قاعده تعادل

قاعده ی تعادل در فیزیک چیست ؟ » اگر نخی را دور بسته ی شکری 2 پوندی ببندید و آن را به ترازویی بی وزن آویزان کنید ، ترازو پایین می آید تا 2 پوند را نشان دهد . فنر کشیده شده تحت تأثیر نیروی کششی موسوم به کشش قرار دارد . همین ترازو در آزمایشگاه علوم ( فیزیک ) احتمالاً طوری مدرج شده است که همین نیرو را 9N نشان دهد . هم پوند و هم نیوتون یکای وزن اند که بدین ترتیب یکای نیرو نیز هستند . بسته ی شکر با نیروی گرانشی 2 پوند - یا هم ارز آن ، 9 نیوتون - جذب زمین می شود . اگر دوبرابر این مقدار شکر را از ترازو بیاویزید ، قرائت آن 18 نیوتون می شود . 

توجه کنید که دو نیرو بر بسته ی شکر وارد می شود - نیروی کشش بالاسو و نیروی وزن پایین سو . دو نیروی وارد بر بسته مساوی و در جهت مخالف اند و اثر یکدیگر را خنثی می سازند . در نتیجه بسته ساکن باقی می ماند . طبق قانون اول نیوتون ، هیچ نیروی خالصی بر بسته وارد نمی شود . می توان از زاویه ی دیگری قانون اول نیوتون را دید که تعادل مکانیکی است .

وقتی نیروی خالص وارد بر جسمی صفر است ، می گوییم آن جسم در تعادل مکانیکی است ( در ادامه ی مطالب سایت خواهیم دید ، که شرط دیگر تعادل مکانیکی آن است که گشتاور خالص برابر 0 باشد ) . با نماد گذاری ریاضی ، قاعده ی تعادل عبارت است از :

نماد نشانه ی جمع برداری است و F نیرو ها را نشان می دهد .

برای جسم آویزان در حال سکون ، مثل بسته ی شکر ، این قاعده بیان می کند که نیرو های بالاسوی وارد بر جسم باید با نیرو های پایین سویی که بر جسم وارد می شوند متوازن شده باشند تا جمع برداری صفر شود . ( در کمیت های برداری جهت در نظر گرفته می شود ، بنابراین اگر نیرو های بالاسو + باشند ، نیرو های پایین سو - می شوند ، و هنگام جمع زدن در واقع از هم کم می شوند. )

نظر شما در مورد این مقاله چیست ؟ در بخش نظرات منتظریم !

با فیزیک برای زندگی همراه باشید ...

انرژی آب چیست

انرژی برق آبی یا هیدرو الکتریک چیست » انرژی آب ، انرژی آب انرژی ای است که از نیروی آب های جاری به دست می آید . از آن جایی که بخش زیادی از انرژی حاصل از نیروی آب برای تولید الکتریسیته مصرف می شود ، به نیروی برق - آبی ( هیدروالکتریک ) نیز معروف است . انرژی برق آبی سرچشمه ی انرژی تجدیدپذیر ( نو شدنی ) به شمار می رود ، چرا که آب در چرخه ی طبیعی خود به رودخانه ها می ریزد . استفاده از نیروی آب های جاری که یکی از قدیمی ترین سرچشمه های انرژی تجدید پذیر است ، از گذشته های بسیار دور و در گستره ی زیادی کاربرد داشته است و نیروگاه های برق آبی بیش از صد سال پیش به کار افتاده اند .

نیروگاه های برق آبی ( هیدروالکتریک )

در یک نیروگاه برق آبی ، آب به سمت توربین ها هدایت می شود . وقتی آب با پره های توربین برخورد می کند ، توربین را به چرخش در می آورد و توربین نیز یک مولد برق را به کار می اندازد و الکتریسیته تولید می کند . توربین ها و مولد های برق انرژی حرکتی آب را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند . نیروگاه های برق آبی انواع مختلفی دارند ، رایج ترین نوع نیروگاه های برق آبی ، نوع مخزنی است که در آن سدی بر روی رودخانه می سازند . آب رودخانه پشت سد جمع می شود و دریاچه ای به وجود می آید . در این نیروگاه ها آب در تمام سال به طور یکنواخت به سمت توربین ها هدایت می شود . حتی زمانی که شدت جریان آب رودخانه کم و زیاد می شود ، آب با سرعت یکنواختی در توربین ها حرکت می کند . نیروگاه برق آبی تزریقی ، نوع دیگری از نیروگاه های برق آبی است که در آن ، آب جاری رودخانه ، توربین را به کار می اندازد . در این نوع نیروگاه ، به دو مخزن آب نیاز داریم که یکی از آن ها بالا تر از دیگری قرار دارد . در آغاز شب که میزان مصرف برق زیاد می شود ، آب ذخیره شده در مخزن بالایی رها می شود تا توربین ها را به حرکت در آورد ، اما هنگامی که مصرف برق کم می شود ، برق تولید شده ی اضافی در مولد ها ، تلمبه هایی را به کار می اندازد که آب را از مخزن پایینی به مخزن بالایی می برد تا در موقع نیاز ، دوباره از آب ذخیره شده در این مخزن استفاده شود .
سد های بزرگ
همه ی نیروگاه های برق آبی بزرگ ، از نوع نیروگاه های مخزنی هستند . برای تهیه ی آب نیروگاه های برق آبی ، سد های بزرگی در نقاط مختلف جهان ساخته شده است . ساخت این سد ها نه تنها از وقوع سیلاب ها جلوگیری می کند ، بلکه از آب این سد ها برای آبیاری زمین های کشاورزی نیز استفاده می کنند . Nایتایپو نمونه ای از این سد های بزرگ است که بین برزیل و پاراگوئه ساخته شده است . 18 توربین این سد ، 12600 مگاوات الکتریسیته تولید می کنند که 25% برق مصرفی برزیل و 75% برق مصرفی پاراگوئه از این نیروگاه برق آبی فراهم می شود .
مشکلات نیروگاه های برق آبی
نیروگاه برق آبی ، یک سرچشمه ی انرژی تجدیدپذیر ( نو شدنی ) و کارآمد است و بسیاری از کشور ها در حال ساختن سد های بزرگ بر روی رودخانه هایشان هستند تا از انرژی آب های جاری بهره برداری کنند . متأسفانه ساختن این سد های بزرگ ، مشکلات زیست محیطی فراوانی به وجود می آورد . با ساختن این سد ها ، مسیر جریان آب رودخانه ها تغییر می کند و از شکل گیری جلگه های سیلابی در زمین های پیرامون رودخانه ها جلوگیری می کند . هنگام جاری شدن سیل و طغیان آب ، این زمین ها از رسوب ها و گل و لای پوشیده می شوند و زمین های کشاورزی نامرغوبی را به وجود می آورند . هم چنین در اثر تشکیل دریاچه های بزرگ در پشت سد ها ، ساکنان این مناطق مجبور می شوند از محل زندگی خود کوچ کنند ، زیستگاه های جانوران نیز زیر آب می رود ، عده ای کشته می شوند و عده ای از آن ها نیز چاره ای جز کوچ کردن به مکانی دیگر ندارند . ماهیان و دیگر گونه های آبزیان نیز هنگام عبور از لای پره های توربین ها ، زخمی یا کشته می شوند . همین مشکلات موجب شده است تا در آمریکا ازر فعالیت سد های بزرگ جلوگیری کنند . کارشناسان نیز در حال طراحی و ساخت توربین هایی هستند که برای آبزیان خطری ایجاد نکنند . به علاوه ی ساخت سد های بزرگ با مخالفت شدید گروه های دوستدار محیط زیست رو به رو شده است . توجه کنید که همه این مشکلات بخاطر تأمین انرژی برای انسان است !
بیاییم همه باهم در مصرف انرژی صرفه جویی کنیم ، دیگران صرفه جویی نمی کنند ؟ چرا ما نکنیم ؟

تولید انرژی الکتریکی از طریق یک نیروگاه برق آبی ( هیدروالکتریک )

نظر شما در مورد انرژی برق آبی و مزایا و معایب آن چیست ؟ در بخش نظرات منتظریم !

با فیزیک برای زندگی همراه باشید ...