در ویدئویی که در ادامهی مطلب آمده، میبینید چه اتفاقی میافتد اگر پیچومهرهای ۴۵۴ گرمی از ارتفاع ۶.۱ متری و سپس ۹.۱ متری روی هندوانهای سقوط کند که برای شبیهسازی با سر انسان، اجزای صورت روی آن کشیده شده است. سپس، هندوانه با کلاه محکم محافظت و آزمایش تکرار میشود.
حالا این فیلم را با استفاده از قوانین فیزیک بررسی میکنیم. این ویدئو ادعا میکند قطعهای تقریبا نیمکیلوگرمی در سقوط از ارتفاع ۶ متری و برخورد با هندوانه، نیروی ضربهای معادل دوهزار پوند به آن وارد میکند. این اعداد به دو دلیل شکبرانگیز هستند؛ زیرا واقعا محاسبهی نیروی ضربه دشوار است؛ چراکه اولا نیروی ضربه معمولا فقط مقدار ثابت نیست و درواقع، این نیرو در بازههای زمانی کوتاه هنگام برخورد تغییر میکند؛ ثانیا نیروی ضربه به مسافت توقف بستگی دارد. اگر پیچ با سطح سختی برخورد - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - کند و - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - در زمان بسیار کوتاهی متوقف شود، نیروی ضربه بسیار بیشتر از زمانی خواهد بود که پیچ با سطحی نرم همچون هندوانه برخورد کند.
گاهی اوقات سادهتر است که نیروی ضربه را در چند مسافت برخورد در نظر گرفت؛ اما همچنان مسافت برخورد کوتاهتر بهمعنای زمان برخورد کوتاهتر - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - است. بیایید این کار را انجام دهیم. شما چگونه نیروی ضربه را تخمین میزنید؟ مسئلهی پیچ درحالسقوط واقعا به مدتزمان سقوط بستگی ندارد - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - که البته واقعا برای ما مهم نیست. اگر روی مسافت سقوط و مسافت توقف پیچ تمرکز کنیم، مسئلهی پیچ موقعیتی عالی خواهد بود که در آن از قضیهی کار و انرژی استفاده کنیم.
این قضیه اساسا میگوید کار انجامشده در سیستم با تغییر انرژی در آن سیستم برابر است. بهبیانبهتر، کار از - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - حاصلضرب نیرو در فاصله حاصل میشود. اگر جهت نیرو و حرکت یکی باشد، کار مثبت خواهد بود و اگر جهت آنها مخالف هم باشد، کار - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - منفی خواهد بود. گفتنی است واحد کار و انرژی ژول است. اگر به سیستم پیچ و زمین و هندوانه دقت کنیم، میبینیم دو - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - نوع انرژی وجود دارد. انرژی اول، انرژی جنبشی پیچ (K) است که به جرم و سرعت آن بستگی دارد.
زمانیکه پیچ درحالسقوط است، لحظهبهلحظه سرعت و درنتیجه، انرژی جنبشی آن افزایش مییابد؛ اما - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - این انرژی از کجا میآید؟ اینجا است که انرژی پتانسیل - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - گرانشی (U) وارد میشود. - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - این انرژی به میدان گرانشی زمین و جرم پیچ و مسافت بین دو جسم بستگی دارد. ازآنجاکه در اینجا فقط با تغییرات انرژی سروکار - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - داریم، سطح زمین را ارتفاع صفر در نظر میگیریم.
در این عبارت، m بیانگر جرم و y بیانگر ارتفاع دلخواه و g بیانگر شتاب میدان گرانشی محلی است (g = ۹.۸ N/Kg). حال همهی اینها را کنارهم میگذاریم. شکل زیر پیچ را در حال سقوط و برخورد با هندوانه نشان میدهد.
نکات درخورتوجه در این شکل، عبارتاند از: پیچ از ارتفاع ۶.۱ متری سقوط میکند، حرکت پیچ پس از برخورد با سطح هندوانه همچنان قدری ادامه دارد که این مسافت توقف، ۲.۵۴ سانتیمتر برآورد و با حرف s - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - مشاهده میشود. درنهایت، قدری نیروی ضربه وجود دارد که با حرف F مشخص شده است. این نیروی فشار پسرفتی - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - روی پیچ است که کار منفی در - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - سیستم محسوب میشود. حال تمام مقادیر یادشده را در معادله کار و انرژی قرار میدهیم.
در حین برخورد، کار منفی انجامشدهای روی پیچ وجود دارد که برابر است با مجموع تغییرات انرژی جنبشی به اضافهی انرژی پتانسیل گرانشی آن. بااینحال، باتوجهبه اینکه هم در شروع حرکت پیچ و هم در انتهای حرکت آن سرعت پیچ صفر است (پیچ متوقف است)، - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - هیچ تغییری در انرژی جنبشی آن وجود ندارد. تغییرات انرژی پتانسیل نیز فقط به مسافت عمودی (h + s) بستگی دارد و چون - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - ارتفاع پیچ درحالکمشدن است، این تغییر منفی است. از معادلهی بالا میتوان نیروی ضربه را بهدست آورد.
با گذاشتن مقادیر معادل هر کمّیّت، میتوان مقدار F را پیدا کرد. حالا M = ۰.۴۵۴ kg و h = ۶.۱ m و مسافت s را حدس میزنیم. با این مقادیر، نیروی ضربه برابر با ۱,۰۷۳ نیوتن یا ۲۴۱ پوند بهدست میآید که بسیار کمتر از مقدار ادعاشده در ویدئو، یعنی دوهزار پوند است. برای بهدستآوردن - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - نیروی ضربهای به این بزرگی، پیچ باید در مسافت ضربهی (s) بسیار کوتاهتری متوقف شود.
حال سقوط پیچ از ارتفاع ۳۰ فوتی (حدود ۹ متر) را بررسی - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - میکنیم. در - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - این حالت، سرعت برخورد پیچ با سطح هندوانه بیشتر از حالت قبل است. با فرض اینکه پیچ مسافتی مشابه حالت قبل در هندوانه طی کند، خواهیم دید مقدار نیروی ضربه در این حالت بیشتر خواهد بود. با محاسبات ریاضی مقدار نیروی ضربه در این حالت، ۱,۶۰۵ نیوتن خواهد بود؛ اما باتوجهبه فرمول و اینکه هرچه - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - s بیشتر شود، مقدار نیروی ضربه کمتر - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - میشود و با درنظرگرفتن این مسئله که احتمالا s در زمان - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - سقوط پیچ از مسافت ۳۰ فوتی (۹ متر) - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - درمقایسهبا سقوط از مسافت ۲۰ فوتی (۶.۱ متری) بزرگتر است، نشان میدهد نیروی ضربه در حالت دوم کمتر از حالت اول خواهد بود.
پس مقادیر ذکرشده در ویدئو غیرمنطقی بهنظر میرسد؛ اما چرا سقوط پیچ از ارتفاع بالاتر هندوانه را خُرد میکند؟ اگر بخواهیم حدس بزنیم، فرض میکنیم هندوانه نیروی ضربهی نسبتا ثابتی اعمال میکند؛ اما ازآنجاکه پیچ از ارتفاع بالاتری رها شده، هندوانه برای متوقفکردن آن باید نیروی توقف را در مسافت طولانیتری اعمال کند. اگر پیج بهقدر کافی به هندوانه نفوذ کند، از پوستهی سخت آن به بخشهای نرم عبور خواهد کرد و درنهایت، یکپارچگی ساختاری هندوانه را ازهمگسیخته و متلاشی میکند.
باوجوداین دربارهی - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - کلاه ایمنی چطور؟ آیا کلاه ایمنی تأثیر ضربه را کاهش میدهد؟ نه، درحقیقت کلاه ایمنی نیروی ضربه را افزایش میدهد؛ چون اگر پیچ به سطح سخت برخورد کند و در مسافت کوتاهی متوقف شود، نیروی ضربهی بزرگتری تولید خواهد شد؛ اما - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - سطح سلب کلاه - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - نیروی ضربه را - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - روی سطح بزرگتری توزیع میکند و درنتیجه، فشار ضربه را کاهش خواهد داد که موجب میشود از احتمال - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - نفوذ پیچ به مغز شما کاسته شود. اگر قصد ویدئو این است که ثابت کند بهسرگذاشتن کلاه ایمنی برایتان بهتر است، با نشاندادن تصویر خُردشدن - تعمیرات مایکروویو زانوسی میدان امام حسین - هندوانه دراثر برخورد پیچ، به این هدف دست یافته است. بااینحال، اگر تصمیم دارد دربارهی فیزیک ضربه به شما آموزش دهد، بهتر است اعداد بیانشده را تغییر دهد.