جهان ما بر پایه چهار نیرو یا بر هم کنش استوار است:نیروی گرانشی، نیروی الکترو مغناطیسی، نیروی قوی هسته ای و نیروی ضعیف هسته ای.عامل وقوع این بر هم کنشها گروهی از ذرات به نام بوزونهای پایه هستندکه در بین ذرات تشکیل دهنده مواد مبادله می شوند.
فیزیکدانها در تلاش هستند که نشان دهند که این چهار نیرو در واقع از یک نیروی بنیادی سرچشمه می گیرد.
?- نیروی قوی هسته ای
می دانیم که درون هسته اتم پروتونهای باردار ونوترونهای بدون بار وجود دارند که به آنها نوکلئونهای هسته می گوییم. قطر(diameter ) آنها بسیار کوچک است. این ذره ها با نیروی هسته ای بسیار قوی به یکدیگر متصلند این نیروها فقط در ابعاد هسته ای وجود دارند یعنی کوتاه بردند. وقتی فاصله ذرات از هم زیاد شود نیروی هسته ای کاهش می یابد.

?- نیروی الکترومغناطیسی
اکثر نیروهای مورد استفاده در زندگی از نوع نیروهای الکترو مغناطیسی هستند. همانطور که در شکل زیر دیده می شود بین دو بار همنام نیروی الکتریکی دافعه و بین دو بار غیر همنام نیروی الکتریکی جاذبه بوجود می آید که بنا بر قانون کولن اندازه این نیروها F با حاصلضرب بارها q رابطه مستقیم و با مجذور فاصله انها r رابطه عکس دارد.

?-نیروی ضعیف هسته ای
نیروی ضعیف هسته ای تنها در واکنش های هسته ای وجود دارد مانند واکنش فوق که در اثر برخورد یک نوترینو به یک هسته پرتو B (الکترون منفی) تولید می شود

?-نیروی گرانشی
که همان قانون گرانش نیوتن است F=GmM/r2

تعریف نیروی گرانشی :

این نیرو بر اجسام واقع در میدان گرانشی وارد می شود و از پتانسیل گرانشی ناشی می گردد که یک نیروی پایستاری می باشد و عامل حرکت سقوط آزاد اجسام و همچنین حرکت پرتابی و نیز یک نیروی جاذبه ای بین اجرام مختلف می باشد. بنابراین ، نیروی گرانش عبارتست از حاصلضرب جرم جسم در شتاب جاذبه ناشی از گرانشی.

دید کلی :
پدیده طبیعی سقوط آزاد اجسام در اثر گرانشی ، گردش اجرام آسمانی در مدارات ویژه خودشان ، حرکت ماه دور زمین و آیا تا به حال این سوال را از خود پرسیدید که :

چرا اجسام بر روی سطح زمین سقوط می کند و از آن دور نمی شود؟
چرا زمین در مدار مشخصی حول خورشید می گردد؟ و هزاران پدیده دیگر.
قانون جهانی گرانش :
این قانون از قوانین بنیادی فیزیک است که کشف و فرمولبندی شد. اگر چیزی را رها کنید سقوط می کند. چون سرعت اجسام در ضمن سقوط تغییر می کند، باید نیرویی بر آن وارد شود. این نیرو که نیوتن اولین بار در اثر سقوط سیبی از درخت آنرا کشف نمود، قانون گرانش نام دارد که نیوتن آنرا یک نیرویی بنیادی در جهان دانست و آنرا نیرویی بین اجسام مختلف معرفی کرد که توسط رابطه F=GmM/r2 داده می شود که در آن G ثابت جهانی گرانش m و M جرم اجسام و r فاصله اجسام از همدیگر می باشد.

نیروی وزن :
نیروی وزن را می توان با ترازوی فنری خنثی کرد. وزن یک ویژگی اجسام نیست ، بلکه مقدار آن با حمل جسم تغییر می کند. به عنوان مثال اگر وزن شخصی در قطب شمال 712N باشد، وزن او در استوا 708.5N خواهد بود. اگر وزن همان شخص بر روی کره ماه اندازه گیری شود، ترازو عدد 120N را نشان خواهد داد.

هرچه شتاب ناشی از گرانش کمتر باشد وزن هم کمتر است. در واقع ، وزن مستقیما با شتاب ناشی از گرانشی متناسب است. بدیهی است که نیروی وزن به عامل دیگری هم بستگی دارد، زیرا وزن اجسام در مکانهای معین نیز متفاوت است و آن کمیت مقدار ماده موجود (جرم جسم) می باشد.

آزمایش ساده :
اگر شما 10 کیلوگرم شکر بخرید تصور می رود که 10 نیوتن باشد. اگر شکر را به کره ماه منتقل کنید. در آنجا نیز وزن کیسه شکر 10 کیلویی ، دو برابر وزن کیسه شکر 5 کیلویی است. مقدار شکر (جرم شکر) در جاهای مختلف تغییر نمی کند و وزن آن با جرم متناسب است. در حالت کلی نیروی وزن هم با جرم و هم با شتاب ناشی از گرانش متناسب می باشد. به عبارتی W=mg که در آن w وزن ، m جرم و g شتاب جاذبه گرانشی می باشد. این شتاب جاذبه در میادین مختلف گرانشی (شتاب گرانشی کرات مختلف) مقادیر متفاوتی دارد.

پتانسیل گرانشی منشا نیروی گرانشی :
شبیه مبحث الکتریسیته برای نیروهای پایستار که نیروی گرانش نیز از این نوع می باشد یک پتانسیلی وجود دارد. میدان گرانشی نیز از این پتانسیل گرانشی ناشی می شود. بر این اساس ، نیروی گرانشی عبارتست از تغییرات مکانی پتانسیل گرانشی با علامت منفی. یعنی V=GmM/r?F=-?V?F=GmM/r2

نحوه اندازه گیری نیروی وزن :
از وسایلی که در اندازه گیری نیروی وزن به کار می رود، ترازوی فنری می باشد که از طریق سنجش نیروی کشانی فنر به اندازه گیری نیروی وزن دست می یابیم برای اندازه گیری نیروی وزن ترازوهای مختلفی از جمله ترازوی دوکفه ای ، ترازوی اهرمی ، ترازوی دیجیتالی و غیره استفاده می شود. این ترازوها در اندازه گیری نیروی وزن دقت های متفاوتی بر حسب مکانیزم اندازه گیریشان دارند.

نوشته شده در شنبه 88/5/10ساعت 7:42 عصر توسط فاطمه نظرات ( ) |