470 likes | 742 Views
به نام خدا موضوع:فیزیک1 نام استاد: جناب آقای فرجی گردآوری توسط:محسن خدادادی نجفی مدرسه شهید روزبهانی کلاس :دانش7 دی92. فصل اول انرژی تعریف لغت فیزیک: این کلمه یونانی است وبه معنای طبیعت و ماهیت وظاهر ماده است.
E N D
به نام خدا موضوع:فیزیک1 نام استاد: جناب آقای فرجی گردآوری توسط:محسنخدادادی نجفی مدرسه شهید روزبهانی کلاس :دانش7 دی92
فصل اول انرژی تعریف لغت فیزیک:این کلمه یونانی است وبه معنای طبیعت و ماهیت وظاهر ماده است. تعریف علم فیزیک:اینعلم روابط وقوانین موجود در طبیعت وبین اجسام برسی می نماید. تعریف انرژی:
***صورت های انرژی: • 1-انرژی تابش:این انرژی از خورشید تامین می شود وبه ما نور و گرما می دهد. • 2-انرژی الکتریکی :این انرژی ازالکتریسیته تامین می شود وکاربردهای فراوانی دارد . • 3-انرژی شیمیایی:این انرژی در موادغذاییوسوخت ها وبا یک واکنش شیمیایی به نام سوختن یا احتراق آزاد می شود. • 4-انرژی ماهیچه ای :این انرژی از طریق خوردن غذا در ماهیچه ها ذخیره می شود.وبرای انجام کار هایمان استفاده می شود. • 5-انرژی مکانیکی :این انرژی برای به کار انداختن ماشین ها استفاده می شود. • 6-انرژی صوتی وتصویری:این انرژی برای انتقال صدا وتصویر به کار می رود. • 7-انرژی اتمی:این انرژی در مواد رادیواکتیووجوددارد،و دارای کاربرد های فراوانی می باشد.
تعریف انرژی درونی:به مجموع انرژی ذرات تشکیل دهنده ی یک جسم انرژی درونی می گویند. نکته:انرژی درونی معمولاٌبه صورت گرما ظاهر می شود. عوامل اتلاف انرژی:
قانون پایستگی انرژی :انرژی خود به خود به وجود نمیآیدوازبیننمیرودوفقطازصورتی به صورت دیگری تبدیل می شود ومقدار آن همیشه ثابت است. • تعریف منابع انرژی :موادی هستند که انرژی مورد نیاز ماراتعمین می کنند. • انواع منابع انرژی : • تعریف منابع تژدیدناپذیر:اینموادیک بار تولید شده اند و دوباره تولید نمی شود.
تعریف سوخت فسیلی:تنه درختان وریشه جانوران درزیر گل ولایی تحت فشار ودمای مناسب درطی میلیون ها سال به زغال سنگ ونفتوگاز تبدیل می شوند. • مشکلات سوخت های فسیلی:1-مقدارشان کم است وزود تمام می شوند. • 2-باتولید گاز های سمی محیط راگرموآلوده می کنند. • تعریف سوخت های هسته ای:در هسته مواد رادیو اکتیو مانند:اورانیوموانرژی خیلی زیادی وجود دارد که به عنوان سوخت از آن استفاده می شوند. • مشکلات سوخت های هسته ای:1-مقدارشان کم است وزود تمام می شوند 2-آماده سازی آن ها دشوار است والبه پرهزینه 3-باقی مانده این مواد هم خیلی خطر ناک است. • تعریف منابع تجدید پذیر:موادی هستند که همواره تولید می شوند واز بین نمی روند. • انواع منابع تجدید پذیر: • 1-خورشید • 2-باد • 3-امواج دریا • 4-آب • 5-گرمای زمین • 6-سوخت های گیاهی زیست توده • 7-هید روژن
1-انرژی خورشید:خورشید مهم ترین منبع انرژی است که به دو روش جدید ازآن انرژی بهره می گیریم. • الف[صفه ی خورشیدی]:این وسیله نور را به گرما تبدیل می کند ودر ساخت آب گرم کن های خورشیدی به کار می رود که آب را تا70درجه گرم می کند. • ب«سلول های خورشیدی»:این وسیله نور رابه برق تبدیل می کند ودر ساخت باتری های خورشیدی به کار می رود. • 2-انرژی باد:باد به دلیل وزش ،انرژی جنبشی زیادی دارد که درمسیر آن توربین های بادی قرار دارند که با فشار باد می چرخندوبرق تولید می شود. • مشکلات تور بین های بادی: • 1-معمولاًپرسر وصدا هستند • 2-دید مناظر طبیعی را خراب می کنند.
3-انرژی امواج دریا:امواج به دلیل حرکت رفت و برگشت انرژی جنبشی زیادی دارند در مسیر آنان توربین قرار می دهند با فشار امواج می چرخندوبرق را تولید می شود. • نکته:این انرژی در مناطق جزیره ی استفاده می شود • 4-انرژی برق آبی :آبی که پشت سد جمع شده انرژی خیلی زیادی دارد در پاین سد توربین آبی قرار می دهند که با فشار آب می چرخندوبرق تولید می شود. • عیب سد ها:با ایجاد سد زمین های کشاورزی و دامپروری وجنگل های به زیر آب می روندوقابل استفاده نیستند. • 5-انرژی زمین گرمایی:در مناطق آتشفشانی یا زلزله خیز زیر زمین خیلی گرم است با حفر 2تونل از یک تونل آب سرد می فرستند وازتونل دیگر بخار آب داغ را می گیرند که بافشار توربین را می چرخاند وبرق تولید می شود. • 6-انرژی سوخت های گیاهی زیست توده:باقی مانده ی محصولات کشاورزی و توفاله دانه های روغنی وفضولات حیوانی رادر مکان های خاصی می ریزند که تحت فشار و دمای مناسب پس از مدتی به مایع وگاز تبدیل می شوند. • سوخت مایع: ترکیبی از الکل ومواددیگرکه انرژی آن 50%بنزین است.
سوخت گاز«زیستگاز»:مخلوطی از متان ودی اکسید کربن که انرژی آن 70%گاز طبیعی است. • 7-انرژی هیدروژنی:هیدروژن در اثر سوختن ترکیب با اکسیژن بخار آب می دهد.والبته انرژی خیلی زیادی آزاد می شود که این انرژی در پیل سوختی و برای ماهواره به کار می رود. • تعریف توان مصرفی «آهنگ مصرف انرژی »:مقدار انرژی که در یک زمان معین استفاده می کنیم . • ***انرژی شیمیایی را با واحد کیلو ژول تقسیم بر دقیقه ،بیان می کنیم.
انواع انرژی : انرژی جنبشی انرژی پتانسیل • تعریف انرژی جنبشی :به خاطر حرکت کردن در جسم ایجاد می شود. • تعریف انرژی پتانسیل:انرژی ذخیره شده در یک جسم را انرژی پتانسیل می گویند. • انواع انرژی پتانسیل :1-الکتریکی2-کشسانی3-گرانشی • تعریف انرژی پتانسیل کشسانی :انرژی ذخیره شده در فنر کشیده یا فشرده شده تعریف انرژی پتانسیل گرانشی:به خاطر ارتفاع از زمین در جسم ایجاد می شود. فرمول انرژی جنبشی :m=k ژولK=واحد انرژی جنبشی کیلو گرم M=جرم متر بر ثانیه V=سرعت مثال : شخصی به جرم 50کیلوگرم با سرعت 5 متر بر ثانیه در حرکت است انرژی جنبشی آن چقدر است ؟ K= 5* 50* k=125ژول k=m=50kg 5m/sv=
فرمول انرژی پتانسیل : u=mgh • ژولU= انرژی پتانسیل • کیلوگرم M=جرم G=10 متر h-= ارتفاع مثال :گلوله ای به جرم 2 کیلوگرم تا ارتفاع 5متری از زمین پرتاب شده است . انرژی پتانسیل آن چقدر است ؟ u=mghm=2 g=10 2u=ژولu=100h=5
چند نکته حل کنیم: • 1-یک تکه آجر به جرم 5کیلو گرم وانرژی 200ژول بالا یک دیوار ساکن است ار تفاع دیوار را محاسبه کنید؟ • 2-پنکه ای روشن است خاموش می کنیم پنکه پس از مدتی متوقف می شود انرژی جنبشی پنکه کجا رفته است؟ • 3-تعریف انرژی امواج در یا؟ • 4-تعریف انرژی مکانیکی ؟ • 5-تعریف قانون پایستگی انرژی؟ • 6-تعریف انرژی درونی؟ • 7-تعریف انرژی جنبشی ؟ • 8-تعریف انرژی پتانسیل؟ پایان فصل اول
فصل دوم:دماوگرما • تعریف دما:معیار تعیین گرمی وسردی اجسام • تعریف دماسنجی:راه روش اندازه گیری دما • انواع دما سنج:1-تقریبی 2-دقیق • دما سنج تقریبی:تعین حدود دما اجسام به کمک حس لا مسه • ***روش تقریبی ساده ترین روش است و دقت کافی ندارد
روش دقیق:تعین دمای واقی اجسام به وسیله دماسنج • انواع دما سنج ها:
اساس کار دما سنج ها:انبساط یا انقباظ مایعات • ساختمان یک دما سنج معمولی:دارای دو قسمت است: • 1-مخزن شیشه ای نازک که حاوی جیوه یا الکل است. • 2-لوله شیشه ای باریک ودراز که خالی از هوا است وجیوه یا الکل داخل آن حرکت می کند. • درجه بندی دماسنج جیوه ای به روش سیلسیوس : • 1-تماس مخزن یا مخلوط آب ویخوپایین آمدن جیوه در لوله وثبتعددصفر در پایین لوله • 2-تماس مخزن با بخار آب جوش وبالا رفتن جیوه وثبت عدد100در بالا ی لوله • 3-تقسیم بین دو عدد صفر وصد به صد قسمت مساوی که هر قسمت یک درجه است • 4-درجه بندی دماهای با لای صد و زیر صفر با همان مقیاس درجه بندی می شود. • درجه بندی دما سنج الکلی : • این دما سنج را باروشسیلسیوسنمی توان مدرج کرد چون الکل • در نزدیکی آب جوش بخا ر می شود ولی می توان از مقیاس • سیلسیوساستفاد کرد.
بستگی نقطه ی انجماد و نقطه ی جوش آب به فشاروناخالصی : • آب ناخالص در جایی که هوا برابر یک اتمسفر باشد در دمای صفر درجه یخ می زندودر دمای صد در جه می جوشد در نزدیکی به سطح دریا . • ***نکته :اگر ار تفاع از زمین زیاد شود فشار کم می شود و نقطه انجماد آب با لا می رود ونقطه ی جوش آن پایین می آید.اگر به عمق زیر آ ب برویم فشار زیا د می شود.و نقطه ی انجماد آب پایین می آید ونقطه جوش آن با لا می رود. • نکته:اگر به آب ناخالصی اضافه کنیم نقطه انجماد آن پایین آمده و نقطه جوش آ ن با لا می رود. دمای انجماد آب در این نقطه بیشتر از 0 درجه سانتی گراد است دمای جوش آب در این نقطه (فشار کم) از 100 درجه سلسیوس پایین تر است
تعریف دمای تعادل:اگر دو جسم با دما های متفاوت را به هم تماس دهیم دمای یکی پایین می آید و دمای دیگری بالا می رود تا به یک دما ی مشترک برسند. سطح خورشید:6000 درجه 270 درجه در انفجار هسته ای:107درجه
تعادل گرمایی تعادل گرمایی یعنی دو جسم با دمای متفاوت که در تماس کامل باهم هستند باهم تبادل گرما و انرژی انجام می دهند تا جایی که دمای دو جسم یکسان شود.
تعریف گرما:مقدار انرژی که به دلیل اختلاف دما بین دو جسم مبادله می شود. • روش های انتقال گرما :1-تابش 2-همر فتی 3-رسانش • تعریف تابش :انتقال گرما از خور شید به زمین با عبور از خلاء • نکته:در روش تابش هیچ ماده ای وجود ندارد و سرعت انتقال بسیار زیاد است . • تعریف روش همر فتی :ابتدا قسمتی از ماده گرم شده و سبک می شود وبه بالا می رود وجای آن را ماده ی سردی و سنگین تر می گیرد و این کار ادامه می یابد. • نکته:همر فتی در مایعات و گاز ها انجام می شود و سرعت انتقال کم است . • تعریف روش رسانش:اگر بین 2 نقطه از یک جسم اختلاف دما با شد بین آن ها گرما مبادله می شود.
نکته:رسانش در جامدات انجام می شود سرعت انتقال زیاد است. • انواع جامد هااز نظر رسانش :رسانایی گرما نا رسانای گرما . • رسانای گر ما :جسمی که گر ما را به سرعت از خودش عبور می دهد. • مثال :فلزات کاربردی درظروف آشپزی و شو فاژ
بهترین رساناها طلا نقره مس آلومینیوم برنج آهن
تعریف نا رسا نای گرما :جسمی که گرما را خیلی کند از خود عبور می دهد . مثال:چوب- پلاستیک –کار برد:دسته ای ظرف آشپزی عایق های حرارتی نکته :آب و هوا هم جزو نا رسا ناهای خیلی خو ب گرما می با شند.
عایق • به اجسامی که رسانا گرمایی ضعیفی دارند ، عایق گفته می شود. الکترون های خارجی این مواد دارای پیوند محکمی با اتم ها هستند. کاه ، کاغذ ، چوب پنبه ، پلاستیک مورد استفاده : در وسایل آشپزخانه ، وسایل داغ و ...
فرمول محاسبه ی گرما: • Q={j}ژول گرما • Mکیلو گرم{kg} • []دمای دوم-دمای اول .بر واحد سیلسیوس که بانمادنشان می دهند. • نمادتتا= Q=m c {
قطه ی از مس به جرم 5کیلو گرم از دما 20درجه به 40درجه رسیده است این قطعه چه قدر گرما گرفته است: Q=m c { • Q=? • M=5KG • Q=2000
چند نکته حل کنیم: • 1-جرم یک قطه فولاد 4کیلو گرم است وبه اندازه 200000jگرما گرفته است تغیر دمای آن را حساب کنید؟ • 2-تعریف دما؟ • 3-تعریف رسانای گرما؟ • 4-روش انتقال گرما؟ • 5-تعریف تعادل گرمایی؟ • 6-انواع دما سنج؟ • 7-تعریف دما سنج؟ • 8-اساس کار دما سنج؟ • 9-تعرف دمای تعادل؟ • 10-روش های انتقال گرما؟ پایان فصل2
فصل 3 الکتریسیته: • عنوان فصل:الکتریسیته • تعریف الکتریسیته ساکن:اگر با رالکتریکی دریک مکان ساکن بماند می گویم الکتریسیته ساکن ایجاد شده است. • تعریف با رالکتریکی:هرذره ای که خاصیت الکتریکی داشته باشد. • انواع بار الکتریکی:1-مثبت2-منفی • نکته:بار های الکتریکی هم نام یک دیگر را دفع می کنند وبا رهای غیر هم نام به یک دیگر می چسبند. • انواع ذرات با ر دار:
نکته:بار پروتون مثبت است وبار الکترون منفی ونوترون خنثی است. • ***اندازه بار پروتون با الکترون برابر است: e=1/6 • E=بار های پروتنوالکترون • 1/6=مقدار عدد • مقدار اعشار • C=کولن • نکته:جرم پروتون با نوترون تقریباً برابر است و جرم الکترون2000برابر از آ ن ها کمتر است.
جرم پرو تون و نوترون: • جرم الکترون: • ساختمان اتم:دارای 2 قسمت می باشد.1-هسته2-مدار ها • تعریف هسته:فضای بسیار کوچکی از اتم که 2ذره ی پروتون و نوترون داخل آن قرار دارد که دارای اتم هسته و بار هسته مثبت است. • تعریف مدار:خطوطی دایره ای هستند که دور هسته قرار دارند. که الکترون ها در این خطوط می چرخند و بار مدار ها منفی است. • ***:اتم در حالت عادی بار الکتریکی خنثی دارد چون تعداد پروتون ها با الکترون ها برابر است.وبار +و-برابر است. • ***:چون پورتون ها داخل هسته اندنمی توانند از اتم جدا شوند ولی الکترون خارج هسته است ومی تواند از اتم جدا شود.
روش ما لش :اگر دو جسم بدون بار را به یک دیگر مالش دهیم تعداد الکترون از یکی به دیگری منتقل می شود و جسمی که الکترون داده بار ش +است و جسمی که الکترون گرفته بارش – می باشد. • ***در روش مالش اندازه ای بار 2جسم یکسان است ولی نوع آن ها غیر هم نام است. • فرمول محاسبه بار در روش مالش: • q= cالکترون بار جسم • علامت بار جسم که الکترون داده وگر فته است. • کولن • nتعداد الکترون های منتقل شده • eبار هر الکترون • q=
در اثر مالش پارچه به میله پلاستیکی تعداد5الکترون از پار چه به میله منتقل می شود بار الکتریکی میله و پار چه را حساب کنید؟ q= q= بار پار چه q+=8 بار میلهcq-=8 q=±𝑛×𝑒 q+=? q-=? n=5 e=1/6
تعریف الکترون آزاد:این الکترون در فاصله دوری از هسته قراردارد وبه راحتی از اتم جدا می شود وآزادانه داخل جسم حرکت می کند .آهن و مس • تعریف رسانایالکتریکی:جسمی است که الکترون آزاد دارد و بار الکتریکی را به سرعت منتقل می کند. • مانند: فلزات • کار برد در سیم برق • تعریف نار سانای الکتریکی :ماده ای است که الکترون آزاد ندارد وبار الکتریکی را منتقل نمی کند. • مثال :چوب و پلاستیک • کاربرد:روکش سیم های برق • نکته:تعداد الکترون آزاد در فلزات بسیار زیاد است.
تعریف روش تماس :اگر یک جسم باردار را به یک جسم بدون بار تماس دهیم مقداری از بار آن به جسم بدون بار منتقل می شود و آن جسم هم بار دار می شود. • ***در روش تماس بار ها هم نام هستند ولی اندازه بار ها ممکن است یکسان نباشد. • تعریف روش القاء:اگر یک جسم بار دار را به یک جسم بدون با ر نزدیک کنیم در آن جسم بار الکتریکی ایجاد می شود. • نکته:در روش القاء اندازه بار دو جسم یکسان نیست و بارها غیر هم نام هستند. • نکته:در روش القاء بار جسم اول ثابت می ماند ولی در روش تماس کاهش می یابد. • قانون پایستگی بار الکتریکی :بار خود به خود به وجود نمی آید و از بین نمی رود وفقط از جسمی به جسمی دیگر منتقل می شود ومقدار آن همیشه ثابت است. • تعریف تخلیه الکتریکی :بر خورد بار های مثبت و منفی با یک دیگر و خنثی شدن آن ها. • روش ها بار دار کردن ابر ها:
نکته:بار های مثبت معمولاٌبالا ی ابر ها و بار های منفی پایین ابر ها جمع می شود. • تعریف رعدو برق :تخلیه ی الکتریکی بین دو ابر بار دار در آسمان که به صورت جرقه ها ی بزرگی است. به صدا رعد و به نور برق می گو ییم.
تعریف آذرخش یا صاعقه:تخلیه ی الکتریکی بین یک ابر بار دار و زمین می باشد. • نکته:در هر ثانیه تقریباً100آذرخش به زمین بر خورد می کند.که ممکن است به ساختمان ها آسیب برساند. • تعریف برق گیر :میله فلزی بلند و نوک تیز است که بالا ی ساختمان نسب می شود وبه یک صفحه فلزی در زیر زمین وصل است تا بار صاعقه را به زمین منتقل کند. • تعریف انرژی پتانسیل الکتریکی :هر گاه بار الکتریکی از جایی به جایی دیگر منتقل شود انرژی ذخیره شده به صورت پتانسیل درداخل آن بار ذخیره می شود و واحد آن ژول است. j
تعریف پتانسیل الکتریکی : نسبت انرژی الکتریکی به بار که واحد آن ولت است (v) • تعریف اختلاف پتانسیل یا همان ولتاژ : عامل انتقال بار الکتریکی از جایی به جای دیگر که واحد آن ولت است . • عوامل موثر بر پتانسیل الکتریکی بر یک جسم :
نکته :ولتاژ برق خانگی 220ولت است اگر از این مقدار کمتر شود وسیله برقی کار نمیکندواگر از این مقدار بیشتر شود وسیله برقی می سوزد . • تعریف مولد یا باطری : این وسیله با انرژی لازم برای ایجاد اختلاف پتانسیل و حرکت بار را فراهم می کند . • نکته ***معروفترین مولد های شیمیایی 2 دسته هستند :1-خشک قلمی 2-تر اتومبیل • تعریف مدار الکتریکی :مسیری بسته است که بار الکتریکی در آن حرکت می کند .
نکته : پتانسیل بار +بیشتر از بار –است تعریف شدت جریان : 1- آهنگ عبوربار از مدار 2-نسبت بار به زمان فرمول شدت جریان : I=آمپرi=کولنq=ثانیه t=مثال : باری به اندازه 30 کولن در مدت نیم دقیقه از یک مدار می گذرد میزان شدت جریان چقدر است ؟ I=i=i=1آمپر
*** شدت جریان را با آمپر سنج واختلاف پتانسیل را با ولت سنج اندازه می گیریم . • نکته:آمپر سنج به صورت سری یا متوالی و ولت سنج به صورت موازی در مدار قرارمی گیرد.
تعریف مقاوت الکتریکی :عاملی که با حرکت بار مخالفت می کند و واحد آن ا هم است قانون اهم:نسبت ولتاژ به جریان برابر است با مقاومت
فرمول اهم R= • عوامل موثر بر انرژی الکتریکی مصرفی :
فرمول انرژی الکتریکی مصرفی:w= R I • تعریف توان الکتریکی :نسبت انرژی الکتریکی به زمان • فرمول های توان :1-وابسته به زمان 2-مستقل از زمان • فرمول وا بسته به زمان:P= • فرمول های مستقل از زمان : P=R P=V I • محاسبه برق بهای مصر ف شده:W=P
چند نکته حل کنیم: • 1-مقاومت یک سماور برقی 100اهم و جریان در آن 2آمپر است مدت 10دقیقه چه مقدار انرژی مصرف می شود؟ • 2-رسانای الکتریکی چیست؟ • 3-الکترون آزاد چیست؟ • 4-القاء چیست؟ • 5-نارسانای الکتریکی چیست با مثال؟ • 6-انواع بار الکتریکی؟ • 7-باری به اندازه300کولن درمدت 3دقیقه از یک مدار می گذرد جریان آن در مدار چه قدر است؟ • 8-مقاومت چیست؟ • 9-قانون اهم را توضیح دهید؟ • 10-عوامل موثر بر انرژی الکتریکی ومصرفیرابیان کنید؟ پایان فصل 3