فهرست مطالب

نيروي گرانشي ، الكترومغناطيسي ، هسته‌اي قوي ،هسته ‌اي ضعيف

قانون هوك

1- تحقيق كنيد كه ضريب ثابت جهاني گرانش، G، نخستين بار توسط چه كسي محاسبه شده است. خلاصه اي از روش كار او را به كلاس گزارش كنيد.

2- شايد برايتان جالب باشد كه بدانيد حدود 2000 سال پيش شعاع زمين با روش ساده اي توسط «اراتوستن» محاسبه شده است. روش كار او را تحقيق و به كلاس گزارش كنيد.

جواب: 1- پس از كشف قانون گرانش ( ) توسط نيوتن، اندازه گيري G توسط دانشمندي بنام كاونديش انجام گرفت.

شكل مقابل طرح ساده اي از اسبابي را كه او براي تعيين G به كار برد نشان مي دهد. اين اسباب تشكيل شده است از يك ميله دراز و سبك كه دو گلوله كوچك يكسان هر يك به جرم m₁ به دو سر آن متصل است و ميله از وسط توسط يك نوار باريك و نرم بطور افقي آويزان است. دو وزنه بزرگ و كروي شكل يكسان، هر يك به جرم m₂ را مي توان مطابق شكل به جرمهاي m₁ نزديك كرد. نيروهاي گرانشي موجود بين جرمهاي بزرگ و كوچك، يك جفت نيرو (دو نيروي مساوي و موازي و مختلف الجهت) تشكيل مي دهند كه سبب مي شود دستگاه حول محور قائم كمي بچرخند. روي نوار آئينه كوچكي نصب شده است و بازتابش پرتو نوري كه به آينه مي تابد بر روي درجات يك صفحه مدرج اندكي جابجا مي شود. اين جابجايي توسط يك دوربين كوچك به دقت اندازه گيري و زاويه چرخش ميله معين مي شود. اين جابجايي توسط يك دوربين كوچك به دقت اندازه گيري و زاويه چرخش ميله معين مي شود. با تعين زاويه چرخش، نيروي F معين مي گردد و چون جرمهاي m₁ و m₂ و فاصله آنها از يكديگر معلوم است، اندازه G حساب مي شود.

2- در حدود دو هزار سال پيش، اراتوستن، اختر شناس يوناني با استفاده از يك اصل هندسي ساده محيط زمين را محاسبه كرد. او مي دانست كه در شهر سين (آسوان امروزي در مصر) در يك روز معين سال، آفتاب به ته چاهي معروف مي تابد. اراتوستن معتقد بود كه در اين لحظه، اشعه آفتاب كاملاً بر آن نقطه به طور قائم مي تابد. اما در همان روز، در شهر اسكندريه واقع در شمال سين، حتي در هنگام ظهر اشياي قائم سايه اي داشتند. اراتوستن مقدار زاويه ستون قائمي را در آن روز، در شهر اسكندريه محاسبه كرد. او مي دانست كه اين زاويه مساوي زاويه اي است كه ميان سين و اسكندريه نسبت به مركز زمين وجود دارد. اندازه اين زاويه محيط دايره و فاصله اسكندريه تا سين 5000 استاديوم (مقياس آن زمان) بود. حاصل محاسبه اراتوستن، 2500 هزار استاديوم (يا 46250 كيلومتر) بود كه به اندازه واقعي محيط زمين، بسيار نزديك است.

روش اراتوستن در اندازه گيري محيط زمين