روند پیشرفت حمل و نقل دریایی

در این نوشتار شما را با دلایل ایجاد حمل و نقل از راه آب آشنا می کنیم تا شما متوجه شوید که فکر ایجاد حمل و نقل دریایی از کجا پدید آمده. انسان همیشه در حال کاوش در دنیای اطراف خود می باشد. این کاوش می تواند دلایل مختلفی از جمله تهیه غذا و یا ارضاء نمودن حس کنجکاوی او باشد.

 

اجداد و نیاکان ما احتمالاً در اولین سفرهای دریایی خود بر روی رودخانه ها و یا آبگیرها از تنه های درخت برای معلق ماندن  روی آب استفاده می نمودند.

 

از حدود 10.000 سال پیش آن ها یاد گرفتند تا چگونه با تهی نمودن داخل تنه درخت ها، قایق های ساده را بسازند. این قایق ها دوگوت (dugour) نام داشتند.

روند پیشرفت حمل و نقل دریایی

چندین هزار سال بعد، انسان دریافت که می تواند با اتصال تخته های چوبی به هم نیز قایق بسازد. با این کشف او می توانست قایق هایی با ابعاد و اشکال متنوع بسازد. قایق های کوچکی که با استفاده از تخته های چوب ساخته می شدند با استفاده از پارو و یا پدال زدن به حرکت درمی آمد ولی کشتی های بزرگ تر برای حرکت کردن به نیروی باد نیاز داشتند. باد با برخورد به بادبان این کشتی ها به آن ها نیرو وارد می نمود و آن ها را به حرکت درمی آورد.

روند پیشرفت حمل و نقل دریایی
تمامی اکتشافات بزرگی که از راه دریا انجام شده، بوسیله کشتی های بادبانی انجام  گرفته اند.

 

در حوالی سال 1800، اختراع موتور بخار، یک منبع انرژی جدید در اختیار انسان قرار داد و به اختراع کشتی های جدید، از جنس های دیگر و در اشکال جدید منجر گردید. با اختراع مواد جدید در کنار ساخت موتورهای قدرت مند و سبک وزن، ساخت قایق های تفریحی و کشتی های موتوری امکان پذیر گردید و با توجه به پرطرفدار بودن ورزش های آبی، وسائلی چون تخته های موج سواری، اسکی روی آب و جت اسکی ساخته شد.

روند پیشرفت حمل و نقل دریایی

با اختراع موتورهای بنزینی در سال 1880، مسابقات قایق های موتوری نیز به وجود آمد. در سال 1930 نیز موتور جت اختراع گردید و در سال 1939 مالکوم کمپل توانست با استفاده از این موتور، با سرعت 227 کیلومتر بر ساعت روی آب حرکت نماید.

روند پیشرفت حمل و نقل دریایی

در سال 1964 پسر کمپل توانست به سرعت 276 کیلومتر بر ساعت نیز روی آب دست یابد.

روند پیشرفت حمل و نقل دریایی

 


برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:19 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

آشنایی با تونل باد

آشنایی با تونل باد
آشنایی با تونل باد

تونل باد یک کانال می باشد که هوا با سرعت زیاد در آن جریان دارد و برای تست نمودن هواپیماها، خودروها و... به کار می رود. سرعت هوا در تونل باد می تواند تا ده برابر سرعت صوت نیز برسد.

 

شکل زیر جزئیات جریان هوا در اطراف یک هواپیمای مدل را که در یک تونل بادر در حال تست می باشد، نشان می دهد. دانشمندان برای بررسی مقاومت هواپیما و عملکرد مناسب آن، مدل هواپیمای مورد نظر را ساخته و آن را درون تونل باد تست می نمایند. با رسیدن سرعت پرواز هواپیمای مدل به سرعت صوت، از امواج صوتی تولید شده توسط موتور خود سبقت می گیرد و امواج فشاری را در پشت سر خود به جای می گذارد.

آشنایی با تونل باد

در شکل فوق نقطه 1 امواج تولید شده در اثر شکستن دیوار صوتی را نشان می دهد.

این امواج همان گونه که در نقطه 2 مشاهده می شود با دور شدن از هواپیما کوچک تر می شوند.

نقطه 3 بازوی فلزی نگهدارنده هواپیمای مدل را در درون تونل باد نشان می دهد.

همان گونه که در نقطه 4 مشاهده می شود، امواج فشاری مانند امواج آب بر روی یک استخر به سمت خارج پخش می شوند.

نقطه 5 نیز منحرف شدن هوا در برخورد با دماغه هواپیما را نشان می دهد.

 

تونل باد دارای 5 مقطع می باشد که در شکل زیر مشاهده می شوند:

آشنایی با تونل باد

در این شکل نقطه 1 فن تونل را نشان می دهد. فن های عظیم به کار گرفته شده در تونل های باد، وظیفه تولید جریان باد را برعهده دارند.

مقطع 2، ورودی هوای تونل باد را نشان می دهد. هوا در این مرحله پس از گذشتن از یک محفظه لانه زنبوری، موازی دیواره های تونل جهت می گیرد و وارد بخش بعد می شود.

مقطع 3، سطح مقطع عبور هوا را کم می کند و باعث می شود سرعت حرکت هوا نسبت به ورودی افزایش یابد.

مقطع 4 محل تست می باشد. حسگرهای نصب شده در این مقطع اثرات باد بر روی هواپیما را بررسی می کنند.

مقطع 5 نیز سطح مقطع عبور جریان را افزایش می دهد تا سرعت باد کاهش یافته و از تونل خارج شود. هوای خروجی یک مدار بسته را طی خواهد نمود و مجدداً به تونل وارد خواهد شد.

 

تونل های باد برای بررسی تاثیر شکل هواپیما بر نحوه پرواز آن، نیروی برای تولید شده، مقاومت هوا (نیروی پسا) و... به کار می روند.

 تست ها برای رساندن نیروی برا به حداکثر و نیروی پسا به حداقل مقدار خود به کار می روند. تونل های باد بسیار پر هزینه و خطرناک می باشند. هوا در تونل بادهایی که با 10 برابر سرعت صوت حرکت می کند ممکن است آن قدر سرد شود که به مایع تبدیل شود.

 

تست کردن در تونل باد با کار بسیار پیچیده ای می باشد و امروزه کم کم جای خود را به روش های CFD (دینامیک سیالات محاسبه ای) یا (computational fluid dynamics) می دهند. در این روش مدل به صورت کامپیوتری و با کمک هزاران معادله پیچیده ریاضی ساخته می شود.

آشنایی با تونل باد

روش های کامپیوتری، جریان هوا بر روی بال را نیز مدل می کنند و به بررسی آن کمک فراوان می کنند.

آشنایی با تونل باد

برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:18 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

شناور ماندن و غرق شدن

آیا تا به حال فکر کرده اید چرا شاخه های چوبی درختان بر روی آب شناور می مانند در صورتی که سنگ ریزه ها و دانه های ریز ماسه در آب فرو رفته و غرق می شوند؟

 

هنگامی که جسمی در آب قرار می گیرد به سطح آب فشار وارد می کند و آب نیز نیرویی به سمت مخالف به آن جسم وارد می کند. (نیرویی که آب به جسم وارد می کند به سمت بالا می باشد) اگر نیرویی که آب به جسم وارد می کند از وزن آن بیشتر باشد، جسم روی آب معلق خواهد ماند و نیرویی که آب به جسم وارد می کند، با وزن جسم روی سطح آب به تعادل خواهند رسید. قابلیت معلق ماندن در آن را شناوری می گویند. شاخه درخت به این دلیل شناور می ماند که نیرویی که آب به آن وارد می کند از وزن آن بیش تر می باشد، همچنین سنگ ریزه چون نیروی وارد آمده از طرف آب نمی تواند جبران وزن آن را بکند، در آب فرو خواهد رفت.

 

با قطع شدن و مردن یک درخت، تمامی کانال های میکروسکوپی آن که وظیفه رساندن آب و مواد غذایی را از ریشه به شاخه ها داشتند، پر از هوا می شوند. این هوا باعث می شود که شاخه های مرده سبک تر شوند و به خوبی روی آب شناور بمانند.

 

در برخی از جاها برای انتقال درخت از جنگل به محل های مورد نظر، تنه های بریده شده درخت را در آب می اندازند تا با جریان آب جابه جا شوند. در این روش کارگران تنها به درخت ها برای پیدا کردن مسیر کمک می کنند.
شناور ماندن و غرق شدن

قایق های اولیه از جنس چوب و نی ساخته می شدند ولی به ندرت در قایق های مدرن شاهد استفاده از این مواد می باشیم. امروزه استفاده از فلز و پلاستیک برای ساخت قایق ها رایج تر می باشد.

 

قایق های سبک وزن:

احتمالاً پیشینیان ما با مشاهده معلق ماندن چوب روی سطح آب به فکر ساخت قایق افتادند و با خالی کردن و تراشیدن تنه درختان و یا بستن آن ها به هم اقدام به ساخت قایق های کوچک و کلک ها نمودند.

شناور ماندن و غرق شدن

در نواحی مردابی، مردم کم کم فرا گرفتند چگونه با هم بستن نی ها و شکل دادن آن ها، قایق بسازند.

شناور ماندن و غرق شدن

این قایق های نی ای هنوز هم در برخی نقاط دنیا ساخته می شوند و مورد استفاده قرار می گیرند.

استفاده از الوار نیز به دلیل این که از کل تنه درخت وزن کمتری دارد، برای ساخت قایق ها گزینه مناسبی به حساب می آمد.

شناور ماندن و غرق شدن

توضیح درباره نیروی وارده از طرف آب به اجسام:

آب دارای فشار می باشد. این فشار با افزایش عمق افزایش می یابد. اگر جسمی درون آن بیافتد، آب از تمام جهات به آن نیرو وارد می کند، از بالا، از طرفین و از پایین ولی چون فشار آب با افزایش عمق افزایش می یابد، فشاری که به زیر جسم وارد می شود از فشاری که به بالای جسم وارد می شود بیش تر خواهد بود و این اختلاف فشار باعث می شود که نیرویی که به سمت بالا به جسم وارد می شود از نیرویی که به سمت پایین به آن وارد می شود بیش تر باشد. تفاضل این دو نیرو (نیرو در جهت بالا و پایین) نیرویی می باشد که آب به جسم وارد می کند و در صورتی که از وزن جسم بیش تر باشد، جسم شناور خواهد ماند.


برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:17 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

اتاق کنترل کشتی ها

اتاق کنترل کشتی ها

اتاق کنترل (Bridge) محلی است که ناخدای کشتی از آن جا کشتی را کنترل و هدایت می نماید. این محل نسبت به سایر بخش های کشتی از ارتفاع بیش تری برخوردار است تا فرد کنترل کننده کشتی نسبت به محیط اطراف و سایر کشتی ها دید کافی داشته باشد.

 

تمامی اطلاعات به دست آمده از ابزارهای کشتی در این محل به نمایش درمی آیند و ناخدا قادر خواهد بود در این اتاق با استفاده از اطلاعات موجود سفر دریایی امنی را آغاز نماید. امروزه اکثر کشتی ها به ابزارهای الکترونیکی مجهز می باشند که اطلاعات مربوط به کشتی را بر روی صفحه های نمایش داخل اتاق کنترل نشان می دهند. اکثر این ابزارها به صورت خودکار وضعیت های بحرانی کشتی مانند خراب شدن قطعات و یا نشت آب به درون کشتی را گزارش می دهند.

 

نمای عمومی اتاق کنترل یک کشتی را در شکل زیر مشاهده می کنید:

اتاق کنترل کشتی ها

 

در شکل فوق نقاط نشان داده شده عبارتند از:

1- ناخدای کشتی

2- دستیار اول ناخدا

3- نقشه کامپیوتری

4- تلفن: ناخدا و دستیار او می تواند با کمک این تلفن با خدمه کشتی و همچنین با تماس رادیویی با بندر تماس بگیرند.

5- نقشه برای ترسیم مسیر حرکت کشتی. این نقشه با نقشه شماره 3 مرتبط می باشد.

6- سیستم اتوپایلوت برای هدایت نمودن کشتی به صورت اتوماتیک

7- نمایشگرهای محل سکان

8- اهرم کنترل کننده سکان

9- قطب نمای مغناطیسی

10- کنترل کننده های سرعت موتور

11- کنترل کننده پیشرانه های جلوی کشتی (برای نزدیک شدن به بندر)

12- ISIS: سیستم چک کننده و مونیتور کننده موتور

13- LSR: سیستم یادآوری کننده کارهای ضروری به ناخدا

14- صفحه رادار

 

امروزه اکثر کشتی ها به سیستم های مسیریابی GPS مجهز می باشند. سیستم GPS از ماهواره های اطراف زمین اطلاعات دریافت می کند و با استفاده از این اطلاعات مکان کشتی را محاسبه می کند و آن را به درستی هدایت می نماید.

اتاق کنترل کشتی ها

 

نقاط نشان داده شده در شکل فوق عبارتند از:

1- ماهواره

2- سیگنال های فرستاده شده از سه عدد (حداقل) ماهواره

3- ماهواره

4- در صورت نبود سیستم های GPS این کشتی ها در این محل با هم تصادف می کردند.

 

اکثر زیردریایی ها و کشتی های بزرگ دارای سیستم های مسیر یابی داخلی (SINS) یا (Ship,s Internal Navigation system) می باشند.

 این سیستم آن ها را در مسیر خود نگه می دارد. زیردریایی ها به سه عدد ژیروسکوپ نیاز دارند.

اتاق کنترل کشتی ها

SINS ها اصولاً از یک یا دو عدد ژیروسکوپ استفاده می کنند. خاصیت ژیروسکوپ این است که همیشه در یک جهت خاص باقی می ماند و در صورتی که کشتی دور هم بزند، باز هم ژیروسکوپ یک سمت خاص را نشانه گیری خواهد نمود. ژیروسکوپ ها مسیر حرکت کشتی را با توجه به سرعت آن و اختلاف زاویه مسیر کشتی با مسیر ژیروسکوپ معین می کنند.


برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:17 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

پلی پروپیلن

پلی پروپیلن

کاربرد های پلاستیک ها :

پلی پروپیلن (PP) :

 

پلی پروپیلن

 

پلی پروپیلن از پلیمریزاسیون گاز پروپیلن تولید می شود. تفاوت مولکول پلی پروپیلن ( PP ) با مولکول پلی اتیلن ( PE ) تنها در یک اتم کربن اضافی در منومر گازی می باشد که این ساختمان متفاوت منومر اولیه باعث ایجاد شاخه های جانبی یکنواخت تر می شود که در نتیجه ی آن، ماده ی حاصل خواص فیزیکی و شیمیایی یکنواخت تری نیز دارد.

بلورینگی PP از PE کمتر بوده و تولید آن به صورت آمورف آسان تر می باشد. هزینه تولید PP پایین بوده و چگالی آن نیز کم است و در مقایسه با PE راحت تر فرآیند می شود. مقاومت آن در برابر جریان سرد بهتر است و در دماهای بالا تغییر شکل آن نیز کم تر است. سختی و استحکام کششی و سختی سطح خوبی دارد. PP در شرایط یکسان از PE اقتصادی تر است. مزیت آن این است که نقطه نرمی بالاتری دارد، لذا در ساخت بطری هایی که با مواد داغ پر می شوند یا در معرض حرارت قرار می گیرند استفاده می شود. در شکل زیر مولکول پروپیلن نمایش داده شده است.

پلی پروپیلن

تجهیزات پزشکی که با بخار استرلیزه می شوند معمولا با PP ساخته می شوند. برخی مقواها نیز با PP روکش دهی می شوند که به عنوان نگهدارنده مایعات برای محصولات غذایی قابل استفاده در مایکروویو به کار می روند. اما استفاده از PE به علت نقطه نرمی پایین به این عنوان مقدور نمی باشد. در شکل زیر مولکول پلی پروپیلن نمایش داده شده است.

 

پلی پروپیلن

پارچه های PP با کیفیت بالا تولید و به صورت رول عرضه می گردد. امروزه پارچه های پلی پروپیلن در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد اصلی این پارچه ها جهت تولید کیسه های پلی پروپیلن و جمبو می باشد.

 


برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:16 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

فرم بدنه قایق و شناوری

فرم بدنه قایق و ارتباط آن با شناوری آن- قانون ارشمیدس

شناوری همان گونه که با وزن ارتباط دارد، با شکل نیز در ارتباط می باشد. یک قایق لبه دار با عرض زیاد و دیواره های بلند می تواند نسبت به یک قایق ساده یا یک کرجی، بار بیش تری حمل نماید.

 

دلیل این امر این است که این گونه قایق ها می توانند بدون این که آب به درون آن ها برود و غرق شوند، تا عمق بیش تری به درون آب فرو روند و هرچه کف قایق در عمق بیش تری قرار داشته باشد، فشار آب در آن عمق بیش تر بوده و نیرویی که از طرف آب به آن وارد می آید بیش تر خواهد بود.

 

با فرو رفتن یک قایق به درون آب، بدنه قایق نیز به آب نیرو وارد می کند و باعث جابه جا نمودن آن می گردد.

تا زمانی که نیرویی که آب به قایق وارد می کند از وزن آبی که توسط قایق جابه جا شده بزرگ تر و یا مساوی آن باشد، قایق  روی آن خواهد ماند و در صورتی که وزن آب جابه جا شده توسط قایق از نیرویی که توسط آب به قایق وارد می شود بیش تر باشد، قایق غرق خواهد شد.

 

در شکل زیر یک فرد درون یک قایق کایاک نشان داده شده است:

فرم بدنه قایق و شناوری

نقاط نشان داده شده روی این شکل عبارتند از:

1- جلیقه نجات که برای بالا بردن ایمنی مورد استفاده قرار می گیرد تا در صورت به هم خوردن تعادل از غرق شدن فرد جلوگیری نماید. مکانیزم شناور ماندن جلیقه بر روی آب تقریباً مشابه قایق می باشد

2- لبه پارو که پهن ساخته می شود تا بتواند مقاومت زیادی در برابر جریان آب داشته باشد.

3- قسمت جلوی قایق

4- فوم برای شناور نگه داشتن قایق بر روی آب

5- عقب قایق

 

در قایق های کایاک، وزن فرد پاروزن باعث می شود که قایق به درون آب فرو رود. هرچه قایق بیش تر در آب فرو رود، نیروی وارده از آب به کف قایق بیش تر می شود. این قایق ها بوسیله پارو و نیروی عضله در آب به حرکت درمی آیند. با حرکت دادن پارو به سمت عقب قایق بر طبق قانون عمل و عکس العمل به سمت جلو حرکت خواهد نمود و بالعکس. این قایق ها معمولاً در جلو و عقب خود دارای موادی از جنس فوم می باشند. این فوم ها به دلیل این که مقادیر بسیار زیادی هوا در خود حبس نموده اند روی آب می مانند و از پر شدن قایق با آب و غرق شدن آن جلوگیری می کنند.

 

ارشمیدس، دانشمند یونانی که در سال های 287 تا 217 قبل از میلاد زندگی می کرده، در هنگامی که در حال استحمام بوده، کشف بزرگی در زمینه شناوری نمود.

فرم بدنه قایق و شناوری

او مشاهده نمود که با ورود به وان پر از آب، مقداری از آب آن به بیرون ریخته می شد. همچنین او متوجه شد که وزن بدن او در آب کمتر از حالت عادی به نظر می رسد و لذا به این نتیجه رسید که مقدار کاهش وزن بدن او در حمام، با وزن آب جابه جا شده و به بیرون ریخته شده برابر بود. به عبارتی دیگر قانون ارشمیدس را می توان این گونه بیان نمود: مقدار نیرویی که آب به یک جسم شناور به سمت بالا وارد می نماید با وزن آبی که توسط آن جسم جابه جا شده برابر است.

 

بدنه یک کشتی عظیم از بخش های مختلفی ساخته می شود که در زیر یک نمونه از آن را مشاهده می کنید. بخش های نشان داده شده روی شکل عبارتند از:

فرم بدنه قایق و شناوری

1- عقب کشتی

2- اتاق موتور

3- مخازن نفت

4- محل بار

5- انبار

برخی از کشتی ها دارای بدنه و لایه می باشند. در بین این لایه ها هوا حبس می شود و به شناور ماندن کشتی کمک می کند.

فرم بدنه قایق و شناوری

که در شکل فوق نقاط نشان داده شده عبارتند از:

1- جدارهای داخلی و خارجی بدنه

2- هوای حبس شده میان دو جداره


برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:14 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

بادبان

بادبان

حتماً تا به حال به بادبان قایق ها و کشتی ها دقت نموده اید. بادبان به کشتی این امکان را می دهد تا از انرژی باد برای به حرکت درآمدن استفاده نماید. هرچه کشتی بزرگ تر و قوی تر باشد، برای حرکت کردن با انرژی باد به تعداد بیش تری بادبان نیاز خواهد داشت. کشتی های بزرگ قدیمی که امروزه نیز از آن ها استفاده می شود بیش از 30 عدد بادبان دارند و البته برای برافراشتن، جمع نمودن و تنظیم آن ها حدود 200 نفر خدمه نیز مورد نیاز می باشد. شکل و زاویه بادبان ها را می توان با استفاده از طناب های متصل به آن ها تغییر داد. تغییرات ایجاد شده روی شکل و زاویه بادبان ها باعث می شود نیروی وارد شده از طرف باد به آن ها تغییر نماید و لذا کارکنان کشتی بتوانند کشتی را کنترل نمایند.

 

احتمالاً با واژه گشتاور آشنایی دارید. گشتاور نیرو تمایل به چرخاندن اجسام دارد. مقدار گشتاور یک نیرو هم برابر است با حاصل ضرب اندازه آن نیرو در فاصله اعمال آن از جسمی که قرار است بچرخد.

بادبان

باد با برخورد با بادبان کشتی، مقداری گشتاور ایجاد می نماید. این گشتاور تمایل به واژگون نمودن کشتی دارد. فرد قایق سوار با آویزان شدن به طرف بیرون قایق می توان با استفاده از وزن خود، گشتاوری در جهت خنثی سازی گشتاور باد ایجاد نماید و مانع از وازگونی قایق شود.

 

شماتیک یک قایق بادبانی را در شکل زیر مشاهده می کنید:

بادبان

 

نقاط نشان داده شده در این شکل عبارتند از:

1- دکل: در اکثر قایق های مدرن، دکل از مواد سبک با مقاومت بالا ساخته می شود مانند آلومینیوم یا فیبر کربن. قایق های چوبی معمولاً از دکل های چوبی استفاده می کنند.

2- بادبان اصلی

3- بادبان ها: اکثر قایق های کوچک دارای دو بادبان می باشند. یکی پشت دکل و یکی در جلوی آن . بادبان پشت دکل بادبان اصلی و بادبان جلوی دکل بادبان جلویی نامیده می شود.

4- کابین

5- صفحه تعادل قایق

6- سکان

7- دسته سکان

8- بردار نیروی وزن

9- نیروی مقاومت آب در برابر صفحه تعادل و سکان که به حفظ تعادل قایق در برابر گشتاور ایجاد شده بوسیله باد کمک می کند.

10- به نحوه قرار گرفتن سرنشینان دقت کنید. همان گونه که اشاره شد باد گشتاوری در جهت وازگون نمودن قایق ایجاد می کند. سرنشینان با متمایل کردن وزن خود به جهت مخالف، مانع واژگون شدن قایق می شوند.

11- طناب نگه دارنده بادبان اصلی

 

قایق ها اصولاً با توجه به تعداد و موقعیت دکل ها و بادبان هایشان به دسته های مختلفی تقسیم می شوند.

ساده ترین نوع آن ها قایق تک دکلی (sloop) می باشد که دارای یک دکل و یک بادبان در عقب و یکی در جلوی آن می باشد.

بادبان

انواع دیگر قایق ها عبارتند از:

Cutter: قایق پارویی تک دکلی

بادبان

Yawl: قایق چهار پارویی دو دکلی

بادبان

Ketch: کشتی دارای دو بادبان در جلو و عقب

بادبان

Schooner: باد و یا تعداد بیش تری دکل

بادبان

برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:13 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

کودکان ابتدا ریاضی را می آموزند سپس حرف زدن را !

اخبار ریاضی!

کودکان ابتدا ریاضی را می آموزند سپس حرف زدن را !

بر طبق بررسی های انجام شده توسط محققان و دانشمندان انگلیسی و امریکایی کودکان پیش از حرف زدن می توانند اعداد را درک کنند. این محققان در خصوص تازه ترین کشف خود توضیح داده اند که کودک در 9 ماهگی می تواند صفاتی نسبی همچون بیشتری و کمتری را با توجه به اعداد، درک کند، اندازه ی اشیاء  و حتی مدت زمان را نیز بفهمد. بر اساس یافته های این دانشمندان انسان ها در همان ماه های ابتدایی پس از تولد از اطلاعات مربوط به کمیت و اعداد برای پردازش وقایع پیرامون خود استفاده می کنند!

کودکان ابتدا ریاضی را می¬آموزند سپس حرف زدن را !

برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:12 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

اثر شگفت انگیز جوزفسون و ابر سیال هلیم 4

اثر شگفت انگیز جوزفسون و ابر سیال هلیم 4

 

تصور کنید شیر آب خانه تان را باز کرده اید و به جریان آبی که از آن سرازیر می شود چشم دوخته اید که ناگهان جریان آب به طور وارونه به سوی شیر بالا می رود! دانشمندان ناسا با استفاده از ابر سیال هلیم 4 پدیده ی مشابهی را یافته اند که می تواند پیش بینی زلزله را بهبود ببخشد و قدرت جهت یابی فضاپیماها را افزایش دهد.

گروهی از پژوهشگران به رهبری دکتر دیوید پیرسون از دانشگاه مکانیک جت در پاسادنای کالیفرنیا برای نخستین بار است که این پدیده را در فراوان ترین ایزوتوپ هلیم، یعنی ابر سیال هلیم 4 مشاهده کرده اند. این پدیده به اثر جوزفسون معروف است.

ابر سیال ها جاری شدن ماده را بدون ایجاد اصطکاک ممکن می کنند همان گونه که جریان الکتریکی بدون روبه رو شدن با مقاومت، از یک ابر رسانا می گذرد.

لوریت برایان جوزفسون (Brian Josephson )، برنده جایزه ی نوبل، نخستین بار در سال 1962 این اثر را پیش بینی کرد.

 

اثر شگفت انگیز جوزفسون و ابر سیال هلیم 4

 

تفاوت فشار در سیال های معمولی سبب جریان یافتن سیال از محلی که فشار بالایی دارد به محلی می شود که از فشار کم تری برخوردار است. به همین علت آب از شیر پایین می آید.

اما به کمک اثر جوزفسون، می توان با وارد کردن فشار به سیال ها و با سرعتی متناسب با تغییر فشار، آن ها را وادار به حرکت نوسانی به سمت جلو و عقب یا بالا و پایین کرد. در واقع، این اثر در سیال، وجود جاذبه را نفی می کند.

 

پیرسون می گوید: " من و همکارانم برای کنترل دقیق دمای ابر سیال تا 2 درجه بالای صفر مطلق، از دماسنج هایی با قدرت جداکنندگی بالا استفاده کردیم. صفر مطلق دمایی است که دانشمندان گمان می کنند سرد شدن بیشتر، در آن دما روی نمی دهد. در این سرمای شدید، هلیم 4 به یک حالت کوانتومی وارد می شود که در آن رفتاری بسیار اتفاقی دارد."

پیرسون و همکارانش با استفاده از نیروهای الکتروستاتیک به تغییر فشار در لوله پرداختند و مشاهده کردند که سیال حرکت نوسانی خود را از یک سوی لوله یه سوی دیگر آن آغاز کرد. از آن جا که سیال در شرایط ایجاد شده، از قوانین کوانتومی پیروی می کند این اثر شگفت انگیز مشاهده می شود. قوانین کوانتومی رفتار اتم ها را در دماهای بسیار پایین در کنترل خود دارند.

 

پیرسون می گوید: " این موضوع برای ما بسیار هیجان انگیز بود زیرا فکر می کردیم که عوامل فنی گوناگونی از روی دادن اثر جوزفسون جلوگیری خواهند کرد. مشاهده ی موفقیت آمیز این اثر در هلیم 4 به دانشمندان کمک می کند تا به اندازه گیری بسیار دقیق سرعت چرخش زمین بپردازند. کنترل سرعت چرخش زمین می تواند اطلاعاتی درباره ی حرکت بسیار آهسته ی صفحه های تکتونیک بدهد. این امر ممکن است در پیش بینی زلزله ها به ما کمک کند."

 افزون بر این، این پژوهش می تواند به ساخته شدن ژیروسکوپ های بسیار بسیار دقیق، اما ساده در سیستم جهت یابی فضاپیماها بینجامد. از آن جا که یکی از مأموریت های ناسا جستجوی سیاره هایی است که مانند زمین، حیات در آن ها وجود داشته باشد، از این پژوهش در این زمینه نیز می توان کمک گرفت. تصاویر زیر مربوط به ژیروسکوپ های در حال حرکت می باشد.

اثر شگفت انگیز جوزفسون و ابر سیال هلیم 4

 

 

اثر شگفت انگیز جوزفسون و ابر سیال هلیم 4

ژیروسکوپ وسیله‌ای برای اندازه گیری و یا حفظ جهت می‌باشد که از اصل بقای تکانه زاویه‌ای استفاده می‌کند.

 

اثر جوزفسون در سال 1963، در ابر رساناها و سپس در سال 1987 در ایزوتوپ هلیم 3 مشاهده شد اما وجود آن در هلیم 4 حدود 35 سال دور از نظر پژوهشگران قرار داشت. خواص ویژه ی هلیم 4 کار با آن را در آزمایشگاه و فضا آسان تر می کند.


برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:9 | نویسنده : علیرضا زینالپور |

نحوه استفاده قایق ها از نیروی باد

نحوه استفاده قایق ها از نیروی باد

آیا تا به حال به این موضوع فکر کرده اید که قایق ها چگونه از نیروی باد استفاده می کنند؟  قایق ها اصولاً به دو روش از نیروی باد استفاده می کنند.  اولین روش به این صورت است که قایق می خواهد در جهت باد حرکت نماید. در این حالت باد از عقب به قایق برخورد می نماید و یک نیروی فشاری به بادبان های قایق وارد می آورد و باعث می شود تا قایق در جهت باد به حرکت درآید. در این روش قایق تنها می تواند در جهت باد حرکت نماید. ولی اگر بادبان ها به نحوی تنظیم شود که باد با زاویه یه آن ها برخورد نماید، در این حالت قایق می تواند تقریباً به تمام جهات حرکت نماید. در این حالت هوا در دو طرف بادبان جریان می یابد برخلاف حالت اول که تنها بر جهت عمود بر آن وزیده می شد. در این حالت تقسیم جریان هوا در طرفین بادبان باعث می شود تا قایق به سمت جلو به حرکت درآید در این حالت نیروی مکش ایجاد شده در یک سمت بادبان کمک شایانی به حرکت نمودن قایق می نماید.

 

اصولاً به زوایای مختلفی که جهت حرکت یک قایق بادبانی می تواند با جهت باد به سازد، جهات قایق رانی یا points of sailing گفته می شود.

هنگامی که باد از کناره ها به قایق برخورد کند، اصطلاحاً حرکت ریچینگ پدید می آید. با برخورد باد به پشت بادبان، حرکت رانینگ نام خواهد داشت. یک قایق بادبانی هرگز نمی تواند دقیقاً در خلاف جهت باد حرکت نماید. اصطلاحاً زاویه ای که قایق بادبانی نمی تواند در آن حرکت کند، ناحیه No-go نامیده می شود.

 

در شکل زیر جهت باد با فلش قرمز رنگ نشان داده شده است.

به جهاتی که قایق می تواند حرکت کند دقت نمایید. به زاویه بادبان نیز توجه کنید. اصطلاح مربوط به هر نوع حرکت در کنار آن نوشته شده است. ناحیه غیر قابل حرکت نیز با رنگ آبی نشان داده شده است.

نحوه استفاده قایق ها از نیروی باد

از دیگر عواملی که می تواند به حرکت قایق های بادبانی کمک نماید، استفاده از اثر شیار می باشد. در صورتی که دو بادبان به نحوی تنظیم شوند که در محل هم پوشانی آن ها شیاری ایجاد شود، با عبور هوا از داخل این شیار، سرعت هوا بالا می رود و با بالا رفتن سرعت هوا هم مکش ایجاد شده بر روی بادبان زیاد می شود و در نتیجه قایق می تواند با سرعت بیش تری حرکت نماید.

نحوه استفاده قایق ها از نیروی باد

در شکل فوق نقطه 1 بادبان اصلی را نشان می دهد. نقطه 2 نیز جهت عبور باد از میان دو بادبان را نشان می دهد.

حال می خواهیم دلیل ایجاد مکش در طرفین بادبان را بیش تر توضیح دهیم.

به شکل زیر دقت کنید:

نحوه استفاده قایق ها از نیروی باد

همان گونه که می دانیم باد از حرکت نمودن هوا ایجاد می شود و هوا هم برطبق قانون برنولی هر چه سریع تر حرکت نماید، فشارش کم تر می شود. هنگامی که هوا از اطراف بادبان ایرفویل شکل حرکت می کند، سرعت حرکت آن بر روی طرفی که محدب است بیش تر بوده و لذا فشارش نسبت به طرف دیگر پایین تر خواهد بود و به عبارتی در سرعت های زیادتر نوعی مکش ایجاد می کند و این نیروی مکش باعث به حرکت درآمدن قایق در جهت دلخواه می شود. این نیروی مکش در نقطه 1 شکل نشان داده شده است.

 

لازم به ذکر است که نیروی وارد شده به بادبان دارای دو مؤلفه به سمت جلو و جانبی باشد که مؤلفه به سمت جلو قایق را به حرکت درمی آورد و مؤلفه جانبی نیز به دلیل وجود صفحات تعادل (keel) در زیرگشتی و درون آب، خنثی می شود و گشتی را حرکت نخواهد داد.

 

به جهت نشان داده شده باد در نقطه 2 دقت کنید. باد با برخورد با بادبان باعث می شود تا بادبان کمی شکم دهد و به شکل ایرفویل درآید.

 

برای اطلاعات بیش تر درباره ایرفویل و نحوه وارد آمدن نیروها به آن می توانید به مبحث بال هواپیما در سایت تبیان مراجعه کنید.


برچسب‌ها:

تاريخ : پنج شنبه 3 فروردين 1391برچسب:, | 1:8 | نویسنده : علیرضا زینالپور |
.: Weblog Themes By SlideTheme :.