X
تبلیغات
وبلاگ شما - فیزیک و زندگی

وبلاگ شما

مطالب مختلف(کامپیوتر تحقیقات دانش آموزی,عکسهای مختلف و...)

فیزیک و زندگی

امروزه بسیار دیده می شود که افراد تحصیل کرده در انجام بسیاری کارهای پیش پا افتاده در می مانند یا به مشکلات زیادی دچار می شوند، برای این که روش صحیح انجام این کارها را نمی دانند در صورتی که پدران ما در حالی که هیچ کدام این تحصیلات را نداشتند از طریق تجربیات خودشان به نتایجی در این مورد رسیده بودند و روش های صحیحی برای انجام کارها داشتند که خیلی راحت کارهایشان را انجام می داندند. چرا این گونه است؟ زیرا دانش آموزان و دانش پژوهان و دانشجویان ما درسی را که می خوانند طوطی وار حفظ می کنند شب امتحانی یاد می گیرند بعد از آن هم از حافظه کوتاه مدتشان پرواز می کند بدون این که روی آن فکر کرده باشند بعد از آن هم می گویند برای چه این درس ها را بخوانیم؟ این درسها به چه درد زندگی ما می خورد؟ در صورتی که برداشت منطقی این است که افرادی که تحصیل کرده اند و این مسائل را به کنهش مطالعه   دارند، بهتر بتوانند در زندگی شان از آن ها استفاده کنند.

 یک مثال پیش پا افتاده این است که یک کارگر ساختمانی بی سواد دقیقا می داند که یک بیل را چگونه دست بگیرد ولی اگر بسیاری از افراد تحصیلکرده را ببینیم موقعی که می خواهند با بیل کار کنند دو دست خود را به انتهای بیل می گیرند و هرچه زور می زنند نمی توانند یک بار خیلی کوچک را بلند کنند در صورتی که طبق قوانین فیزیک قوانین اهرم ها را اگر کمی رویش فکر بکنند می بینند که روش صحیح دست گرفتن بیل این است که یک دست را در انتهای دسته بیل قرار دهند و دست دیگر را به نزدیک کفه بیل بگیرند دستی که در انتهای دسته بیل قرار می گیرد نقش نیروی کارگر را بر عهده دارد دسته طولانی بیل نقش بازوی کارگر را و دستی که نزدیک کفه قرار می گیرد مرکز ثقل اهرم ما و محور آن است و به این شکل بارها به راحتی جابجا می شوند. حتی اگر بار کمی سنگین باشد در بعضی از موارد اگر پایمان را به حالت نیمه تا بکنیم و زیر دسته بیل قرا دهیم این پا نقش مرکز ثقل را بازی می کند هر دو دست ما نقش نیروی کارگر را بازی می کند. نیروی کارگر همان نیروی محرکه است.

این روزها زمستان است و برف هم زیاد می آید، همین که ما برف را در چه زمان می توانیم پارو بکنیم این خودش یک مسئله مهم است که ما اصلا دقت نمی کنیم می گوییم که این برف که خودش آب می شود صبر کنیم هر چه ذوب شد ذوب شد بقیه اش را پارو می کنیم در صورتی که تجربیات قدیمی ها نشان می دهد که باید برف را همان زمانی که به صورت کریستالی و پوش و سبک است پارو کنیم زیرا هرچه برف آبکی باشد سنگین تر می شود و ما نمی توانیم آن را پارو کنیم و به جلو راندنش بسیار سخت است و مجبور می شویم آن را جابجا کنیم و دچار مشکل زیادی برای پارو کردنش می شویم بعضی ها از این هم فراتر می روند و می گذارند که برف آب شود و می گویند که چرا پارو کنیم، بعد از دوساعت که شب شد آن برف روی زمین یخ می زند و بعدا جمع آوری آن برف هیهات است و مجبور می شوند که آب جوش بیاورند و روی آن بریزند و حالا دیگر آن موزائیک و کاشی بر اثر تغییرات شدید حرارتی چه بلایی سرش می آید بعدا دو سال بعد که موزائیک از بین رفت می فهمند این اثرات تخریبی یخ و آب و تغییرات شدید دما را ما در محیط بسیار می بینیم کوه هایی که سنگ هایشان می ترکند  و فرو می ریزند فقط به خاطر همین مساله است در حالی که این مساله در طبیعت است ولی ما در داخله محیط زندگی خودمان می توانیم جلوی این مسائل را بگیریم.

 این اثرات تخریبی چند شکل دارد یک شکلش این است که مثلا محیط وقتی دچار سرما گرمای شدید می شود قسمت های سطحی زمین که آب رویش وجود دارد(سنگها) بر اثر مجاورت با سرما یخ می زند قسمت دیگر از اثرات تخریبی به این شکل هست که آب به داخل حفره های قسمت های جامد نفوذ می کند بعدا وقتی آب یخ زد آن قسمت ها را می ترکاند، چون می دانیم که آب دو خاصیت فیزیکی مهم در مورد گرما وسرما دارد که مشابه آن در هیچ یک از مایعات دیگر وجودندارد. یکی این هست که آب وقتی که یخ می زند حجمش زیاد می شود و دومی این هست که آب از سطح به طرف عمق یخ می زند یعنی منجمد شدنش از سطح به طرف عمق شروع می شود. همین دو خاصیت می تواند مشکلات زیادی را به وجود آورد برای مثال یک جایی خواندم که یک شخص پولدار می خواست مهمانی مجللی بدهد اتفاقا این مهمانی در شب کریسمس بود. کنار خانه این شخص یک رودخانه ای بود که کاملا منجمد شده بود، شخص تمام مبلمان خانه اش را که خیلی هم گران قیمت بود به روی سطح یخ انتقال داد و مهمانی اش را آن جا برگزار کرد فردا صبح که بیدار شد دید که یخ که سطحی بوده شکسته و تمام مبلمان مجللش به زیر آب رفته و دیگر چه بلایی سرش آمده خدا می داند. این یک داستان در مورد مسئله یخ زدن آب از سطح بود که خطرات زیادی ایجاد می کند ممکن است که ما فکر کنیم که آب رودخانه برای اسکی روی یخ مناسب است ولی وقتی رفتیم ممکن است یخ بشکند و باعث خفگی و غرق شدن بشود.

 از این مسائل زیاد است در مورد مسئله زیاد شدن حجم آب در هنگام یخ زدن این حجم آب وقتی که در داخل خلل و فرج سطوح نفوذ بکند و بعد حجمش زیاد شود سنگ ها را می ترکاند. یک مثال خیلی ملموس در این مورد این است که یک خانمی که خیلی ادعای تحصیل کردگی می کرد یک ظرفی را که ارتفاع آن تقریبا تا سقف فریزر قسمت یخدان یخچال امتداد داشت پر از آب کرد و داخل یخچال گذاشت تا یخ ببندد وقتی این ظرف یخ زد حجم آب زیاد شد و به سقف یخدان یخچال فشار آورد و یخدان را کج وکوله کرد و لوله هایی را که در جدار یخدان است سوراخ کرد و یک خسارت کلی زد فقط به خاطر این بی دقتی ساده چون فکر نکرده بود که این آب وقتی منجمد شد و حجمش زیاد شد در حالی که تا زیر سقف رفته است کجا را برای فرار دارد؟ می بینیم که خیلی مسائل کوچک پیش پا افتاده در زندگی با بی دقتی ما در مسائلی که در همین کتاب فیزیک خوانده ایم مشکلات به این شکل برای ما می تواند ایجاد کند.

 خوب حالا که در آشپزخانه آمدیم چند مسئله دیگر را در مورد همین مسئله حرارت و تغییراتی که ایجاد میکند برای شما توضیح می دهیم. یک مسئله ای که خیلی رایج است و در آشپزخانه دیده می شود روش آب پز کردن غذا است دیده میشود که افرادی که می خواهند یک ماده ای مثل گوشت را آب پز کنند، آن را داخل آب می ریزند و  زیر آن را تا آخر زیاد می کنند که این گوشت بجوشد و زود پخته شود در صورتی که اگر ما اطلاع دقیقی از قوانین فیزیک داشته باشیم می دانیم که با این کار جدا از این که مقدار زیادی از انرژی حرارتی به محیط متصاعد می شود و از بین می رود، مقدار زیادی از حرارت باعث می شود که آب سریع جوش بیاید و سر برود و گاز را خاموش کند و خطرات جانی به دنبال داشته باشد. اصلا این را باید توجه داشته باشیم که آب از زمانی که جوش می آید تا زمانی که می جوشد کوچکترین تغییری در درجه حرارتش داده نمی شود. در همان درجه حرارت نقطه جوش می ماند تا زمانی که آب غل بزند و این هیچ فرقی ندارد که آب با شدت کم غل بزند یا با شدت زیاد غل بزند هر چه هم که ما حرارت زیرش را زیاد کنیم و این شدید تر غل بزند هیچ تغییری در درجه حرارتش ایجاد نمی شود حالا این ماده که ما درون آب گذاشته ایم تا آب پز شود دو تغییر پیدا می کند یکی این که مولکول های آب در بین سلول های آن ماده قرار می گیرد و ماده حالت نرم تر پیدا می کند و دومین تغییری که در ماده ایجاد می شود این است که در اثر حرارت زیادی که ماده در مدت طولانی می بیند تغییرات فیزیکی و شیمیایی در سلول ها ومولکول هایش  ایجاد  می شود که حالت نرم تر پیدا می کند و از آن سفتی در می آید و در اصطلاح می گوییم که غذا پخته، ولی در کل برای آن ماده هیچ فرقی نمی کند. هر چه این آب شدید تر بجوشد مقدار حرارتش که تغییر نکرده پس مقدار حرارتی که به آن ماده داده هم تغییری نمی کند، در نتیجه هیچ لزومی ندارد که ما غذاها را با شدت زیاد بجوشانیم. فقط به نقطه جوش که رسید به حالت عادی هم باشد و گاز هم کم باشد هیچ مشکلی ایجاد نمی کند.

 مورد دیگر در مورد غذاهای سرخ کردنی است فرض کنیم که ما می خواهیم مفداری سیب زمینی را سرخ بکنیم، خانم های قدیمی این را کاملا می دانستند که وقتی می خواهند سیب زمینی را سرخ بکنند باید کاملا با دستمال آن را خشک بکنند و بعد داخل روغن بریزند اما خانمهای امروزی سیب زمینی را در همان حالت خیس به درون روغن می ریزند در نتیجه یک دفعه روغن به سر و صورتشان می پاشد و خسارات بسیاری به سر وصورت و چشم و دستهایشان وارد می شود و باعث سوختگی می شود، حتی ممکن است که هول بشوند و ماهی تابه را از روی گاز روی خودشان برگردانند و خسارات جبران ناپذیری ایجاد بکنند حالا در اینجا ما باید دقت بکنیم که چه اتفاقی می افتد؟ چرا روغن به هوا می پاشد؟ ما می دانیم که روغن و آب دارای یک خواص فیزیکی هستند که در هم حل نمی شوند. اگر یک مقدار آب باشد و ما بخواهیم روغن در درون آن بریزیم روغن به صورت گوله گوله در آب شناور می ماند و یک حالت خاصی ایجاد می کند که به آن اصطلاحا حالت لئوپیدی می گویند همین طور اگر آب را درون روغن بریزیم به صورت  ذره ذره قطعاتی شناور روی روغن می ماند که با روغن مخلوط نمی شود. اگر روغن حرارت زیادی داشته باشد قطرات آب که وارد روغن شده یک دفعه به حالت بخار در می آید در حالی که اطرافش را روغن فرا گرفته و این بخار می خواهد آزاد شود و در نتیجه بخار آب به صورت انفجاری از روغن بیرون می آید و روغن را به هوا می پاشاند. در صورتی که اگر ما به این مسائل توجه کرده باشیم و آبش را کاملا گرفته باشیم یک چنین مشکلی پیش نمی آید.

 حالا که در این بحث حرارت هستیم و در آشپزخانه هم هستیم بیاید یک آزمایش قشنگ انجام دهیم که هم به بحث مسائل تخریبی آب و یخ برگشتی داشته باشیم هم یک آزمایشی اینجا کرده باشیم که ربطی به مسائل زندگی هم داشته باشد. یک شیشه کوچک مربا را در نظر بگیرید. آب سرد یخچال را که دمایش خیلی خیلی پایین باشد تا یک سطحی درون شیشه می ریزیم بعد مقداری روغن را شدیدا داغ می کنیم و این روغن را به آرامی روی این آب می ریزیم می دانید چه اتفاقی می افتد؟ تفاوت دمایی که بین دو قسمت این شیشه (قسمتی که با آب در تماس است و قسمتی که در تماس باروغن قرار دارد) پیدا می شود باعث می شود که این شیشه درست از حد فاصل روغن و آب دور تا دور حلقه ای ترک بردارد و بشکند و جدا بشود و البته این مسئله ممکن است خیلی استفاده هم داشته باشد. من شخصی را می شناسم که از همین طریق تعدادی برای خودش لیوان درست کرده بود همین شیشه ها را به این طریق قسمت بالایش را جدا می کرد و بعد با سمباده لبه ها و تیزیهایش را می سابید و این شیشه تبدیل به لیوان می شد ولی در صورتی می توانیم این کار را بکنیم که شیشه هایمان از استاندارد لازم برخوردار باشند.

 حالا یک مسئله دیگر در مورد مسائل تخریبی حرارت این است که در قدیم رشته های لامپی که برای چراغانی استفاده می کردند، الان مد شده است که از یک روکش پلاستیکی هم رویش استفاده می کنند که هم زیبا است و هم این که صرف نظر از اون زیبایی یک توجیه علمی هم دارد. در قدیم که این لامپ های ریسه را آویزان می کردند در فصول بارانی سال باد و باران و رگبار ایجاد می شد. کافی بود یک قطره باران روی هریک از این لامپ ها بچکد تا فوری منفجر بشود چرا این اتفاق می افتد؟ برای این که لامپ در اثر الکتریسیته ای که به آن وارد شده مقدار زیادی گرما تولید کرده است و کاملا داغ است، وقتی باران سرد روی محیط بدنه لامپ داغ می خورد باعث می شود که همان تغییرات حرارتی که بین قسمت خارجی لامپ و بدنه داخلی آن ایجاد می شود باعث ترکیدگی لامپ می شود.

 حالا که بحث ازحرارت است بی مناسبت نیست کمی هم ازعادات بد خودمان دراستفاده ازوسایل حرارتی وبرودتی بگوییم. یکی ازاین عادات این است که می اییم ودر زمستان منازل خود را به شدت گرم می کنیم وبعد با یک لباس سبک میگردیم. درحالیکه این کارجدا ازمساله اسراف درسوخت، باعث آلودگی هوا ومصرف بی رویه اکسیژن محدودی که درآن محیط بسته دراختیارداریم می شود. روش درست این است که اولا با پوشیدن لباس بیشترخود را گرم نگاه داریم وثانیا بجای بالا بردن حرارت تا چهل درجه به دمای مناسب که حدود 25 درجه است اکتفا کنیم. عکس این مساله درتابشتان اتفاق می افتد. یعنی کولر را روی درجه تند آن شبانه روزی روشن می کنیم وتمام پنجره ها را بازمی گذاریم تا حیاط خنک شود!! یا اینکه بالعکس بعضی وقتی کولرروشن می کنند، تمام پنجره ها را محکم می بندند که هوا راه فرار نداشته باشد. درحالیکه این روشها هردوغلط است. چراکه ما میدانیم که مکانیسم کار کولر این است که هوا را ازبیرون میگیرد وبه داخل می فرستد. حالا در شکل اول هوا ازیک طرف می اید واز طرف دیگر میرود بدون اینکه فایده ای داشته باشد ودرحالت دوم چون هوا راه فراری ندارد، به مرور فشارآن درداخل به حد اشباع می رسد بطوریکه کولر دیگر قادر نیست برآن فائق آید. دراین زمان است که نه تنها هوا خنک نمیشود بلکه بصورت دم کرده درمی آید مضافا به انکه فشاروارده به موتور کولر ممکن است صدمه شدیدی به آن زده ودر طولانی مدت باعث سوختن آن بشود. روش صحیح این است که یک دریچه کوچک را مناسب با ظرفیت هوادهی کولربازبگذاریم.

 مبحث دیگری که بسیارجالب است و در زندگی ما هم تأثیر دارد مبحث نور در فیزیک است شما فرض کنید که فردی می خواهد یک چراغ قوه یا  فانوس را  در یک محیط تاریک دستش بگیرد و راهش را ادامه دهد بسیاری از افراد که به این کار وارد نیستند چراغ را جلوی چشمشان می گیرند و نور که در چشمشان می افتد باعث می شود هیچ جا را نبینند و نمی توانند به راهشان ادامه دهند. درصورتی که پدران ما بسیار وارد بودند، در حالی که مثل الان کوچه ها و خیابان ها روشن نبود و اصلا برق نبود و با فانوس و چراغ بادی در خیابان ها و جاده ها در بیابان و جوب و چاله و جاده حرکت می کردند و به هیچ کدام از این مشکلات دچارنمی شدند، چون می دانستند وقتی با چراغ دستی راه می رویم نباید چراغ را جلوی چشم خود بگیریم وقتی چراغ را جلوی چشم خود می گیریم مردمک چشم تنگ می شود تا مقدار کمتری نور را از خودش عبور بدهد در نتیجه جلوی خود را نمی بینیم، در صورتی که روش صحیح این است که چراغ را در کنارمان بگیریم تا نور در صورتمان نیفتد و در عین حال جلوی پایمان را روشن بکند تا بتوانیم کاملا راه را ادامه دهیم و جلوی پایمان روشن باشد.

این نور که در چشم می افتد دارای اثرات زیادی است. قطع این نور هم اثرات زیادی دارد، شما فرض کنید که در اتاقی هستید و می خواهید چراغ آن اتاق را خاموش کنید و بعد از این طرف اتاق به طرف دیگر بروید زمانی که چراغ روشن بوده مردمک چشم شما تنگ بوده تا مقدار کمی نور را عبور دهد و قتی چراغ خاموش می شود تا وقتی که مردمک خود را با محیط منطبق شود شما هیچ جا را را نمی بینید و در صورت حرکت در این موقع ممکن است به خودتان آسیب وارد کنید در صورتی که روش صحیح این کا ر این هست که اولا شما به منبع نور نگاه نکنید و به جای دیگری نگاه کنید ثانیا حتی الامکان قبل از خاموش کردن چراغ چشمهایتان را ببندید تا نور کمتری وارد چشمتان شده باشد و ثالثا بعد از قطع منبع نور صبر کنید تا مردمک شما بتواند خودش را با محیط وفق بدهد و بعد چشمتان را باز کنید متوجه می شوید با همان نور کم هم که ممکن است از محیط نفوذ کرده باشد می توانید همه چیز را ببینید و به راهتان عبور دهید.

بی شک با این مثال ها با نقش انکار ناپذیر واساسی فیزیک در زندگی روزانه آشنا شده اید. پس چه بهتر که از همین امروز به موارد استفاده از دانش فیزیک در زندگی روزمره توجه کنیم.

 

 

+ نوشته شده در  جمعه پانزدهم آبان 1388ساعت 9:14  توسط همراه  |