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

مشکل بزرگ مطالعات اعتیاد به تلفن‌های هوشمند

کیا سلتوس معرفی شد

فناوری شارژ فوق سریع 120 واتی ویوو؛ شارژ کامل باتری در 13 دقیقه

Kindle Oasis جدید آمازون از صفحه نمایش رنگی قابل تنظیم برخوردار است

Game Builder گوگل، بازی‌سازی بدون نیاز به کدنویسی را امکان‌پذیر می‌کند

تعداد کاربران فعال آیفون در چین برای پنجمین ماه متوالی افزایش یافت

خسارت ناشی از خاموشی سراسری سیستم GPS در جهان چقدر خواهد بود؟

در مسابقه پالسین شرکت کنید و بدون قرعه کشی برنده پلی استیشن 4 یا هدفون بیتس شوید!

آخر هفته چه فیلمی ببینیم: از The Grey تا The Good, The Bad, The Weird

اینتل، اچ‌ پی، دل و مایکروسافت علیه تعرفه‌های ترامپ متحد می‌شوند

گلکسی نوت 10 سامسونگ با فناوری بلندگوی یکپارچه با نمایشگر معرفی می‌شود

شیائومی نخستین گوشی هوشمند با دوربین 64 مگاپیکسلی را معرفی خواهد کرد

اپل 30 درصد از تولید آیفون را از چین خارج می‌کند

رنو ترایبر معرفی شد

تغییرات اساسی در دراپ‌ باکس با ادغام یک‌جای اپلیکیشن‌های کاربردی

ذوب یخ‌های شمالگان و تأثیر آن بر بحران تغییرات اقلیمی

والپیپرکده؛ دنیای اینترنتی خرید کاغذ دیواری

بهترین خودروهایی که برای شکست‌دادن فراری ساخته شدند

راه‌اندازی اولین مرکز داده مایکروسافت در خاورمیانه

تمام گوشی‌های آیفون از سال 2021 به سرویس 5G مجهز می‌شوند

کابل‌های HDMI 2.1 مخصوص انتقال محتوای 8K به‌زودی به بازار عرضه خواهند شد

تصمیم AMD برای معرفی نسل جدید APU برپایه معماری 7 نانومتری

رهاورد 6G برای ارتباطات بی‌سیم؛ استفاده از هوش مصنوعی با توانایی‌های مغز انسان

رویداد ITWeekend 6 سیزده تیر در دانشگاه صنعتی شریف برگزار می‌شود

به‌کارگیری ابزارهای سنگی قدمتی 2.61 میلیون ساله دارد

رویداد کارآفرینی ویتا؛ شروعی برای استفاده از گنجینه‌ اطلاعات کتابخانه ملی ایران

باکتری عجیبی که می‌تواند به تولید واکسن استرس کمک می‌کند

با برترین مدیران عامل‌ دنیای فناوری در سال 2019 آشنا شوید

در فهرست قدرتمندترین ابرکامپیوترها، چین دستگاه‌های بیشتری از آمریکا دارد

درگاه‌های PCI Express 6.0 پهنای باند 256 گیگابایت‌بر‌ثانیه خواهند داشت

ابرخودروی تویوتا GR Super Sport در نسخه‌های مسابقه و جاده‌ای تولید خواهد شد

کارپینو وب‌اپلیکیشن ارائه کرد

گلکسی نوت 10 سامسونگ احتمالا 16 مرداد رونمایی می‌شود

مرورگر فایرفاکس را برای در امان ماندن از باگ امنیتی خطرناک، همین حالا به‌روزرسانی کنید

درخواست نمایندگان مجلس آمریکا از فیسبوک برای توقف پروژه‌ ارز دیجیتال لیبرا

نتایج بنچمارک پردازنده‌های Ice Lake اینتل؛ IPC بهتر در مقایسه با AMD

مایکروسافت احتمالا در قلم سرفیس از فناوری مشابه نوار لمسی مک‌ بوک استفاده می‌کند

پژو 2008 با پیشرانه برقی، بنزینی و دیزل رونمایی شد

مایکروسافت اپلیکیشن‌های آفیس برای اندروید را با آیکون‌های جدید به‌روزرسانی کرد

ویدیوی طنزی که باعث مطرح‌شدن سوال‌های اخلاقی شد؛ آیا باید برای ربات‌ها هم دل سوزاند؟

لیبرا، ارز دیجیتال فیسبوک معرفی شد

بی ام و سری 8 گرن کوپه رونمایی شد

قم، میزبان دومین گردهمایی کسب‌وکارهای خانگی و محلی 

تراشه‌های گلکسی S11 از حافظه سریع DDR5 و مودم یکپارچه 5G پشتیبانی می‌کنند

رایانش مرزی و اینترنت اشیاء چه تأثیری بر بازار دیتاسنتر خواهد داشت؟

رنو زویی مدل 2020 رونمایی شد

لابی شرکت‌‌های آمریکایی برای کاهش تحریم‌‌های دولت آمریکا علیه هواوی

چقدر قبل از پرواز هواپیما باید در فرودگاه حاضر شویم؟

لکسوس GX مدل 2020 معرفی شد

توصیه سامسونگ برای اسکن ویروس روی تلویزیون‌های QLED