تدریس خصوصی فیزیک

مدل سازی در فیزیک دهم پرتاب توپ افتادن برگ درخت آذرخش

مدل سازی در فیزیک دهم پرتاب توپ افتادن برگ درخت آذرخش

مدل سازی در فیزیک

پدیده‌هایی مانند پرتاب توپ، افتادن برگ درخت، تشکیل رنگین کمان، آذرخش و غیره ممکن است برای ما عادی شده باشد ولی بررسی و تحلیل آن ها در فیزیک معمولاً با پیچیدگی هایی همراه است.  به همین دلیل فیزیکدان ها برای بررسی پدیده ها از مدل سازی استفاده می کنند. مدل سازی در فیزیک فرآیندی است که طی آن یک پدیده فیزیکی آن قدر ساده و آرمانی می شود تا امکان بررسی و تحلیل آن فراهم شود.

پرتاب توپ

برای شناخت بهتر فرایند مدل سازی در فیزیک حرکت یک توپ پرتاب شده را بررسی می‌کنیم. ممکن است در نگاه اول بررسی و تحلیل حرکت توپ ساده به نظر برسند ولی واقعیت بر خلاف این است.  توپ یک کره کامل نیست درزها و برجستگی هایی روی توپ وجود دارد و در حین حرکت به دور خود می چرخد. باد و مقاومت هوا بر حرکت آن اثر می گذارند. وزن توپ با تغییر فاصله آن از مرکز زمین تغییر می کند. اگر بخواهیم تمام این موارد را هنگام بررسی و تحلیل حرکت توپ در نظر بگیریم تحلیل ما پیچیده خواهد شد. با مدل سازی حرکت توپ می توانیم تا حدود زیادی این پیچیدگی‌ها را کاهش دهیم و بررسی و تحلیل حرکت توپ را به طور ساده امکان پذیر کنیم. با چشم پوشیدن از اندازه و شکل توپ آن را به صورت یک جسم نقطه ای یا ذره در نظر  می گیریم. همچنین با فرض این که توپ در خلا حرکت می کند از مقاومت هوا و اثر وزش باد صرف نظر می کنیم. سرانجام فرض می‌کنیم با تغییر فاصله توپ از مرکز زمین وزن آن ثابت می ماند. اینک مسئله ما به قدر کافی ساده شده است و می توانیم حرکت آن را بررسی و تحلیل کنیم.  توجه داریم هنگام مدل سازی یک پدیده فیزیکی باید اثرهای جزئی تر را نادیده بگیریم نه اثر های مهم و تعیین کننده را. برای مثال اگر به جای مقاومت هوا، نیروی جاذبه زمین را نادیده می گرفتیم آنگاه مدل ما پیش بینی می کرد که وقتی توپ به بالا پرتاب شود در یک خط مستقیم بالا می رود.

1 11

مکانیک یکی از شاخه های فیزیک است که در آن به بررسی حرکت اجسام و نیرو های وارد شده به آن ها می پردازد. شکل زیر مثالی ساده از کاربرد مدل سازی در مکانیک است که در مطالب بعد از این مدل سازی استفاده زیادی خواهیم کرد.

2 10

مقاله های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا