سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

مدیران انجمن: parse, javad123javad

Shayandabirfizik

نام: شایان علی نژاد

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۲/۲۱ - ۱۳:۵۱


پست: 19



Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط Shayandabirfizik »

در شرایطی که فشار هوا ۱۰۰ کیلوپاسکال است لوله بلند دو سر باز را به طور قائم وارد آب سدی بزرگ فرو میکنیم ، و سر آزاد آن که به هوای بیرون در تماس است را به یک پمپ خلا وصل میکنیم . اگر دمای آب سد ۲۵ درجه سلسیوس باشد ، بوسیله پمپ خلا حداکثر چند متر آب داخل لوله می توانیم بالا بکشیم تا آب داخل لوله جوش نیاید ؟
(فشار بخار آب در دمای ۲۵ درجه سلسیوس حدودا ۲ کیلوپاسکل است ، g = 10 , و چگالی آب ۱۰۰۰ واحد SI)

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط rohamavation »

ببین در یک ظرف بسته با دمای ثابت سرعت خروج مولکول‌ها از مایع برابر است با سرعت بازگشت خوب جوشیدن در یک مایع زمانی اتفاق می‌افته که دمای پایین به حباب‌ها اجازه تشکیل و رشد بده. فشار بخار در حباب باید با فشار بخار مایع اطراف برابر باشه. توجه کن شایان جان حباب ها تقریباً شبیه ظروف بسته هستند.برای تغییرات در نقطه جوش به عنوان تابعی از فشار بخار از معادله Clausis-Clapeyron استفاده کنید.حال برای تغییرات در فشار بخار به عنوان تابعی از خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی نقاط جوش برای مواد فاز مایع با مقادیر فشار بخار پایین افزایش می‌یابه در حالی که نقطه جوش برای موادی با مقادیر فشار بخار نسبتاً بالا پایین است پس .یک مایع در دمایی می جوشه که فشار بخار آن برابر با فشار گاز بالای آن باشه. هرچه فشار گاز بالاتر از مایع کمتر باشد دمایی که مایع در آن می جوشد کمتر میشه با افزایش فشار اعمال شده به سطح مایعهم انرژی مورد نیاز برای انبساط مولکول های مایع به فاز گاز نیز افزایش میاد. از این رو برای تبدیل فاز مایع به گاز به دمای بالاتری نیاز داری .پس با افزایش فشار، نقطه جوش مایع افزایش میابه.هنگامی که فشار محیط به زیر فشار بخار مایع کاهش میابه مایع به جوش می آید. آب معمولاً در دمای 100 درجه سانتیگراد زمانی که فشار برابر با 1 اتمسفر باشد می جوشد اینومیدونی اما هنگامی که فشار با استفاده از پمپ خلاء کاهش میابه آب در دمای اتاق به جوش میادش .اگر مقادیر نقطه جوش برای یک ماده مشخص در دما و فشار BP مشخص داده شود، می توان نقطه جوش را در مقادیر مختلف فشار بخار با استفاده از معادله Clausis-Clapeyron تعیین کنیم
توضیح:
اگر یک ماده مشخص شده در معرض تغییرات در فشارهای اتمسفر اطراف باشه با کاهش مقادیر فشار اتمسفر نقاط جوش کاهش میابه و با افزایش مقادیر فشار اتمسفر افزایش میاد اگر مقادیر نقطه جوش برای یک ماده مشخص در دما و فشار BP مشخص داده شود، می توان نقطه جوش را در مقادیر مختلف فشار بخار با استفاده از معادله Clausis-Clapeyron تعیین کرد.$VP_2 = VP_1e^(-DeltaH_v/(RT))$,وTB: نقطه جوش در فشار مورد نظرR: ثابت گازهای ایده‌آلP: فشار بخار مایع در فشار مورد نظرP0: فشار متنظر با دمای$T_0$ و $\Delta H _ {vap}$: آنتالپی تبخیر مایعT0: دمای جوش همچنین، این رابطه را به شکل زیر نیز می‌توان تعریف کرد به طوریکه اگر P1 و P2، فشار بخار در دو دمای T1 و T2 باشند،‌ خواهیم داشت:
$\ln\frac{P_2}{P_1} = \frac{-\Delta H_\mathrm{vap}}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)$
من سعی می کنم بفهمم از چه نوع پمپی برای جوشاندن آب در دمای پایین استفاده کنم. در اینجا ایده من از راه اندازی است ببین اینجا متوجه سوالت میشی
آب آبی تیره وارد میشه پمپ آب آبی روشن را میمکه. این باعث کاهش فشار در قسمت بالایی می شود و آب آبی تیره را مجبور به جوشیدن می کند.
سپس آب متراکم می شود و به بیرون پمپاژ می شود.
یک شرط مهم البته دمای آب ورودی است. این را می توان با استفاده از معادله آنتوان محاسبه کرد $p =10^{\left(8.07131 – \frac{1730.63}{233.426+T}\right)}$ببین معادله آنتوان یک کلاس از همبستگی های نیمه تجربی است که رابطه بین فشار بخار و دما را برای مواد خالص توصیف می کند. معادله آنتوان از رابطه کلازیوس-کلاپیرون گرفته شده است
که در آن p فشار بر حسب mmHG و T دما بر حسب درجه سانتیگراد است.برای تبخیر آب می توانید از پمپ آب استفاده کنید. اما شما نباید.
محفظه تبخیر به جز لوله مکش باید بسته شود چون . در غیر این صورت وقتی فشار را پایین می آورید آب (یا هوا) به داخل جریان میابه و دوباره فشار را افزایش میده. بنابراین می توانید دسته های کوچک بخار ایجاد کنید.
آب در جایی که فشار کمتری دارد تبخیر می‌شود، این احتمالاً ورودی پمپ شما است. نه اونی که شایان جان شما میخوای باید مطمئن بشید که فشار محیط در محفظه تبخیر در هر دمایی که آب شما دارد کمتر از فشار بخار باشد. در عین حال، فشار محیط + هد هیدرولیک بین سطح در محفظه و ورودی پمپ باید با حاشیه بالاتر باشد، در غیر این صورت شما تبخیر در پمپ خود دارید. خوب نیست.
سپس، بخار کم فشار و دمای پایین دارید. اگر از دمنده استفاده می‌کنید، همان دمنده نیز می‌تواند خلاء تبخیر را ایجاد کند و تمام مشکلات پمپ را از بین ببره خوب
حالا ببین عزیز من
رابطه کلازیوس-کلاپیرون وابستگی فشار، مهم‌تر از همه فشار بخار، را در یک انتقال فاز ناپیوسته بین دو فاز ماده از یک جزء واحد مشخص میکنه
این آخرین معادلات مفید هستند زیرا فشار بخار و دما تعادل یا اشباع را به گرمای نهان تغییر فاز، بدون نیاز به داده‌های حجمی خاص، مرتبط میکنن. به عنوان مثال، برای آب نزدیک به نقطه جوش طبیعی خود، با آنتالپی مولی تبخیر 40.7 kJ/mol و R = 8.31 J mol-1 K-1،
${\displaystyle {P_{vap}(T)}\cong 1{\text{ bar }}\exp \left(-{\frac {40700{\text{ K}}}{\text{8.31}}}\left({\frac {1}{T}}-{\frac {1}{373{\text{ K}}}}\right)\right)}$
اجازه دهید$ {\displaystyle (P_{1},T_{1})}$ و ${\displaystyle (P_{2},T_{2})}$ هر دو نقطه در امتداد منحنی همزیستی باشند. بین دو فاز ${\displaystyle \alpha }$ و ${\displaystyle \beta }$ به طور کلی، ${\displaystyle L}$بین هر دو نقطه، به عنوان تابعی از دما تغییر می کند. اما اگر ${\displaystyle L}$ به عنوان ثابت تقریبی شود،${\displaystyle \ln {\frac {P_{2}}{P_{1}}}\cong -{\frac {L}{R}}\left({\frac {1}{T_{2}}}-{\frac {1}{T_{1}}}\right)}$ین آخرین معادلات مفید هستند زیرا فشار بخار و دما تعادل یا اشباع را به گرمای نهان تغییر فاز، بدون نیاز به داده‌های حجمی خاص، مرتبط می‌کنند. به عنوان مثال، برای آب نزدیک به نقطه جوش طبیعی خود، با آنتالپی مولی تبخیر 40.7 کیلوژول بر مول و R = 8.31 J mol-1 K
من سعی می کنم نقطه ذوب یک ماده را در فشارهای مختلف (از خیلی کوچک تا خیلی خیلی بزرگ) مدل کنم. تمام تلاش من این است که معادله ای بسازم که دمای ذوب را به فشار مرتبط کند خوب منمیگم بنابراین T(P) تابعی است. برای انجام این کار، من سعی می کنم از معادله کلازیوس-کلاپیرون (CC) استفاده کنم، که بیان می کند که
$\frac{\mathrm dP}{\mathrm dT} = \frac{L}{TΔV}.$
به عبارت دیگر، شیب خط تعادل در نمودار فاز باید با افزایش دما کاهش یابد.
به هر حال، این چنین نیست؛منحنی خط تعادل نمایی است و شیب dP/dT با افزایش T افزایش میابه. با ادغام CC به یک تابع لگاریتمی می رسیم که باز هم آن چیزی نیست که اندازه گیری های تجربی منعکس می کنند.این خلاصه ای از معادلات برای محاسبه انتقال فاز است.
معادله کلاپیرون $\displaystyle p_2-p_1=\frac{\Delta H}{\Delta V}\ln\left( \frac{T_2}{T_1} \right)$ برای انتقال جامد به مایع استفاده می شود. بنابراین تغییرات در آنتالپی و حجم مربوط به تغییراتی است که در همجوشی رخ می دهد.
معادله کلازیوس-کلاپیرون تغییرات بخار جامد و بخار مایع-بخار را توصیف می کند زیرا حجم نهایی بسیار بیشتر از حجم اولیه است و$\displaystyle \frac{dp}{dT}=p\frac{\Delta H}{RT^2}$ است که در آن ΔH آنتالپی در انتقال مایع-بخار یا تصعید تغییر می کند. ادغام این آخرین معادله از فشار$p_1 \to p_2$ و دمای $T_1 \to T_2$این رابطه$\displaystyle \ln\left(\frac{p_2}{p_1} \right) = -\frac{\Delta_{vap}H}{R}\left( \frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1} \right)$را به دست می دهد.
تغییر حجم در طول همجوشی$\displaystyle \Delta_{fus}V = m\left(\frac{1}{d_l}-\frac{1}{d_s} \right)$ است که m جرم مولی و dl و ds چگالی مایع و جامد است. تغییر فشار برای تغییر جامد به مایع (ذوب یا همجوشی) است
$\displaystyle p_2=p_1+\frac{\Delta_{fus}H}{\Delta_{fus}V}\ln\left(\frac{T_2}{T_1} \right)$
و برای تبخیر و تصعید
$\displaystyle p_2=p_1\exp\left( -\frac{\Delta_{vap}H}{R}\left(\frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1} \right) \right)$
با ΔH مناسب. این $\Delta_{vap}H$ برای تبخیر و $\Delta_{fus}H + \Delta_{vap}H$ برای تصعید است. تصعید به عنوان دو مرحله ادغام شده در یک تلقی می شود. ذوب شدن و تبخیر آنیhope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:
آخرین ویرایش توسط rohamavation جمعه ۱۴۰۱/۵/۱۴ - ۱۰:۰۶, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

Shayandabirfizik

نام: شایان علی نژاد

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۲/۲۱ - ۱۳:۵۱


پست: 19



Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط Shayandabirfizik »

داخل یک ظرف استوانه ای بلند به مساحت داخلی ۱۲۰ سانتی متر مربع ، تا ارتفاع ۱۰ سانتی متر آب ریختیم . سپس قطعه ای مکعب مستطیلی چوبی و توپر به ابعاد ۵ × ۸ × ۱۰ سانتی متر از طرف سطح پهن تر روی آب داخل ظرف قرار می دهیم تا شناور شود . حال حداقل چند گرم روغن مایع به چگالی ۰/۶ گرم بر سانتی متر مکعب روی آب ظرف بریزیم تا مقدار حجمی از چوب که درون آب است به حداقل مقدار خود برسد ؟ (چگالی چوب و آب به ترتیب ۷۰۰ و ۱۰۰۰ واحد SI)

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط rohamavation »

V = حجم چوب فرض کنید V1 = حجم بخشی از چوب غوطه ور در مایعی با چگالی ρ1 و V2 = حجم بخشی از چوب غوطه ور در مایع با چگالی ρ2.طبق قانون شناورسازی،
$Vρg=V1ρ1g+V2ρ2g$
و$V=V1+V2$
از این رو از مقاطع 1و2 دارم
$V1ρg+V2ρg=V1ρ1g+V2ρ2g$
$V1(ρ−ρ1)g=V2(ρ2−ρ)g$
hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:
آخرین ویرایش توسط rohamavation شنبه ۱۴۰۱/۵/۱ - ۰۷:۵۷, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

Shayandabirfizik

نام: شایان علی نژاد

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۲/۲۱ - ۱۳:۵۱


پست: 19



Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط Shayandabirfizik »

بله معادلتون درسته . فقط ای کاش جواب رو هم بدست میاوردین

Shayandabirfizik

نام: شایان علی نژاد

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۲/۲۱ - ۱۳:۵۱


پست: 19



Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط Shayandabirfizik »

آونگی متشکل از یک فنر به طول اولیه ۲۰ سانتی متر به ثابت کشسانی ۲۰۰ واحد SI و گلوله ای به جرم m درون یک محفظه خلا قرار داد و به سقف آن متصل است و با دوره تناوب t1 نوسان می‌کند. در این حالت طول فنر به ۲۵ سانتی متر می‌رسد. حال اگر محفظه خلا از حال سکون با شتاب ثابت ۲ رو به بالا به صورت تند شونده حرکت کند دوره تناوب نوسان به t2 می‌رسد. T2/t1 چقدر هست ؟ (g=10)

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط rohamavation »

$T_(1)=2pisqrt((L)/(g))and T_(2)=2pisqrt((I)/(C))$
فقط کافیه$T= 2\pi \sqrt{m/k}$را در فرمول قرار بدی خوب ثابت kبدون تغییر هست یعنی $\frac{T_\mathrm{parallel}}{T_\mathrm{series}} = \sqrt{\frac{k_\mathrm{series}}{k_\mathrm{parallel}}}$توجه در واقعیت چون میرایی دارم $\omega=\sqrt{\frac{k}{m} - \frac{b^2}{4m^2}}$ درست هست
ببیم شرایط شما برای تولید SHM هست ببین دوست گرامی سوالات شما کمی گیج کننده به نظر میاد خوب در مورد سوال اول شما
خوب جواب دوره آونگ آویزان از نقطه متصل به دو فنر افقی و یکسان فرض کنید یک آونگ سفت و سخت به یک سیستم دو فنری متصل شده است. هم من می خواهم معادلات حرکت جرم m را بسازم
با استفاده از فرم لاگرانژی ابتدا ، من انرژی جنبشی سیستم را به عنوان مجموع انرژی مرتبط با ترجمه نقطه P و حرکت زاویه ای جرم m توصیف کرده ام. اجازه دهید θ زاویه بین پاندول و خط عمودی ناشی از P و $x(t)$ موقعیت P در هر نقطه معین باشد.
$T = \frac{1}{2} m \dot{\theta}^2 l^2 + \frac{1}{2}m\dot{x}^2$
انرژی پتانسیل برابر است با ذخیره شده در فنرها بعلاوه انرژی گرانشی ناشی از حرکت m
به اگر $L_0$ طول طبیعی فنرها باشد ، انرژی کشسانی بالقوه برابر است (اگر اشتباه نکنم):
ولاستیک$V_{elastic} = \frac{1}{2}k (L_0 + x)^2 + \frac{1}{2}k (L_0 - x)^2 = (…) = kL^2_0 + kx^2$ و به دلیل حرکت زاویه ای m، انرژی بالقوه گرانشی عبارت است از:گرانشی $V_{gravitational} = mgl \sin{\theta}$و بنابراین لاگرانژی سیستم عبارت است از:$\mathcal{L} = T - V = \frac{1}{2}m\dot{\theta}^2 l^2 + \frac{1}{2}m \dot{x}^2 - mgl\sin\theta -kL^2_0 - kx^2$با استفاده از معادله اویلر-لاگرانژ ، به معادلات حرکت می رسم:
$\ddot{\theta} = -\frac{g}{l}\cos\theta $و$m\ddot{x} = -2kx$
تا جایی که میدونم 1فکر کنم نتیجه درستی گرفتم : $\tau=2 \pi \sqrt{\frac{m}{2 k}+\frac{g}{l}}$
جواب سوال چگونه می توان معادلات پویایی سیستم را با استفاده از روش لاگرانژ پیدا کرد$T = \frac32m\dot x^2\\
V = \frac12kx^2 + 2mgx\sin(\phi_2) - mgx\sin(\phi_1)$
و این همه خوب به نظر می رسد این می دهد
$L(t, x, \dot x) = \frac32m\dot x^2 - \frac12kx^2 - mgx(2\sin(\phi_2) - \sin(\phi_1))$
توجه داشته باشید که x = 0 موقعیت خنثی برای فنر را نشان می دهد و جهت مثبت x بستگی به ϕ1 و ϕ2 دارد: اگر فنر را بردارید ، به هر طرف بلوک ها تحت جاذبه شتاب می گیرند ، این منفی x است-جهت.با استفاده از معادله لاگرانژ اویلر ، این به ما می دهد
$\frac{\mathrm d\frac{\partial L}{\partial \dot x}}{\mathrm dt}(t, x(t), \dot x(t)) = \frac{\partial L}{\partial x}(t, x(t), \dot x(t))\\
3m\ddot x = -kx - mg(2\sin(\phi_2) - \sin(\phi_1))\\
\ddot x = -\frac{k}{3m}x - \frac g3(2\sin(\phi_2) - \sin(\phi_1))$
که اساساً حرکت هارمونیک را در مورد نقطه ای از موقعیت خنثی برای چشمه نشان می دهد (یعنی تأثیر گرانش در عمل این است که کمی مرکز فنر را حرکت دهد).لاگرانژی برای 2 جرم متصل به فنر اصولا این طور هست
پس داریم
$ L = \frac12 m (\dot{x}^2+\dot{y}^2) - \frac12 k (x-y)^2 $
انگاه $\frac{\partial L}{\partial x} - \frac{d}{dt} \frac{\partial L}{\partial \dot{x}} = 0 \implies m \ddot{x}=-k (x-y)$و$\frac{\partial L}{\partial y} - \frac{d}{dt} \frac{\partial L}{\partial \dot{y}} = 0 \implies m \ddot{y}=k (x-y)$خوب با فرض $ u=x-y$داریم $\ddot{u} + \frac{2 k}{m} u = 0$
در حقیقت شما میخواهید دو جرم m1و m2 آزادانه در یک مسیر افقی بدون اصطکاک می لغزند و توسط یک فنر که ثابت نیروی آن K است به هم متصل می شوند.فرکانس حرکت نوسانی این سیستم را بیابید.با توجه به فنری با ثابت فنری k که امتداد آن در جهت x است ، نیرویی را که فنر وارد می کند با
$|\vec{F}| = F = k|L-l|$
جایی که L طول آن و l طول تعادل آن است. حال ، تصور کنید که دو جرم در موقعیت x1 و x2 با x2> x1$ $قرار دارند ، سپس طول فنر را با $ L = x_2 - x_1$ نشان می دهیم به طوری که قدرتی که نیرو وارد می کند توسط$|\vec{F}| = F = k|(x_2-x_1) - l|$
حال اگر $ x_2 - x_1>l$ باشد ، فنر کشیده می شود که در این صورت جرم در سمت راست نیرویی به این بزرگی در سمت چپ احساس می کند و جرم در سمت چپ نیز نیرویی با همان بزرگی در سمت راست احساس می کند.
$\begin{align}
F_1 = k(x_2-x_1 - l) \\
F_2 = -k(x_2 - x_1 - l)
\end{align}$
این امر منجر به دو معادله حرکت زیر می شود
$\begin{align}
m\ddot x_1 = -k(x_1-x_2 + l) \\
m \ddot x_2 = -k(x_2 - x_1 - l)
\end{align}$
اساساً تفاوت در علامت l
می توان آن را به قانون سوم نیوتن نسبت داد. نیروهای روی هر جرم باید مساوی و بزرگ ، اما در جهت مخالف باشند.
اما جواب آیا در یک فنر بدون جرم که دو جسم در حال سقوط آزاد را در سطوح افقی مختلف به هم متصل می کند ، کششی وجود دارداره تنش هست در فنر تنش وجود دارد. تمدید شد و از این رو تنش وجود دارد! این مرکز جرم است که با شتاب g و نه هر جرم جداگانه سقوط می کند. بنابراین معادله$mg-T=mg$
نامعتبر است با سقوط دو توده ، آنها نوسان می کنند (نزدیکتر و دورتر می شوند) و تنش یک سیکل پیدا میکنه
اجازه دهید فاصله ای را که با جرم کاهش یافته است A بنامیم
، $ x_A$ و مقدار جرم B $x_b$ معادله حرکت برای هر جرم توسط:
$ m \ddot x_A=mg+T$
$m \ddot x_B=mg-T$
T تابعی از $x_A$ و $x_b$ است $T=k(x_B-x_A-L)$که k ثابت فنر است و L طول طبیعی است) و ما نمی توانیم فرض کنیم که $\ddot x_A=g$ یا $\ddot x_B=g$ به این نوع معادلات معادلات دیفرانسیل کوپل نامیده می شوند و می توانند به روش های مختلف حل شوند.
بزار من مثالی بزنم اگر ما یک جرم m داریم که از یک چشمه ایده آل ، به سقف آسانسور متصل شده است اگر آسانسور با شتاب ثابت بالا یا پایین را شروع کند ، چه اتفاقی می افتد؟ من دیدم که در هیچ یک از این موارد دوره تغییر نکرده است ، اما نمی دانم چرا. من تصور می کردم که به دلیل نیروی ظاهری در این سیستم ، فرکانس و دوره تغییر می کند چگونه این را درک کنیم؟ در مورد یک پاندول ، دوره تغییر می کند ، درست است؟نیروی یک فنر بدون در نظر گرفتن اینکه چه چیزی به آن متصل شده است یا سایر شرایط مرزی ، مستقیماً با امتداد فنر متناسب است. نیروی فنر همیشه $ F = F_0 + k x $ است
با پیش بار $F_0$ وثابت فنر kبه نوسان در اطراف نقطه تعادل فنر اتفاق می افتد بنابراین پیش بارگیری اهمیتی ندارد. این ثابت فنر چشمه و جرم متصل به آن است که باعث می شود با قانون زیر رفتار کند $ \ddot{x} = - \left( \tfrac{k}{m} \right) \; x$
هر چیزی با $\ddot{x} = -\omega^2\, x $ با فرکانس ω تحت SHM حرکت ساده هارمونیک (گاهی مخفف SHM)قرار می گیردبه عنوان راه حلی برای معادله فوق
هرگونه شتاب پایه ، فقط نقطه تعادل را تغییر می دهد ، اما نه آنچه در نتیجه حرکت در نزدیکی نقطه تعادل اتفاق می افتد.توجه دوره نوسان از یک پاندول ساده توسط$ T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g_{\text{eff}}}}$
$ g_{\text{eff}}$مخفف شتاب گرانشی موثر است. این با توجه به چارچوب مرجع تغییر می کند. به عنوان مثال ، اگر پاندول (روی زمین) با شتاب ثابت به سمت بالا شتاب می گیرد ، شتاب گرانشی موثر $(g+a)$ است.به بنابراین فرکانس و دوره زمانی تغییر می کند.برای یک سیستم جرمی فنری ، دوره زمانی $ T=2\pi{\sqrt{\frac mk}}$است
در حالی که m جرم و k ثابت فنر است. برای یک جرم معین ، k با توجه به شتابی که احساس می کند تغییر نمی کند. بنابراین دوره زمانی ثابت است.لذا مستقل از g در فنر هست ودامنه نوسان هم $ ma/k$
من مثالی دیگر میاورم یک جرم m از یک فنر بدون جرم متصل به سقف یک جعبه با جرم M. آویزان است هنگامی که جعبه ثابت است ، سیستم جرم-فنر با فرکانس زاویه ω به صورت عمودی نوسان می کند. اگر جعبه تحت سقوط آزادانه تحت نیروی گرانش قرار می گیرد ، چرا فرکانس زاویه ای افزایش می یابد؟، جواب بازم ساده هست این فقط دو جرم است که توسط یک فنر به هم متصل شده اند و میتونیم این مشکل را با استفاده از مکانیک لاگرانژی حل کنیم. بیایید فرض کنیم که جرم ها دارای جرم M و m هستند و موقعیت آنها را به ترتیب با $x_M$ و $x_m$ هماهنگ می کند. آنها همچنین با فاصله d از هم جدا می شوند و ثابت فنر k است.از $ \alpha$ استفاده میکنم به عنوان مختصات عمومی جهت نشان دهنده فاصله توده ها از تعادل:$\alpha = x_M - x_m - d$همچنین توجه دارم که $\dot{\alpha} = \dot{x}_M - \dot{x}_m, $
زیرا d یک ثابت است ، و ما می توانیم فریمی را انتخاب کنیم که در آن کل حرکت سیستم صفر است ، که به ما می دهد$ m \dot{x}_m = -M \dot{x}_M$
می توانیم انرژی جنبشی را به صورت زیر بنویسیم $ T = \frac{1}{2} m \dot{x}_m^2 + \frac{1}{2} M \dot{x}_M^2,$
و سپس با استفاده از دو معادله بالا به مختصات تعمیم یافته $ \alpha$ تبدیل کنیم:
$ T = \frac{1}{2} m \dot{x}_m^2 + \frac{1}{2} M \Big(\dot{x}_m \frac{m}{M}\Big)^2$
$ T = \frac{1}{2} m \Big( -\dot{\alpha} \frac{M}{m+M}\Big)^2 + \frac{1}{2} M \Big( \Big( -\dot{\alpha} \frac{M}{m+M}\Big) \frac{m}{M}\Big)^2 $
$T= \frac{1}{2} \frac{m M^2}{(m+M)^2} \dot{\alpha}^2+ \frac{1}{2} \frac{m^2 M}{(m+M)^2}\dot{\alpha}^2 $
$ T= \frac{1}{2} \frac{m M}{m+M} \dot{\alpha}^2$
$ T= \frac{1}{2} \mu \dot{\alpha}^2,$ ،
جایی که μ جرم کاهش یافته است. یافتن انرژی پتانسیل بسیار آسان تر است:$ U = \frac{1}{2} k \alpha^2. $ لاگرانژی ما پس میشه $ L = T-U$
میتونم بنویسم $L = \frac{1}{2}\mu \dot{\alpha}^2 - \frac{1}{2} k \alpha^2, $که می تواند به معادله اویلر-لاگرانژ متصل شود$\frac{d}{dt} \frac{\partial L}{\partial \dot{\alpha}} - \frac{\partial L}{\partial \alpha}=0. $این معادله به راحتی با دست حل می شود:
$ \mu \ddot{\alpha}+k \alpha = 0.$این به وضوح معادله یک SHMنوسان ساز ساده هارمونیک با فرکانس زاویه ای $ \sqrt{k/\mu}$ هست.من امید دارم کمک کرده باشمhope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:
آخرین ویرایش توسط rohamavation جمعه ۱۴۰۱/۵/۱۴ - ۱۰:۰۶, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

Shayandabirfizik

نام: شایان علی نژاد

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۲/۲۱ - ۱۳:۵۱


پست: 19



Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط Shayandabirfizik »

من نوشتم آونگ ! ولی شما اشتباه تصور کردی و فکر کردی سیستم جرم و فنری هست که در راستای طول فنر رفت و برگشت انجام میده . پس دوره تناوب میشه دو پی رادیکال ال روی ج . نه اونی که شما نوشتی

Shayandabirfizik

نام: شایان علی نژاد

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۲/۲۱ - ۱۳:۵۱


پست: 19



Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط Shayandabirfizik »

یک قطعه مکعب مستطیلی آلومینیومی به ابعاد ۰/۵ × ۱ × ۲ متر در اختیار داریم . حداقل چند درصد از حجم کل مکعب باید تو خالی باشد تا فردی به جرم ۸۰ کیلوگرم بتواند بوسیله آن روی آب استخری بایستد به طوری که پای او خیس نشود ؟ چگالی آلومینیوم و آب به ترتیب ۲۵۰۰ و ۱۰۰۰ واحد SI

mahyar.mashayekhi

نام: Mahyar

عضویت : شنبه ۱۴۰۲/۵/۲۱ - ۱۲:۳۱


پست: 1



جنسیت:

Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط mahyar.mashayekhi »

پنکه باعث پرتاب هوا به سمت شخص میشه پس اگر پنکه در ارتفاع کم قرار داشته باشه، هوای خنک تری را پرتاب میکنه نسبت به وقتی که در ارتفاع بالاتری قرار داشته باشه

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید

پست توسط rohamavation »

از آنجایی که چگالی هوا در ارتفاعات بالاتر کمتر است، حجم بیشتری باید جابجا شود تا جرم یکسانی ایجاد شود تا اثر خنک کنندگی یکسانی حاصل شود. این جرم هوا است که خنک کننده را فراهم می کند. در تابستان، پنکه سقفی هوا را به سمت پایین می‌برد و بدن شما را با استفاده از اثر سرمای باد خنک می‌کند.می توانید خودتان آن را امتحان کنید: اگر جلوی پنکه بایستید جریان هوای قوی را احساس خواهید کرد، اگر پشت سر بایستید جریان بسیار ضعیف تری را احساس خواهید کرد. این به این دلیل است که فن هوا را از همه جهات در پشت جمع می کند و آن را در یک جهت در جلو می دمد.تصویر
بنابراین، در حالت زمستانی، سرعت باد بالای فن بیشتر از پایین خواهد بود، جریان ضعیفی از هوا در سطح شما وجود خواهد داشت، بنابراین اثر سرما را احساس نخواهید کرد.
در فصل زمستان، اگر سیستم گرمایش فعال در خانه داشته باشید، هوای اتاق را گرم می کند. هوای گرمتر به سمت بالا حرکت می کند و در نزدیکی سقف جمع می شود، هوای سردتر پایین است. یک پنکه سقفی در جهت معکوس هوای سرد را به سمت بالا حرکت می‌دهد و هوای گرم را به سمت پایین به سطح افراد می‌برد. می تواند این کار را در جهت رو به جلو انجام دهد، اما پس از آن دوباره اثر سرمای باد را خواهید داشت
CFM فوت مکعب در دقیقه است. اندازه گیری حجم در طول زمان هیچ ملاحظاتی در مورد چه گازی و چگالی گاز ندارد. CFM دقیقاً یک نرخ اندازه گیری حجم است. اما در آن حجم گاز، و در مورد ما - هوا، می‌توانیم کیفیت هوا و توانایی آن در انتقال گرما را ارزیابی کنیم. هر مولکول هوا دارای یک جرم است و این جرم توانایی جذب یا انتشار انرژی را دارد. همچنین به عنوان انتقال حرارت شناخته می شود. اگر تعداد مولکول ها را برای یک حجم معین بشماریم، چگالی هوا (جرم/حجم) را به دست می آوریم.CFM = Q /(Cp * r * DT):
CFM = Cubic Feet per Minute
Q = Heat Transferred (kW)
Cp = Specific Heat of Air
r = Density
DT = Change in Temperature
چگونه پره های پنکه سقفی هوا را در تمام اتاق هدایت می کند تا شما را خنک کند؟
برای یک پنکه سقفی، من در مورد اینکه چگونه پره ها هوا را برای خنک کردن اشیا در یک اتاق قطع می کنند، گیج شده ام؟
ببینید، اگر قبلاً آن را نمی دانستید، اساساً کاربرد قضیه برنولی است. قضیه برنولی بیان می کند که $P + \rho gh + \frac{1}{2} \rho v^2$ = ثابت که در آن نمادها معانی معمولی دارند. در صورت تمایل می توانید آن را در اینجا بررسی میکنم. برای h ثابت ، می توان گفت که $P + \frac{1}{2} \rho v^2$ = ثابت یعنی P به صورت $\frac{1}{v^2}$ متفاوت است
.حالا پره های فن را چرخان در نظر بگیرید. ستون هوای بالای فن را می توان دارای جریان جریان و ارتفاع یکسان در نظر گرفت. بنابراین همانطور که پره‌های فن می‌چرخند، زاویه خاصی دارند تا ستون هوا حرکت کند و این ستون هوا به سرعت بالایی می‌رسد. بنابراین از قضیه برنولی می‌توان گفت فشار ستون هوا کاهش می‌یابد، یعنی فشار هوای پایینی دارد.
با این حال، ستون هوای زیر پنکه سقفی دارای فشار بالایی است زیرا توسط پره های فن به هم نمی خورد و دارای سرعت کم یا بدون سرعت است. و می دانیم که هوا از فشار زیاد به فشار پایین حرکت می کند. بنابراین هوا از بالای فن به سمت پایین حرکت می کند و بادهایی ایجاد می کند که سرعت تبخیر هر مایع را در هر سطحی افزایش می دهد و یک اثر خنک کننده ایجاد می کند.
من قبلاً می دانم که فن رومیزی چگونه کار می کند زیرا تیغه ها زاویه دار هستند. برای یک پنکه سقفی، من در مورد اینکه چگونه پره ها هوا را برای خنک کردن اشیا در یک اتاق قطع می کنند، گیج شده ام؟
چرا دمای هوا با افزایش ارتفاع کاهش می یابد؟چرا در کوه ها، در ارتفاعات سردتر است؟
پاسخ متعارف این است که بگوییم "دمای کمتر از فشار کمتر به وجود می آید زیرا دما انرژی مولکولی متوسط (سرعت متوسط) است". به عنوان مثال "دما معیاری از انرژی جنبشی است (چقدر اشیا به اطراف حرکت می کنند. در ارتفاعات پایین تر ... مولکول های هوا بیشتر از ارتفاعات بالاتر است" "فضای بزرگتر بین مولکول ها به معنای برخورد بین مولکولی کمتر است، به این معنی که میانگین انرژی جنبشی کمتر، که به معنی دمای پایین تر است."آیا می بینید که چگونه سرعت یک ذره (متوسط انرژی) را با تعداد برخورد (ذرات) جایگزین می کنند؟ چرا؟ اگر به میانگین انرژی نگاه کنم، به نظر می‌رسد N از بین می‌رود و $E_{avg} = \sqrt{mv^2 \over 2} = 2/3kT$ انتظار می‌رود.
مستقل از "تعداد برخورد". چرا توضیح دهندگان به چنین ترفندهایی متوسل می شوند و چرا نمی توانید آن را به سادگی با گفتن توضیح دهید
وقتی مولکول‌ها بالاتر می‌پرند، انرژی/سرعت آن‌ها به دلیل گرانش کاهش می‌یابد. این باعث می شود که مولکول ها در ارتفاعات کندتر شوند و بنابراین در ارتفاعات دمای کمتری خواهید داشت پسر.
هنگامی که مولکول دوباره به زمین می‌افتد، گرانش آن را شتاب می‌دهد و تمام انرژی را بازیابی می‌کند و مولکول انرژی/دمای طبیعی خود را در ارتفاعات پایین‌تر به دست می‌آورد.
به نظر می رسد که این تصویر کلی و در اصول اول را نشان می دهد، بدون اینکه متضمن فشار باشد. آیا چنین توضیحی به عنوان جایگزینی برای توضیح مبتنی بر فشار مشروع است؟ نمیتونم هیچ جا پیداش کنم.
هنگامی که هوای گرم بالا می رود، به دلیل کاهش فشار، با ارتفاع منبسط می شود. انبساط هوا نیاز به انرژی دارد که از گرمایی که هوا با خود حمل می کند، گرفته می شود. این بدان معناست که با افزایش ارتفاع، هوای بالارونده خنک‌تر و خنک‌تر می‌شود.جو در تعادل مطلق در واقع همدما است (برای تجزیه و تحلیل دقیق تر گلوله توپ خود به زیر مراجعه کنید). با این حال، اگر اتمسفر با باد مخلوط شود، گاز به صورت آدیاباتیک منبسط و منقبض می شود. اگر اختلاط به اندازه کافی سریع باشد، نسبتاً به خوبی از تغییر ناپذیر آدیاباتیک پیروی می کند، که در شکل مناسب قانون گاز ایده آل ضرب می شود $E_{avg} = \sqrt{mv^2 \over 2} = 2/3kT$ ) منجر می شود به $pV^\gamma = const \Rightarrow$ $\frac{T^\gamma}{p^{\gamma - 1}} = const$بنابراین، اگر فشار با ارتفاع کاهش یابد، با فرض آدیاباتیک بودن هوا، دما نیز کاهش می یابد.پس گلوله توپ چطور؟
به جای اینکه گلوله های توپ در فضای سه بعدی حرکت کنند، اجازه دهید فقط تیراندازی توپ 1 بعدی به سمت بالا را در نظر بگیرید. در مثال خودم اشتباه جزئی مرتکب شدم. به جای شلیک یک گلوله توپ، باید تعداد زیادی و با سرعت طبق توزیع بولزمن شلیک کنم - احتمال شلیک گلوله توپ با سرعت v متناسب با $e^{-E/kT} = e^{-mv^2/2kT}$ است
(گاز ایده آل دقیقاً از همان رابطه احتمال تبعیت می کند). من به درستی متوجه شدم که یک گلوله توپ در h=0 است
انرژی جنبشی کمتری در ارتفاع h=h′ دارد ، که منجر به نتیجهام شد. اما من در نظر نگرفتم که فقط گلوله های توپ با انرژی اولیه کافی می توانند به ارتفاع h′ برسند.
، بنابراین توپ های کم انرژی را "فیلتر" می کند. این اثر برعکس میانگین انرژی گلوله توپ را افزایش می دهد - که اتفاقاً دقیقاً اثر ذکر شده در بالا را جبران می کند.
از نظر ریاضی بیشتر - برای بدست آوردن توزیع سرعت ها در ارتفاع دیگر، اجازه دهید ابتدا بپرسیم احتمال رسیدن به حداکثر ارتفاع $h_{max}$ چقدر است.
. از بقای انرژی، $mv_z^2/2 = mgh_{max}$ (فقط z جزء مهم است). بنابراین این احتمال به سادگی با $e^{-mgh_{max}/kT}$ متناسب است
. اگر در ارتفاع h بنشینیم، توزیع احتمال برای افزایش یک گلوله توپ برای Δh دیگر $p \propto e^{-mgh_{max}/kT} \propto e^{-mgh_{max}/kT}e^{-mgh'/kt} = e^{-mg(h_{max} - h')/kT} = e^{-mg \Delta h/kT}$ست (من فقط rhs را در یک ضریب ثابت ضرب کردم). در نظر داشته باشید که $mg \Delta h = mv'^2/2$
همچنین انرژی جنبشی در آن ارتفاع است، نتیجه می گیریم که توزیع سرعت و بنابراین میانگین انرژی جنبشی در ارتفاعات مختلف یکسان است.
آیا می‌توانیم از نظر تئوری هوای سرد را از ارتفاع بالا به شهرهای نیازمند به‌عنوان AC رایگان هدایت کنیم؟

اگر یک لوله عایق (اندازه تقریبی مثلاً 15 هزار فوت (5 کیلومتر) قطر، 50 فوت (15 متر) قطر) با انتهای بالایی باز و انتهای پایین بسته داشته باشید، آیا هوای لوله در نهایت به سردی لوله 15 هزار فوتی می شود؟
اگر چنین است، (یا اگر بتوانیم هوای داخل را از طریق دیگر خنک کنیم)، وقتی انتهای پایین لوله را باز می‌کنید، آیا هوای سرد به سرعت پایین می‌آید و هوای تازه را از بالا می‌مکد و همه چیز را در مسیر خود خنک می‌کند. گرم تر، دوباره برخیز و چرخه را ادامه بده؟تصویر
ما می دانیم که هوا وقتی به ارتفاعات بالاتر می رود سردتر می شود تا حدی به این دلیل که فشار خود را از دست می دهد، اما تفاوت فشار کل تفاوت دما را به حساب نمی آورد. ، مقدار زیادی از گرمای اتمسفر فوقانی از طریق تشعشع به فضای بیرونی تلف می شود. اگر اینطور نبود، در نهایت تمام فضا داغ می شد.
همانطور که من آن را می بینم، یک بخاری فعال در پایین جو (زمین) و یک خنک کننده فعال در بالا (فضای بیرونی) وجود دارد. پس از از دست دادن گرما، هوای سرد دوباره پایین می آید، اما دلیل این که نمی تواند این است که در مسیر پایین، دائماً با هوای گرمی که از پایین می آید مخلوط می شود. تنها کاری که "لوله عایق" انجام می دهد این است که هوا را آزادانه به سمت پایین عبور دهد
باور کنید یا نه، هوای پایین لوله در همان ارتفاع بیرون لوله به همان اندازه گرم است. در هوایی که به خوبی مخلوط شده است، با بالا رفتن درجه حرارت با سرعتی به نام نرخ لپس آدیاباتیک کاهش می یابد. بسته ای از هوا که به سمت بالا جابجا شده است به دلیل فشار کمتر منبسط می شود و همانطور که انجام می شود به صورت آدیاباتیک خنک می شود. به طور مشابه، جابجایی یک بسته هوا به سمت پایین باعث افزایش دمای آن می شود. اگر هوا در لوله غول پیکر خود جریان داشته باشد، دمای آن در طول سفر به پایین فقط به دلیل افزایش فشار افزایش می یابد و به جای نسیم خنک خنک کننده ای که از پایین خارج می شود، هوای گرم بیشتری خواهید داشت. اگر اتمسفر به خوبی مخلوط نشده باشد، اما به طور پایدار طبقه بندی شده باشد، به این معنی که دما با ارتفاع آهسته تر کاهش می یابد، هوای خارج شده از پایین لوله حتی گرمتر خواهد بود.
برای تغییر فشار آدیاباتیک (آدیاباتیک به معنای عدم افزودن یا حذف گرما از گاز است) $P^{1-\gamma}T^\gamma$ در طول فرآیند ثابت می ماند، جایی که P فشار است، T دما (به کلوین) و $\gamma$ هم
نسبت گرمای ویژه است ($\frac{7}{5}$ برای هوا). یعنی اگر فشار یک بسته هوا را ضریب 2 افزایش دهید (مثلاً از نیم اتمسفر به 1 اتمسفر)، دما را ضریب $2^{2/7}$تغییر می دهید.، یا 1.219
. بنابراین، اگر هوا در نیم اتمسفر دمای انجماد (273 کلوین) داشته باشد، پس از فشار دادن به یک اتمسفر، دما حدود 333 کلوین خواهد بود. 60 درجه سانتیگراد یا 140 درجه فارنهایت: کاملاً گرم.نه، چگالی متفاوت است، فشار نزدیک سطح بالاتر است.برای دستیابی به این فرآیند، می‌توان هوا را به صورت توپ متراکم‌تر فشرده کرد. به عنوان مثال از مقداری حباب تبخیری با کشش سطحی بالا برای به دام انداختن موقت هوا استفاده کنید و هوا را با وزن خود به سمت پایین فشرده یا بکشید.شما به تراکم بالاتری نیاز دارید.
نظر دوم
اگر کل سیستم را برعکس کنید و انتهای آن را در بالا ببندید، پایین را باز بگذارید و یک مشعل زیر آن قرار دهید، فکر می کنم با فرض عایق بندی خوب، هوا را از بالا به پایین گرم می کند. یک بالون هوای گرم با استفاده از مشعل ها برای گرم کردن هوایی که از طریق سوراخ باز در ته بالون بالا می رود اما نمی تواند یک بار به داخل بالون خارج شود، به آن سمت پرواز می کند. هوای گرم چگالی کمتری دارد، بنابراین تا بالای بالون بالا می رود و جمع می شود. می توان آن را با باز کردن «درگاه تخلیه هوا» در بالای بالون تخلیه کرد، اما از آن فقط در نزدیکی زمین استفاده می شود تا بادکنک را مجبور به نشستن سریع و محکم بر روی زمین کند تا در اثر بادهای متقابل به سمت زمین پرتاب نشود.
فشار اتمسفر ناشی از وزن هوا در اثر گرانش است. از آنجایی که هوای داخل لوله سردتر است، همچنین سنگین‌تر می‌شود و بنابراین فشار داخل بیشتر از فشار بیرونی می‌شود، بنابراین اگر لوله از مواد انعطاف‌پذیر ساخته شده باشد، سعی می‌کند منبسط شود. همه چیز باید پشتیبانی شود، اما، مگر اینکه از مواد سفت و سخت بسیار قوی مانند یک آسمان خراش فوق العاده ساخته شده باشد، باید از بالا حمایت شود. من فکر می کنم تنها راهی که در حال حاضر از نظر تئوری امکان پذیر است، کابل های نانولوله کربنی است که به ماهواره ای در مدار با جرم و سرعت کافی برای ایجاد نیروی گریز از مرکز مورد نیاز برای جبران وزن لوله متصل می شود. این اساس آسانسور سطح زمین به فضا است اما هنوز انجام نشده است. ظاهراً نانولوله‌های کربنی یکی از معدود یا تنها موادی هستند که نسبت استحکام/وزن کششی آن به اندازه‌ای بالاست که آن را ممکن می‌سازد، اما نرخ تولید در حال حاضر برای چیزی به این بزرگی بسیار پایین است.اکنون که به آن فکر می‌کنم، یکی از مشکلات آسانسور فضایی تئوری، توسعه مکانیزمی است که با کابل(های) نانولوله تعامل می‌کند تا کابل را با محموله بالا بخزد. آنها در مورد سیستمی از نوع غلتکی شبیه به دستگاه چروک‌کننده لباس صحبت می‌کردند که غلتک‌ها را می‌چرخاند و مکانیزم را با محموله به سمت بالا می‌برد، اما غلتک‌ها باید با نوعی انرژی بچرخند تا به سطح مدار زمین سنکرون برسند. این خیلی انرژی است. اگر یک آرایه کابل نانولوله ای داشتید که لوله را با هوای فوق خنک در داخل پشتیبانی می کرد، می توانستید یک بالون بلند و نازک با هلیوم در داخل لوله بسازید و هوای سرد به طور قابل توجهی بالابر بیشتری ایجاد می کرد و بنابراین امکان بار سنگین تری را فراهم می کرد، اگرچه محدودیت های ارتفاع احتمالاً همچنان وجود دارد. قابل توجه باشد مگر اینکه بتوانید هوای سرد را به سمت بالا و سپس داخل لوله پمپ کنید. به جای سقف 120000 فوت یا هر رکوردی که اکنون ثبت شده است، ممکن است بتوانید آن را با چند برابر قابل توجهی افزایش دهید، اما برای پمپاژ هوا به خارج از جو بیرونی انرژی لازم است. اگرچه برای قسمت اول سفر هنوز هم یک سواری رایگان خواهد بود. از نظر تئوری، من حدس می‌زنم که می‌توان هوا را تا مدار ژئوسنکرون بدون انرژی اضافی به داخل لوله پمپ کرد. در چنین ارتفاعات بالایی، انرژی خورشیدی زیادی برای راه اندازی پنل های خورشیدی برای تامین برق مورد نیاز برای به حرکت درآوردن پمپ های بالابر هوا وجود دارد. شاید راه دیگری برای رساندن محموله به فضا بدون هزینه های انرژی بیش از حد.
با گسترش آن، شاید فقط خود لوله را از نانولوله یا ورق گرافن بسازید. از آنجایی که به هر حال بسیار قوی است، به دلیل وجود ستون عظیم دمای هوای نزدیک به صفر مطلق که در داخل آن وجود دارد، می تواند فشار هوای فوق العاده افزایش یافته علیه دیواره های داخلی لوله را در ارتفاعات پایین تر مهار کند.
تصویر

ارسال پست