتم بهعنوان "جرم" فرض میشود که در مقابل حرکات و حالات مختلف جسم همیشه ثابت باقی میماند، هرچه جرم یک جسم بیشتر، شتاب( تغییر درسرعت)اش کمتر. واحد اندازهگیری جرم: گرم، یا کیلوگرم است.
از دانشآموزان عزیز یا دانشجویانی که اینمطلب را میخوانند انتظار دارم جرم ِیکجسم را با وزنِ آن اشتباه نگیرند! وزنِ هرجسم عبارت ازنیروی جاذبهایاست که کره زمین یا کره ماه یا کره مریخ... بر آنجسم وارد میکند و کمیتایاست "برداری" یعنی مقدار آن درنقاط مختلف سیاره، باتوجه به تأثیر نیروی جاذبه، متغّیر است. جرم جسم اما، یعنی مقدار ماده موجود درآنجسم، یککمیت "نردهای" و همیشه ثابتاست. مثال:
هماکنون سفینه "دسکاوری" ناسا به مرکز تحقیقاتی بینالمللی فضایی ISS پهلو گرفتهاست. این سفینه غولپیکر و ایستگاه تحقیقاتی فضایی که در روی زمین هزاران تن وزن دارند، درفضا، بیرون از نیروی جاذبه زمین، عاری از وزناند ولی اگر فضانوردی به گوشهای ازآندو لگد بزند به پایش ضربه وارد میشود زیرا جرم جسم برخلاف وزناش در زمین و درفضا یکسان و ثابت باقی میماند.
حجم ِ (Volume): فضای درونیی (محتوای) یک جسم سهبُعدی هندسی را حجم گویند [اینجا]. درفیزیک اما کمّیتایاست برای بیان میزان فضای اشغال شده توسط یکجسم. حجم یکعنصر را می توان ازراههای مختلف اندازه گرفت. مثلن ازطریق فُرم و شکل هندسی جسم (واحد اندازه گیری: ساتیمتر مکعب یا متر مکعب است):
حجم یک مکعب = اندازه یک ضلع به توان 3.
حجم مکعب مستطیل= طول x عرض x ارتفاع.
حجم استوانه = مساحت قاعده x ارتفاع
نیز میتوان حجم هرجسم سخت را با مقدار آبی که جابجا میکند تعیین نمود ( قانون ارشمیدس). این قانون بویژه در اندازه گیری حجم اجسام نامنظم بهترین کاربُرد دارد.
آب: نیروی موجود در مولکولها، ذرات آب را درکنار هم نگهمیدارد. 
ملکولها در زیز سطح آب از همهطرف بههم احاطه شده ونیرو وارد میکنند این نیروها درعمل یکدیگر را خنثا میکنند. در سطح اما فقط از سهطرف نیرو وارد میشود درنتیجه مولکولها به درون کشیده میشوند اینکشش، کششیاست سطحی و باعث میشود قطرات آب و حُبابها بصورت گِرد و کروی دیده شوند. همین کشش سطحی نیز سبب میشود که سطح مایع مانند نوعی « پوسته » عمل کند.
جرم مایعات را میتوان با ترازو اندازه گرفت،
برای اندازه گیری حجم مایعات ظروف شفاف و استوانهای مدرجی وجود دارند که واحد حجم را نشان میدهند.
***
چرا از جرم (m) و ازحجم ((V اجسام سخن گفتم؟
با تقسیم جرم یکجسم برحجم اش در یک واحد معین یک کمیت فیزیکی به دست میآید که درانگلیسی به آن Density درآلمانی به آن Dichte درفرانسه بهآن densite و در فارسی بهآن وزن مخصوص یا "چگالی" میگویند.
D= m / V
چگالی یا دِنسیته مقدار جرم موجود در واحد حجم یکماده است. یعنی چه؟
سؤال:
آیا یککیلو آهن سنگینتراست یا یککیلو پنبه؟
آیا یککیلو آب سنگینتراست یا یککیلو روغن؟
مگر یککیلو هزار گرم نیست؟ مگر یک گرم و یک گرم با هم هموزن نیستند؟ آیا واقعا یککیلو پنبه و یککیلو آهن هموزناند؟
آری ( اگر آزمایش درخلأ صورت گیرد) هموزنند ولی چگالی آهن بارها بیشتر ازچگالی پنبه است یعنی تراکُم جرم در یک واحدِ حجم آهن ازپنبه بسی بیشتراست. در یک واحد حجم، مثلن دریک سانتیمتر مکعبِ طلا یا الماس یا آب، مقداری جرم طلا یا الماس یا جرم آب متراکم شدهاست. هرچه جرم ماده درواحدحجم متراکمتر، چگالی آن بیشتر. چگالیی ماده نشانگر ایناست که جرم ماده تا چه حد متراکم شدهاست. چگالی آب مساوی است با "یک". چگالی ظلا= 19.30
اگر این حرفها بدرد عمهی بلوچ نمیخورد بدرد ما دریانوردان خیلی هم خوب میخورد و اصولن فلسفهی شغلی و علمی ما روی همین حرفها بنا شدهاست نه تنها ما دریانوردان بلکه خلبانان و فضانوردان نیز ازهمین آبشخور سیراب میشوند.
رمز شناوری کشتیها: اگر چگالی جسم جامدی (کشتی) ازچگالی مایعی(آب) کمتر باشد جسم روی آب شناور میماند. اگر اختلاف دوچگالی کم باشد جسم غوطهور میماند( تهنشین نمیشود): قالبِیخ، کندهی درخت. اگرچگالی کشتی ازچگالی آب بیشترباشد کشتی غرق میشود. پس برای به شناور درآوردن جسمی(آهن) بر روی مایعی(آب)، باید چگالی یا دِنسیتهاش را پایین بیاوریم. ولی چه جوری؟ تغییر فُرم جسم یکی از راهحلهااست. مثلن با چکُش آنقدر تو سر آهن بکوبیم تا پهن شود، هر چه بیشتر، پَهنتر. و برای اینکه آب دوباره رویش نلغزد و سنگیناش نکند، لبههای ورقهی پهن شده را برمیگردانیم و اجازه میدهیم اینجوری یه کم هوا روی ورقه جا بگیرد. بهقدرت خدا و امدادهای غیبی آهن روی آب شناور میشود.
توضیح بالا برای شناور بودن کشتی بهتنهایی مرا کفایت نمیکند. کفایت میکند ولی هنوزکاملن راضی نیستم و یک چیزی کم دارد.
در پُست بعدی چگالی را بیشتر و فاکتور مهم دیگری نیز بهنام قانون ارشمیدس یا نیروی ارشمیدس را شرح خواهم داد...
