المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

السيد حسين بن أحمد بن حيدر
25-5-2017
Catabolite Repression
19-12-2015
Semi-infinite Plate
11-8-2016
الأصول
11-6-2019
المجاعة / المخمصة Starvation
17-3-2020
أجل نعمة ما هي؟
1-6-2022

Force Law for SHM  
  
2314   01:45 مساءاً   date: 30-12-2016
Author : Professor John W. Norbury
Book or Source : ELEMENTARY MECHANICS & THERMODYNAMICS
Page and Part : p 178


Read More
Date: 15-9-2020 1543
Date: 17-5-2017 2810
Date: 1-1-2017 2237

Force Law for SHM

Now consider Newton's law for a Spring where the force is given by F = -kx (Hooke's law), where k is called the spring constant. Substituting into

   F = ma

  -kx = ma

but we found that  giving

or

which is the angular frequency for an oscillating spring. The period is obtained from  or

Notice an amazing thing. The period does not depend on the amplitude of oscillation xm! When a spring is oscillating, the oscillations tend to die down in amplitude xm but the period of oscillation remains the same! This is crucial to the operation of clocks. I can ''wind" my spring clock by just pulling on it a bit and still the period is the same.

Navigation and Clocks

NNN - FIX For a pendulum, this independence of the period on the amplitude was first noticed by Galileo and led to the development of clocks which was very important for navigation. The reason was that it enabled one to determine longitude on Earth. (Latitude was easy to determine just by measuring the height of the Sun in the sky at noon.) By dragging knotted ropes behind a ship it was easy to measure the speed of a ship. If one knew how long one had been travelling (i.e. measure the time of travel, say with a pendulum or spring clock) then one knew the distance from the port from which one had set sail. Knowing longitude and latitude gives one's position on the Earth. Thus the invention of accurate clocks (based on the independence of period and amplitude) enabled accurate estimates of longitude and thus revolutionized navigation.

Example F = ma is really a differential equation, that is an equation involving derivatives. For the spring, it becomes  where  . Thus the differential equation is

In mathematics there are special techniques for solving differential equations, which you will learn about in a special differential equations course. Using these special techniques one can prove that x = xm cos t is a solution to the above differential equation. (Just like the solution to the algebraic equation x2 - 5 = 4 is x = ±3. We verify this solution by sustituting, (±3)2 -5 = 9-5 = 4). Many students will not have yet learned how to solve differential equations, but we can verify that the solution given is correct. Verify that x = xm cos t is a solution to the differential equation

 

Solution

 

Substitute into

 

giving

 

or

 

Thus if

 

then x = xm cos t is a solution.

Example When a mass is suspended from the end of a massless spring, the spring stretches by a distance x. If the spring and mass are then put into oscillation, what is the period ?

Solution We saw that the period is given by . We don't know m or k ! We can get k from Hooke's law F = -kx. The weight W = mg stretches the spring, thus mg = kx or . Thus

 

and fortunately m cancels out giving




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.