بازاریابی سیاسی

آخرين مطالب

فیزیک خردشدن هندوانه و اهمیت استفاده از کلاه ایمنی اخبار

فیزیک خردشدن هندوانه و اهمیت استفاده از کلاه ایمنی

  بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - اگر منشأ هر قانون را بدانیم، رعایت آن ساده‌تر می‌شود؛ ازاین‌رو، دلیل اجبار کارگران به استفاده از کلاه ایمنی در کارگاه‌های صنعتی هم می‌تواند با آزمایشی ساده ثابت شود.

در ویدئویی که در ادامه‌ی مطلب آمده، می‌بینید چه اتفاقی می‌افتد اگر پیچ‌و‌مهره‌ای 454 گرمی‌ از ارتفاع 6.1 متری و سپس 9.1 متری روی هندوانه‌ای سقوط کند که برای شبیه‌سازی با سر انسان، اجزای صورت روی آن کشیده شده است. سپس، هندوانه با کلاه محکم محافظت و آزمایش تکرار می‌شود. حالا این فیلم را با استفاده از قوانین فیزیک بررسی می‌کنیم. این ویدئو ادعا می‌کند قطعه‌ای تقریبا نیم‌کیلوگرمی در سقوط از ارتفاع 6 متری و برخورد با هندوانه، نیروی ضربه‌ای معادل دوهزار پوند به آن وارد می‌کند. این اعداد به دو دلیل شک‌برانگیز هستند؛ زیرا واقعا محاسبه‌ی نیروی ضربه دشوار است؛ چراکه اولا نیروی ضربه معمولا فقط مقدار ثابت نیست و درواقع، این نیرو در بازه‌های زمانی کوتاه هنگام برخورد تغییر می‌کند؛ ثانیا نیروی ضربه به مسافت توقف بستگی دارد. اگر پیچ با سطح سختی برخورد کند و در زمان بسیار کوتاهی متوقف شود، نیروی ضربه بسیار بیشتر از زمانی خواهد بود که پیچ با سطحی نرم همچون هندوانه برخورد کند.


گاهی اوقات ساده‌تر است که نیروی ضربه را در چند مسافت برخورد در نظر گرفت؛ اما همچنان مسافت برخورد کوتاه‌‌تر به‌معنای زمان برخورد کوتاه‌تر است. بیایید این کار را انجام دهیم. شما چگونه نیروی ضربه را تخمین می‌زنید؟ مسئله‌ی پیچ در‌حال‌سقوط واقعا به مدت‌زمان سقوط بستگی ندارد که البته واقعا برای ما مهم نیست. اگر روی مسافت سقوط و مسافت توقف پیچ تمرکز کنیم، مسئله‌ی پیچ موقعیتی عالی خواهد بود که در آن از قضیه‌ی کار و انرژی استفاده کنیم. قضیه‌ی کار و انرژی
این قضیه اساسا می‌گوید کار انجام‌شده در سیستم با تغییر انرژی در آن سیستم برابر است. به‌بیان‌‌بهتر، کار از حاصل‌ضرب نیرو در فاصله حاصل می‌شود. اگر جهت نیرو و حرکت یکی باشد، کار مثبت خواهد بود و اگر جهت آن‌ها مخالف هم باشد، کار منفی خواهد بود. گفتنی است واحد کار و انرژی ژول است. اگر به سیستم پیچ و زمین و هندوانه دقت کنیم، می‌بینیم دو نوع انرژی وجود دارد. انرژی اول، انرژی جنبشی پیچ (K) است که به جرم و سرعت آن بستگی دارد.
زمانی‌که پیچ در‌حال‌سقوط است، لحظه‌به‌لحظه سرعت و درنتیجه، انرژی جنبشی آن افزایش می‌یابد؛ اما این انرژی از کجا می‌آید؟ اینجا است که انرژی پتانسیل گرانشی (U) وارد می‌شود. این انرژی به میدان گرانشی زمین و جرم پیچ و مسافت بین دو جسم بستگی دارد. ازآنجاکه در اینجا فقط با تغییرات انرژی سروکار داریم، سطح زمین را ارتفاع صفر در نظر می‌گیریم.

در این عبارت، m بیانگر جرم و y بیانگر ارتفاع دلخواه و g بیانگر شتاب میدان گرانشی محلی است (g = 9.8 N/Kg). حال همه‌ی این‌ها را کنارهم می‌گذاریم. شکل زیر پیچ را در‌ حال‌ سقوط و برخورد با هندوانه نشان می‌دهد.

نکات درخورتوجه در این شکل، عبارت‌اند از: پیچ از ارتفاع 6.1 متری سقوط می‌کند، حرکت پیچ پس از برخورد با سطح هندوانه همچنان قدری ادامه دارد که این مسافت توقف، 2.54 سانتی‌متر برآورد و با حرف s مشاهده می‌شود. درنهایت، قدری نیروی ضربه وجود دارد که با حرف F مشخص شده است. این نیروی فشار پس‌رفتی روی پیچ است که کار منفی در سیستم محسوب می‌شود. حال تمام مقادیر یادشده را در معادله کار و انرژی قرار می‌دهیم.
در حین برخورد، کار منفی انجام‌شده‌ای روی پیچ وجود دارد که برابر است با مجموع تغییرات انرژی جنبشی به اضافه‌ی انرژی پتانسیل گرانشی آن. بااین‌حال، باتوجه‌به اینکه هم در شروع حرکت پیچ و هم در انتهای حرکت آن سرعت پیچ صفر است (پیچ متوقف است)، هیچ تغییری در انرژی جنبشی آن وجود ندارد. تغییرات انرژی پتانسیل نیز فقط به مسافت عمودی (h + s) بستگی دارد و چون ارتفاع پیچ در‌حال‌کم‌شدن است، این تغییر منفی است. از معادله‌ی بالا می‌توان نیروی ضربه را به‌دست آورد.

با گذاشتن مقادیر معادل هر کمّیّت، می‌توان مقدار F را پیدا کرد. حالا M = 0.454 kg و h = 6.1 m و مسافت s را حدس می‌زنیم. با این مقادیر، نیروی ضربه برابر با 1,073 نیوتن یا 241 پوند به‌دست می‌آید که بسیار کمتر از مقدار ادعا‌شده در ویدئو، یعنی دوهزار پوند است. برای به‌دست‌آوردن نیروی ضربه‌ای به این بزرگی، پیچ باید در مسافت ضربه‌ی (s) بسیار کوتاه‌تری متوقف شود. حال سقوط پیچ از ارتفاع 30 فوتی (حدود 9 متر) را بررسی می‌کنیم. در این حالت، سرعت برخورد پیچ با سطح هندوانه بیشتر از حالت قبل است. با فرض اینکه پیچ مسافتی مشابه حالت قبل در هندوانه طی کند، خواهیم دید مقدار نیروی ضربه در این حالت بیشتر خواهد بود. با محاسبات ریاضی مقدار نیروی ضربه در این حالت، 1,605 نیوتن خواهد بود؛ اما باتوجه‌به فرمول و اینکه هرچه s بیشتر شود، مقدار نیروی ضربه کمتر می‌شود و با درنظرگرفتن این مسئله که احتمالا s در زمان سقوط پیچ از مسافت 30 فوتی (9 متر) درمقایسه‌با سقوط از مسافت 20 فوتی (6.1 متری) بزرگ‌تر است، نشان می‌دهد نیروی ضربه در حالت دوم کمتر از حالت اول خواهد بود. پس مقادیر ذکرشده در ویدئو غیرمنطقی به‌نظر می‌رسد؛ اما چرا سقوط پیچ از ارتفاع بالاتر هندوانه را خُرد می‌کند؟ اگر بخواهیم حدس بزنیم، فرض می‌کنیم هندوانه نیروی ضربه‌ی نسبتا ثابتی اعمال می‌کند؛ اما ازآنجاکه پیچ از ارتفاع بالاتری رها شده، هندوانه برای متوقف‌کردن آن باید نیروی توقف را در مسافت طولانی‌تری اعمال کند. اگر پیج به‌قدر کافی به هندوانه نفوذ کند، از پوسته‌ی سخت آن به بخش‌های نرم عبور خواهد کرد و درنهایت، یکپارچگی ساختاری هندوانه را ازهم‌گسیخته و متلاشی می‌کند.
باوجوداین درباره‌ی کلاه ایمنی چطور؟ آیا کلاه ایمنی تأثیر ضربه را کاهش می‌دهد؟ نه، درحقیقت کلاه ایمنی نیروی ضربه را افزایش می‌دهد؛ چون اگر پیچ به سطح سخت برخورد کند و در مسافت کوتاهی متوقف شود، نیروی ضربه‌ی بزرگ‌تری تولید خواهد شد؛ اما سطح سلب کلاه نیروی ضربه را روی سطح بزرگ‌تری توزیع می‌کند و درنتیجه، فشار ضربه را کاهش خواهد داد که موجب می‌شود از احتمال نفوذ پیچ به مغز شما کاسته شود. اگر قصد ویدئو این است که ثابت کند به‌سرگذاشتن کلاه ایمنی برایتان بهتر است، با نشان‌دادن تصویر خُردشدن هندوانه دراثر برخورد پیچ، به این هدف دست یافته است. بااین‌حال، اگر تصمیم دارد درباره‌ی فیزیک ضربه به شما آموزش دهد، بهتر است اعداد بیان‌شده را تغییر دهد.


نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield

ساير مطالب

ارزش بازار جهانی بلاک چین به 16 میلیارد دلار می رسد

سرمایه گذاری 3 میلیاردی گوگل برای راه‌اندازی دیتاسنترهای پاک

گلکسی نوت 10 رکورد فروش گوشی‌های سامسونگ را شکست!

پتنت جدید کانن جزئیات فناوری آینده واحد IBIS دوربین‌های این شرکت را نشان می‌دهد

شیائومی نمونه‌عکس دوربین 108 مگاپیکسلی می میکس آلفا را منتشر کرد

تغییر ناگهانی مواضع هواوی درباره میت 30 پرو

رندرهای جدید شیائومی می میکس آلفا نمایشگری خمیده تا پشت گوشی را نشان می‌دهد

نمایشگرهای گران‌قیمت میکرو LED سونی عرضه شدند

لنوو K10 پلاس با دوربین سه‌گانه و پردازنده اسنپدراگون 632 هشتم مهر به بازار عرضه می‌شود

اختلال در اینترنت کشور

لیست قیمت گوشی‌های سامسونگ در بازار

بهترین برندهای پیانو را از فروشگاه آلیک بخرید

امکان بازگشت قابلیت Windows Sets به ویندوز 10

قیمت انواع مانیتور در بازار

گوگل به صورت همزمان فرارسیدن پاییز و بهار را تبریک گفت

شاتل موبایل رنج جدید شماره‌های رند را راهی بازار کرد

کدام ایرلاین های خارجی در ایران کار می‌کنند؟

Pine64 به‌زودی ساعت هوشمند PineTime Linux را با قیمت 25 دلار معرفی می‌کند

ارزهای پشتیبان لیبرا مشخص شدند

ایران در بین 4کشور برتر جهان از نظر رشد دامنه اینترنتی

بررسی‌های تازه از شباهت انگشت انسان‌تبار دنیسووا و انسان مدرن خبر می‌دهد

شناسایی نورون‌هایی در مغز که موجب فراموش‌کردن خاطرات می‌شوند

هواوی برنامه‌ای برای قفل‌گشایی بوت‌لودر پرچم‌داران سری میت 30 ندارد

فناوری، اقلیم و سرمایه داری؛ مثلث غیرممکن بشر در قرن 21

گیم‌بار ویندوز 10 با شمارنده‌ نرخ فریم و قابلیت‌های جدید به‌روزرسانی شد

دنبال کردن رویاها، توهم مخرب استارتاپی

پردازنده‌ها چگونه طراحی و ساخته می‌شوند؟ (قسمت اول)

جلسه رسیدگی به اتهامات مسئولان سابق سایپا برگزار شد

خاص‌ترین پیتزاهای جهان که حتما باید امتحان کنید

آیفون 11 پرو مکس امتیاز تعمیرپذیری 6 از 10 از iFixit گرفت

ریل می X2 نمایشگر Super AMOLED و حسگر اثر انگشت زیر نمایشگر خواهد داشت

افزایش فروش یک رستوران با یک پرس غذای مجازی

گرندپری سنگاپور 2019؛ پیروزی فتل و فراری

بلاک‌ چین به یکی از اولویت‌های اصلی کسب‌وکارها تبدیل شده است

پیکسل 4 گوگل در چه رنگ‌هایی عرضه می‌شود؟

کامپیوتر کوانتومی 53 کیوبیتی IBM معرفی شد

کوچک شدن عجیب سوراخ لایه ازون در سال 2019

توضیحات هواوی در مورد فناوری Palm Rejection در میت 30 پرو

گوگل با Fast Share به رقابت AirDrop می‌رود

اپل به نقض مالکیت معنوی در ساخت ایرپاد متهم شد

اینترنت ADSL گران شد

سامسونگ گوشی‌های سری میت 30 هواوی را مسخره کرد

حمله Fanta از راه سرویس Avito

هکرها با سوءاستفاده از پروتکل WSD حملات DDoS را تقویت می‌کنند

ایران رنتر؛ کدام بستر برای سرمایه‌گذاری بهتر است: طلا، مسکن، بورس یا راه‌های جدید؟

مردم سوئیس در مخالفت با 5G تجمع کردند

سامسونگ به هواوی فخر فروشی می کند

گلکسی فولد در آزمون مقاومت؛ گوشی تاشدنی سامسونگ همچنان آسیب‌پذیر است

گوگل احتمالا به برتری کوانتومی دست پیدا کرده است

گسترش حملات باج‌افزاری برای کاربران خانگی