مدل سازی

در ابتدا به تعاریف مورد نیاز در این فصل می پردازیم.

فیزیک چیست؟

واژه ی فیزیک، ریشه در یونان باستان دارد و به معنای شناخت طبیعت است.

نظریه

نتیجه پژوهش درباره علت رخداد یک پدیده که می تواند به کمک آزمایش ثابت و یا باطل شود.

مدل اتمی

نتیجه نظریات دانشمندان مختلف درباره ساختار درون اتم است.

نظریه اتمی که دنیای درون اتم را توصیف می کند چندین بار به خاطر بدست آوردن اطلاعات جدید از رفتار اتم ها اصلاح شد.

قانون های فیزیکی

به گزاره های کلی که دانشمندان رابطه بین برخی از کمیت های فیزیکی را توصیف می کنند، قانون های فیزیکی می گویند. مانند قوانین نیوتون

اصل

به گزاره های مختصری که دانشمندان برای توصیف دامنه محدود تری از پدیده های فیزیکی، که عمومیت کمتری دارند.

مانند اصل پاسکال

فرایندی است که طی آن یک پدیده فیزیکی، آنقدر ساده و آرمانی می شود تا امکان برسی و تحلیل آن فراهم شود.

مدل سازی تحلیل حرکت توپ بسکتبال در هوا

تحلیل حرکت مدل سازی توپ بسکتبال در هوا

فرق کیفیت و کمیت چیست؟

کیفیت:

آنچه را که نتوان اندازه گیری کرد.

مانند زیبایی، مهربانی، بد اخلاقی، کثیفی و ......

کمیت:

آنچه را که بتوان اندازه گیری کرد.

مانند ارتفاع، عمق، حجم، زمان، جرم و .....

یکا یا واحد اندازه گیری:

به مقدار مشخصی از هر کمیت گفته می شود که به عنوان مقیاس انتخاب شده است.

به طور مثال برای طول، یکاهای مختلفی وجود دارد، مانند یک متر، یک کیلومتر و ......

ویژگی های یکای هر کمیت فیزیکی

1. تغییر نکنند.
2. قابلیت باز تولید در مکان های مختلف داشته باشند.

کمیت های نرده ای:

کمیت هایی که، تنها دارای یک عدد و یکا باشد.

مانند: انرژی، دما، حجم، جرم و زمان و.......

کمیت های برداری:

کمیت هایی که علاوه بر عدد و یکا، دارای جهت باشد.

مانند: جا به جایی، سرعت، شتاب و نیرو و .....

سیستم SI:

سیستمی است بین المللی که همه کمیت ها در آن دارای واحد مشخص و ثابتی هستند.

کمیت های فیزیکی از نظر یکا به دو دسته تقسیم می شوند:

کمیت های اصلی:

به کمیت هایی که یکای آنها به صورت مستقل تعریف می شود، کمیت های اصلی و به یکاهایشان، یکاهای اصلی گفته می شود.

مانند: طول، جرم، زمان، دما، شدت جریان و مقدار ماده

کمیت های اصلی و یکاهای اصلی دستگاه بین المللی (SI)

کمیت های فرعی:

به کمیت هایی که یکاهای آنها بر حسب یکاهای اصلی مشخص می گردد، کمیت های فرعی گفته می شود و به یکاهایشان، یکاهای فرعی می گویند. مانند: مساحت، حجم، انرژی، سرعت، شتاب، چگالی، فشار و ....

چند مثال از یکاهای فرعی دستگاه بین المللی (SI)

تعریف واحد طول:

یک ده میلیونیم (\(\frac{1}{{10000000}}\) ) فاصله استوا تا قطب شمل است.

واحد طول: یک متر

فاصله میان دو خط نازک حک شده در نزدیکی دو سر میله ای از جنس پلاتین ایریدیوم، وقتی میله در دمای صفر درجه سلسیوس قرار داشت، برابر یک متر تعریف شده بود.

یکای زمان: 1 ثانیه است.

(\(\frac{1}{{86400}}\) ) طول یک شبانه روز

یکای استاندارد جرم

جرم استوانه ای فلزی از جنس پلاتین و ایریدیوم است که در اداره ی بین المللی وزن ها و مقیاس نگه داری می شود.

برخی یکاهای غیر SI طول

یکاهای قدیمی

ذرع

فرسنگ

فوت (پا)

مایل (mi)

اینچ (in)

یکای نجومی (AU): میانگین فاصله زمین تا خورشید (\(1AU \approx 1/5 \times {10^{11}}m\) ) است.

سال نوری (ly): مسافتی است که نور در مدت یکسال طی می کند.

برخی یکاهای غیر SI جرم

یکاهای قدیمی

خروار

من تبریز

مثقال

سیر

نخود

گندم

قیراط

بازه زمانی: \(\Delta t\)

مدت زمان بین شروع و پایان یک رویداد را بازه زمانی می نامیم.

\(\Delta t = {t_2} - {t_1}\)

آهنگ

تغییر هر کمیت را نسبت به زمان، معمولا آهنگ آن کمیت می نامیم.