9:29 م
الثانوية السادسة بعنيزة
الفيزياء للذكياء
لنفرض انك تود ان تقوم بطهي كيلو من اللحم فانك تقوم بوضعه قدر به ماء وتضعه على البوتوجاز العادي وتتركه يغلي لفترة من الزمن تتراوح من 40 - 60 دقيقة
ما هي افضل وسلية لانجاز ذلك وباستغلال اقل قدر من الطاقة (الغاز)؟
اللغز الثاني
لنفترض انه في يوم من ايام الشتاء والجو بارد واحتجت للخروج من المنزل لمدة ربع ساعة تقريبا. ولتوفير الطاقة الكهربية فانه من الافضل
(1)
ترك السخان يعمل، حتى لا تحتاج الى طاقة اضافية لاعادة تدفئة المنزل عندما تعود
(2)
(2)
تقليل منظم الحرارة بمقدار 10 درجات ولكن لا تطفىء السخان
(3
(3
) ان تطفىء السخان تماما عند الخروج
(4)
لا تؤثر من ناحية توفير الطاقة واستهلاك الكهرباء اذا قمت بترك السخان يعمل او قللت درجة حرارته او اطفأته تماما(4)
اللغز الثالث
ما هي افضل طريقة لتخليص الصمولة من البرغي؟
(1)
(1)
هل بالتبريد
(2)
(2)
هل بالتسخين
(3
) هل بالتبريد والتسخين(3
(4) لا بالتسخين او التبريد
شكرا طالباتي المبدعات بقلم معلمة الفيزياء
ولو أنني أوتيت كل بلاغة ****** وأفنيت بحر النطق في النظم والنثر
لما كنت بعد القول إلا مقصرا ***** ومعترفا بالعجز عن واجب الشكر
يسرني أن نتقدم لكم بخالص الشكر ووافر الامتنان على ما بذلتم من جهد وتحملتم من مشقة جعلها الله في موازين حسناتكم .. وأنا العارفة بفضلكم المستضيئة بقدركم العاجزة عن القيام بالشكر .. وقد حررت هذه السطور بلسان الإمكان لا بقلم التبيان ... سائله المولى عز وجل أن يجعلني وإياكم من أهل القران .. وأن يرزقنا وإياكم الفردوس الأعلى من الجنان ، وصدق الله إذ يقول { هل جزاء الإحسان إلا الإحسان }
لما كنت بعد القول إلا مقصرا ***** ومعترفا بالعجز عن واجب الشكر
يسرني أن نتقدم لكم بخالص الشكر ووافر الامتنان على ما بذلتم من جهد وتحملتم من مشقة جعلها الله في موازين حسناتكم .. وأنا العارفة بفضلكم المستضيئة بقدركم العاجزة عن القيام بالشكر .. وقد حررت هذه السطور بلسان الإمكان لا بقلم التبيان ... سائله المولى عز وجل أن يجعلني وإياكم من أهل القران .. وأن يرزقنا وإياكم الفردوس الأعلى من الجنان ، وصدق الله إذ يقول { هل جزاء الإحسان إلا الإحسان }
فلقد أبدعتن طالباتي الغاليات في البحث العلمي والمشاركة في التقييم فلكن مني خالص الشكر والتقدير
معلمتكم المحبة لكم دوما
حصة الرشيدي
الأكياس الهوائيه فوائد و مخاطر ومحاذير بقلم فريق عمل المبدعون بالفيزياء
الأكياس الهوائيه تتكون من كيس قوي قابل للنفخ موضوع في عجلة القياده أو الطبلون المقابل للراكب الأمامي أوبجانب المقاعد الأماميه والخلفيه أحيانا حسب مواصفات السيارة.
وهذا الكيس الهوائيه موصَل به إسطوانة هواء والتي هي أيضا موصَلة بحسَاسات توضع في مقدَمة السياره
فإذا حصل تصادم بدرجة معيَنه فأكثر فإن الحسَاسات تُعطي إشارة لإسطوانة الهواء بنفخ الأكياس الهوائية. وهذا النفخ يحدث بسرعة هائلة جدا تُقدَر ب 320 كم في الساعة. وهذه السرعة الكبيره خطيرة جدا ولكن يُحتاج لها حتى تنتفخ الأكياس الهوائية وتحمي الركاب قبل أن يرتطموا بأجزاء السياره من زجاج ونحوه.
فوائد الأكياس الهوائية
الأكياس الهوائية مصمَمة لتقليل الأضرار التي تحصل في حالة التصادم بمقدمة السيارة والتي عادة ما تكون نسبة الوفيَات من الركاب في هذا النوع من الحوادث أكثر من النصف مقارنة بالحوادث الأخرى.
الأكياس الهوائية تقلَل المخاطر التي تحدث للوجه والصدر بمقدار 81% إذا رُبطت معها الأحزمة. أما إذا لم تُربط الأحزمة فإن الأكياس الهوائية تقلَل المخاطر بنسبة 60%.
إحتياطات السلامة المهمَة المتعلَقة بالأكياس الهوائية
1- تعمل الأكياس الهوائية بكفائة إذا ربط جميع الركاب أحزمة السلامة وثُبَت الأطفال بطريقة صحيحة في المقاعد الخلفية.
2- لأن الأكياس الهوائية تخرج من عجلة القيادة بسرعة 320 كم في الساعة فإنها قد تُصيب الذين يجلسون قريبا منها بإصابات بليغة أو مميتة. لذلك أبعد مقعد السائق ومقعد الراكب الأمامي عن عجلة القيادة (الدركسون) أو الطبلون بمسافة لا تقل عن 10 إنش. وهذه المسافة تُقاس من منتصف عجلة القيادة إلى عظمة الصدر.
3- الأطفال من عمر 12 سنة فما دون يجب أن يجلسوا بالمقاعد الخلفية رابطين أحزمة السلامة الخاصة بهم.
4- الطفل الرضيع يجب أن لا يوضع في المقعد الأمامي بأي حال من الأحوال سواء كانت السيارة مزوَة بأكياس هوائية أم لا لأن ذلك يعرَضه للموت في حالة الحوادث وأسلم وآمن مكان للأطفال هي المقاعد الخلفية.
5- بعض الناس يُلغي الكيس الهوائي بعد إنتفاخه نظرا لغلاء تكلفة إرجاعه وهذا غلط حيث يجب أن ينظر الإنسان إلى فوائده وسلامة نفسه وأهله.
قفل الأكياس الهوائية
بعض السيارات وخصوصا الوانيتات مزودة بمفتاح قفل للأكياس الهوائية. ولكن لا يُنصح بقفل الأكياس الهوائية إلا في حالات نادرة مثل الآتي:-
أ- الأشخاص الذين عندهم أعذار طبية.
ب- الأشخاص الذين ليس بإمكانهم البعد عن عجلة القيادة بمقدار10 إنش.
ج- الأشخاص الذين يحتاجون لنقل الأطفال والرَضع في المقاعد الأمامية لأنه ليس عندهم مقعد خلفي.
تطبيق جديد للنانو: الورقة القاتلة للجيل المقبل من تغليف المواد الغذائية
لقد أقر العلماء بتطوير، ونجاح الاختبارات المعملية على "الورقة القاتلة"، وهي المادة المراد استخدامها في عملية تغليف الطعام الجديدة والتي تساعد على حفظ الطعام من البكتيريا التي تسبب له التلف. وقد تم وصف الورقة في ACS' journal, Langmuir بأنها تحتوي على طلاء الفضة النانوي والذي له تأثير قوي على محاربة البكتيريا.
وقد لاحظ Aharon Gedanken وزملاؤه إن للفضة استخدامات واسعة في محاربة البكتيريا وخاصة في البراهم الطبية، المطبخ، المراحيض، وأيضا في محاربة الرائحة الكريهة الناتجة عن لبس الجوارب. حديثا، يقوم العلماء باستكشاف امكانية استخدام جسيمات الفضة النانوية –كل منها 1/50,000 من سمك شعرة الرأس- في مكافحة جرثومة الطلاء للمواد البلاستيكية والأقمشة، والمعادن. إن جسيمات النانو والتي لها تأثير طويل الأمد أكثر من جزيئات الفضة الأكبر، يمكنها أن تساعد في التغلب على المشكلة المتزايدة من مقاومة المضادات الحيوية، حيث تعمل البكتيريا على زيادة مقاومتها للمضادات الموجودة. كما لاحظوا أن ورقة مغلقة بجسيمات الفضة النانوية يمكن أن توفر بديلا لطرق حفظ الأغذية الشائعة مثل الإشعاع، والمعالجة الحرارية، وانخفاض درجة حرارة التخزين.
وبالرغم من ذلك، فقد ثبت أن انتاج "الورقة القاتل" مناسبة للاستخدام التجاري يعتبر أمرا صعبا. ويصف العلماء تطوير فعال، ويصف العلماء تطوير وسيلة فعالة وطويلة الأمد لوضع الجسيمات النانوية الفضية على سطح الورق يمكن أن يتم باستخدام الموجات فوق الصوتية، أو استخدام موجات صوتية عالية التردد. وقد أظهرت ورقة مغلفة نشاط مضاد للجراثيم القوية مثل انتاميبا كولاي والمذهبة العنقودية S. aureus، والتي تعتبر اثنين من أسباب التسمم الغذائي الجرثومي، مما أسفر عن مقتل جميع من أصيبوا بهذه البكتيريا خلال ثلاث ساعات فقط. وقد لاحظوا أن هذا يشير إلى إمكانية تطبيقه كمادة لحفظ الأغذية لتعزيز حياة صحية أطول.
المصدر : منتدى الفيزياء التعليمي
الفيزياء والحياة بقلم فريق المبدعون بالفيزياء
تقنية تستخدم الحرارة الناتجة من محرك السيارة لتوليد الكهرباء وتقليل استهلاك الوقود
ياغو وانج (Yaguo Wang ) طالبة دكتوراه في كلية الهندسة الميكانيكية في جامعة برودو تستخدم الليزر في مركز النانوتكنولوجي لدراسة المولدات الكهروحرارية وذلك من خلال أجهزة تعمل على تجميع الحرارة الناتجة من عادم المحرك لتوليد الكهرباء، والذي سوف يقلل استهلاك الوقود.
المركز العلمي للترجمة: يقوم باحثون بابتكار نظام يعمل على تجميع الحرارة المتولدة من عادم المحركات لتوليد الكهرباء والتقليل من استهلاك الوقود.
المشروع ممول بمبلغ 1.4 $ مليون، كمنحة لمدة ثلاث سنوات من المؤسسة الوطنية للعلوم وقسم الطاقة في الولايات المتحدة الامريكية. يقول بروفيسور الهندسة الميكانيكية والكهربية والكمبيوتر في جامعة برودو أن هناك تعاون بين فريق جامعة برودو وجنيرال موتور لتطوير مولدات كهروحرارية جديدة (thermoelectric generators TEGs ). هذه المولدات الكهروحرارية تولد تيار كهربي يستخدم لشحن البطاريات وامداد النظام الكهربي بالسيارة بالطاقة مما يقلل الحمل على المحركات ويحسن من استهلاك الوقود.
يقول البروفيسور Xu النموذج المصنع سوف يثبت في نظام العادم خلف محول التحفيز، وسيعمل على تجميع الحرارة من الغازات الناتجة التي تصل حرارتها إلى 700 درجة مئوية.
التقنية الكهروحرارية المتوافرة حاليا لا تتحمل درجات الحرارة داخل محولات التحفيز حيث تكون درجة حرارة الغازات ما يقارب 1000 درجة مئوية. اضاف البروفيسور Xu قائلا ان الباحثين يعملون على دراسة مواد كهروحرارية جديدة قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية وهذه الخطوة سوف تمكن من توفير كبير للوقود.
بدأ المشروع في شهر يناير 2010. النموذج الاولي يهدف إلى تقليل استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 5%، في حين أن الانظمة المستقبلية القادرة على العمل في درجات حرارة عالية سوف تجعل من الممكن تقليل استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 10%.
توضع المواد الكهروحرارية في رقاقات chips ذات مساحة صغيرة لا تتجاوز بضع انشات مربعة مصممة بشكل مناسب لتثبيتها في داخل النظام.
وقد تم تحسينها بحيث تعمل بشكل افضل عند درجات حرارة مختلفة والتي ستنخفض نتيجة لانسياب الغاز خلال النظام الكهروحراري كما يقول البروفيسور Xu.
يعكف الباحثون على التغلب على المشاكل المتعلقة بتحسين الكفاءة والمتانة باستخدام خليط من المواد المعقدة التي تتمدد بشكل مختلف عند تسخينها و باستخلاص اكبر قدرممكن من الحرارة من الغازات العادمة.
المواد الكهروحرارية تولد الكهرباء عندما يكون هناك اختلاف في درجات الحرارة.
تكون المواد الكهروحرارية ساخنة جدا من الجهة المواجه للغازات العادمة وباردة على الجانب الاخر حيث يجب المحافظة على هذا الفرق في درجات الحرارة لاستمرار توليد التيار الكهربي.
الهدف الاساسي لهذا المشروع هو تطوير مواد ذات توصيل حراري منخفض جدا.
يقول البروفيسور Xu اننا لا نريد ان تنتقل الحرارة بسرعة من الجانب الساخن إلى الجانب البارد على الرقاقة نحن نريد ان نحافظ على بقاء فرق درجات الحرارة للحصول على تيار كهربي متواصل.
باحثون في جنيرال موتور يستخدمون مواد كهروحرارية تعرف باسم skutterudite وهي خليط مصنوع من الكوبلت والارسنيد والنيكل أو الحديد.
التحدي الاكبر في تصميم النظام هو ايجاد افضل الشروط لاستخلاص أكبر قدر ممكن من الحرارة الناتجة من العادم ويقول البروفيسور Xu ان عادم المحرك يجب ان يعطي اكبر قدر ممكن من الحرارة لهذه المواد.
العناصر الارضية النادرة مثل الانيثيوم والسيزيوم والنيوبيديوم والاريبيوم تقلل توصيل الحرارة في مركب skutterudite. هذه العناصر تخلط مع skutterudite داخل فرن حراري. ولان استخدام عناصر ارضية نادرة نقية مكلف جدا، فان الباحثين يعملون ايضا على استبدال هذه العناصر بسبائك تعرف باسم mischmetals.
هذا العمل مبني على مشروع سابق تم من خلاله التعاون بين جامعة برودي و مركز العلوم الوطني ووكالة الدفاع للمشاريع البحثية المتقدمة ومكتب القوات الجوية للأبحاث العمية ومركز التكنولوجيا في جامعة رولز رويز
أساسيات المشروع بالإضافة الى جميع المواد المتعلقة بالمشروع و اللازمة للتدريس أو للبحوث العلمية سوف تكون متوافرة من خلال مواقع الانترنت عند بالبحث عن nanoHUB او thermalHUB. هذا البحث سوف يزود الطلبة في مرحلة البكالوريوس وما بعدها بالتدريب الكافي في مجال هندسة المواد وتكسبهم الخبرة الصناعية من خلال المشاركة في المشروع.
التقنيات الكهروحرارية ايضا يمكن ان تستخدم في تطبيقات اخرى مثل الاستفادة من حرق النفايات وتحويل الحرارة إلى كهرباء للمنازل والمحطات الكهربية وفي انواع اخرى من الخلايا الشمسية وثلاجات الحالة الصلبة تبعا لما صرح به البروفيسور Xu.
المصدر منتدى الفيزياء التعليمي
جزيئات "نيترينو".. مستقبل علم الفيزياء بقلم فريق المبدعات بالفيزياء
تحظى دراسة جزيئات "نيترينو" في أيامنا هذه بأهمية بالغة من قبل علماء الفيزياء في جميع انحاء العالم. المرصد الفيزيائي الفريد الذي يقع في جمهورية قبردين-بلقار الروسية، يتخصص في تحليل هذه الجزيئات ودورها في تشكيل الكون بكل ما فيه.
وقد تم اكتشاف جزيئات "نيترينو" المتناهية الصغر في خمسينيات القرن الماضي، والملايين منها تمر عبر أجسام الكائنات الحية كل ثانية بلا أي تأثير مضر.
وتقدر "نيترينو" على تحويل نواة مادة "الغاليوم" إلى نواة "الجرمانيوم" مسببة التفاعل النووي الحراري، أو التيرمونووي، وهي العملية التي يراقبها المختصون الروس.
ويعد هذا المختبر واحد من خمسة مختبرات منتشرة في العالم تدرس جزئيات "نيترينو"، وهذه الأبحاث أسهمت كثيرا في فهم تشكل الكون، بنجومه وكواكبه.
اللافت أن الضوء الذي نراه كل يوم، يتكون من جزيئات "فوتون" المنبعثة من الشمس منذ 100 ألف عام أو أكثر، وتحليل هذه الجزيئات لا يعكس العمليات الحقيقية الجارية حاليا في ذلك النجم. أما جزيئات "نيترينو" فتصل الأرض بعد 8 دقائق فقط منذ ولادتها في الشمس، ولذلك تكون دراستها هي الطريق الوحيدة لمتابعة نشاطاتها بشكل سريع ودقيق والحصول على أحدث المعلومات عما يجري هناك.
للوهلة الأولى تبدو هذه الأبحاث النظرية بعيدةً عن التطبيق العملي في حياة الإنسان، لكن تاريخ العلم يعرف أمثلة كثيرة تؤكد فائدة دراسات كهذه.
التطور التاريخي لمادة الفيزياء بقلم مجوعة المبدعون بالفيزياء
في القرن السابع عشر
وضعت اسس علم الفيزياء الحديث من قبل فرانسيس بيكون وغاليليو غاليلي واسحاق نيوتن وفصله نهائيا عن الفلسفة وقد تمكن هذا الاخير من تشكيل المبادئ الاساسية للميكانيكة الكلاسيكية وهى تصف الى حد الان وبشكل جيد قوانين قوانين الحركة والقوى والطاقة على مستوى حياتنا اليومية وقد تحقق ذلك بفضل الله ثم بفضل اكتشافة غوتفريد لايبنتز لأحد اهم ادوات الفيزياء الرياضية وهو الحساب التفاضلي
في القرن الثامن عشر
في اثناء الثورة الصناعية تطورت مفاهيم نقل الحرارة وتبادل الطاقة وعمل المحركات وانتشرت مبادئ ما يعرف بالديناميكية الحرارية والميكانيكية الاحصائية
في القرن التاسع عشر
اكتشفت القوانين الاساسية للكهرومغناطيسية والطبيعية والموجية للضؤ وكذلك بنية المادة الذرية وقوانين الاشعاع
في بدايات القرن العشرين
ظهرت صياغات جديدة امام عجز الميكانيكية الكلاسيكية في تفسير جوانب الضؤ وديناميكية الجسيمات الذرية وتوصل ألبرت أينشتين الى وضع النسبية الخاصة التي تصف الاجسام المتحركة بسرعة تقارب سرعة الضؤ وتأثيرات ذلك على المفاهيم البديهية للمكان والزمان وبعد ذلك لنظرية النسبية العامة التي تصف طبيعة قوة الجاذبية وعلاقتها بهندسة الزمكان
وفي جانب آخر استطاعت الميكانيكية الكمومية وصف سلوك الجسيمات الأولية والذرات والجزيئات وفي هذا المقياس تختلف القوانين الفيزيائية عن تلك التى تخضع لها الاجسام
ذات الاحجام العادية
