X
تبلیغات
الی گشت
رایتل

دنیای علم و تکنولوژی

اخبار و مقالات مربوط به دنیای علم و تکنولوژی ترجمه شده از منابع معتبر

چگالی

گردآوری و تلخیص: اصغر ناصری


کمیت جرم در حجم معین، چگالی نامیده می شود. وقتی ماده گسترش می یابد چگالی اش کاهش یافته و وقتی متراکم می‌شود چگالی اش افزایش می یابد.

در دستگاه متریک، چگالی بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب اندازه گرفته می شود. یک چگالی نمونه ، یک سانتیمتر مکعب آب است که یک گرم وزن دارد. به بیان ریاضی چگالی آب یک گرم برسانتی متر مکعب است.


چگالی گازها بسیار کمتر ازچگالی مایعات است زیرا گازها از اتم ها و مولکول های جدا از هم تشکیل می شوند که فاصله زیادی ازهم دارند. این مولکول ها نیروی ربایشی کمی برهم وارد می کنند و در اثر برخورد با یکدیگر جهیده و از هم دور می شوند. بنابراین بیشتر حجم گاز را فضای خالی تشکیل می دهد.

مثلا نمونه ای ازگازهیدروژن که در فشار و دمای معمولی سطح زمین تشکیل شده باشد دارای چگالی 0.00009 یا 9x10-5 گرم برسانتی متر مکعب است. چگالی آب مایع حدود 11000 برابر گاز هیدروژن است.


در فضای خارج از جو مقدار ماده آنقدر کم است که بطور متوسط در هرسانتی مترمکعب یک اتم هیدروژن یافت می شود. درحقیقت در فضای خارج جو چگالی ماده باید مقداری در حدود 1.7x10-23 گرم بر سانتی متر مکعب باشد. آب تقریبا 600 میلیون تریلیون بار چگالتر از فضای خارج جو است.


گازی که مولکولهای آن به گونه ای ویژه جسیم باشد اورانیوم هگزافلوراید است. هرمولکول این گاز ترکیبی است ازیک اتم اورانیوم و شش اتم فلوئور که جرم آن کلا 176 برابر جرم مولکول دواتمی هیدروژن است. اورانیوم هگزافلوراید سیالی است که با حرارت ملایم به گاز تبدیل می شود و در این حالت چگالی آن تقریبا 0.016 گرم بر سانتی متر مکعب است.


پایین آوردن دما باعث کند شدن حرکت مولکول های گاز می شود. درنتیجه نیروی جاذبه میان ذرات گاز بر تمایل انها به حرکت غلبه کرده آنها را به هم نزدیک می کند. در نتیجه کاهش حجم، چگالی گاز بیشتر می شود. اگر هیدروژن تا دماهای بسیار پایین سرد شود، نه تنها به مایع تبدیل می شود بلکه در -259 درجه سلسیوس منجمد می گردد. هیدروژن جامد با چگالی 0.09 گرم بر سانتی متر مکعب کمترین چگالی را در میان جامدات موجود دارد.


از میان عناصر، فلز نادر آسمیوم بیشترین مقدار چگالی را در میان عناصر سازنده قشر زمین دارد. چگالی این عنصر 22.48 بر سانتی متر مکعب است. یک شمش آسمیوم به ابعاد یک اسکناس و ضخامت حدود 2.5 سانتی متر وزنی حدود 5.85 کیلوگرم دارد.


تکه ای از بلور آسمیوم: منبع ویکی پدیا

کره زمین از عناصر و مواد مرکب بسیار گوناگونی ساخته شده است. چگالی متوسط زمین در حدود 5.54 گرم بر سانتی متر مکعب است در حالی که در مرکز زمین تحت فشار لایه های عظیم بیرونی، چگالی به حدود 12 گرم بر سانتی متر مکعب می رسد.


در مرکز ستارگان بزرگ با چگالیهای بسیار عظیمی روبرو خواهیم بود. فشار در مرکز خورشید که ستاره ای متوسط است، تحت اثرگرانشی جرم عظیم آن به 100 میلیارد اتمسفر می رسد. در چنین شرایطی مقاومت اتم ها شکسته شده و ابرهای الکترونی با در هم فروریختن، یک سیال الکترونی را می سازند که هسته های مثبت در آن شناورند و به سبب نزدیکی بیشتر الکترونها و نیروی دافعه بزرگ میان آنها، این نوع ماده می تواند فشارهای بیشتری را از سوی لایه های بالایی ماده تحمل کند. چگالی در مرکز خورشید به 100 گرم بر سانتی متر مکعب بالغ می‌شود، یعنی ده سانتیمتر مکعب از ماده درون خورشید حدود یک کیلوگرم وزن دارد.


برگرفته از کتاب: The Collapsing Universe, Story of Black Hole نوشته دانشمند بزرگ Isaac Asimov، ترجمه بهرام معلمی، ابوالفضل وفایی شلمانی، نشر جیران، 1363


 

برچسب‌ها: چگالی، آیزاک آسیموف
تاریخ ارسال: جمعه 9 مهر‌ماه سال 1395 ساعت 12:14 ب.ظ | نویسنده: اصغر ناصری | چاپ مطلب 0 نظر

یکپارچه سازی جنگنده F-35 و سامانه دفاعی Aegis


قابلیت محدود جنگنده F-35 در حمل موشک های هوا به هوا همواره مورد انتقاد مخالفین برنامه توسعه این هواپیمای جنگی بوده است. اما این جنگنده بنا بر ادعای ارتش آمریکا اکنون به قابلیتی دست یافته است که میتواند این محدودیت را بطور کامل رفع کند. در یک آزمایش اخیر، حسگرهای این هواپیما یک هدف هوابرد را تعیین موقعیت کرده و داده های مربوطه را به یک سایت دفاع موشکی Aegis ارسال کردند. این سامانه در حالی که خارج از برد آشکارسازی هدف مربوز واقع شده بود، موشکی را بسوی موقعیت تعیین شده توسط F-35 ارسال کرد که با موفقیت توانست هدف مربوز را نابود کند.

سامانه شبکه ضدهوایی آتشباری یکپارچه نیروی دریایی (NIFC-CA) این قابلیت را دارد که داده های حاصل ازانواع گوناگونی از حسگرها را با هم ترکیب کرده و از آنها برای نابودی تهدیدات قریب الوقوع استفاده نماید.

جنگنده رادارگریز F-35 مرتبط ترین جنگنده دنیاست. بدین معنی که کامل ترین مجموعه حسگرهای پیرامونی را داشته و حجم عظیمی از داده ها را می تواند برای پایگاه های شناسایی دیگر بطور آنلاین ارسال کند. بدین ترتیب این جنگنده می تواند بطور مخفیانه و خارج از پوشش راداری به عمق خاک دشمن نفوذ کرده و با شناسایی اهداف، داده های آنها را به یک سایت دوردست مانند رزمناو مجهز به Aegis ارسال کند. بدین ترتیب می تواند تعداد نامحدودی از اهداف دشمن را بدون حتی شلیک یک گلوله نابود کند.

موشک پیشرفته SM-6 که درسامانه Aegis استفاده می شود یک موشک 7 متری فراصوت است که می تواند اهداف هوابرد مانند هواپیما، موشک بالیستیک یا موشک کروز را جستجو کرده و با مانورهای پیچیده آنها را ردیابی و منهدم کند. اندازه بزرگ این موشک باعث می شود برای هواپیماهای جنگی غیرقابل حمل باشد اما یکپارچه سازی سامانه NIFC-CA با جنگنده F-35 این قابلیت را فراهم می سازد که F-35 عملا بتواند از این موشک‌ها برای نابودسازی اهداف آشکارسازی شده استفاده نماید.

موشک SM-6 بسیار موثر و انعطاف پذیر است و می تواند اهدافی را که فراتر از برد سامانه Aegis هستند مورد هدف قرار دهد. بنابراین به یک هواپیمای رادارگریز نیاز است که بتواند داده های لازم را از فاصله دور برای آن بفرستد.

در سالهای اخیر روسیه و چین با استفاده از سامانه های دفاعی پیشرفته و دوربرد خود حبابهای عظیمی پیرامون مناطق تحت نفوذ خود ایجاد کرده‌اند که ورود به آنها برای رزمناوها یا جنگنده‌های نسل چهارم ناتو غیرممکن است. اما یک جنگنده رادارگریز نسل پنجمی با امکان sensor fusion می‌تواند به این فضاها نفوذ کرده و مکان سامانه‌ها ضدهوایی آنها را شناسایی کند.

منبع: Lockheed Martin Website


برچسب‌ها: F-35، Aegis، NIFC-CA، جنگنده، رادارگریز
تاریخ ارسال: جمعه 2 مهر‌ماه سال 1395 ساعت 09:15 ق.ظ | نویسنده: اصغر ناصری | چاپ مطلب 0 نظر

مساله نیکوماک


رشته اعداد فرد راکه از واحد شروع شده اند به گروههایی تقسیم کرده ایم بطوری که تعداد جملات در گروههای متوالی، رشته اعداد طبیعی را تشکیل دهند. ثابت کنید مجموع اعداد هر گروه برابر است با مکعب تعداد جملات آن.

 

حل (از اصغر ناصری):

منظور گروههای زیر از اعداد فرد هستند:

(1)  (3, 5)  (7, 9 11)  (13, 15, 17, 19)  …

 

ابتدا یک فرمول استقرایی برای اولین عدد هر گروه می سازیم. این فرمول می تواند بصورت زیر باشد:

an = n2 – n + 1

برای مثال اولین عدد گروه چهارم برابر است با:

a4 = 42 – 4 + 1 = 13

بنابراین عدد اول گروه m ام برابر است با:

am = m2 – m + 1

 

گروه m ام یک تصاعد حسابی با جمله اول m2 – m + 1 و تعداد جملات m و قدر نسبت 2 است. بنابراین مجموع جملات آن برابر است با:


Sm = (m / 2) [ 2 a1 + (m - 1) d ] = (m / 2) [ 2 (m2 – m + 1) + (m – 1) (2)] =  (m / 2) (2 m2) = m3

 

این مساله ریاضی جالب به عنوان مساله نیکوماک معروف است. متاسفانه نسخه ای از این مساله به عنوان یک تست در کنکور سراسری تجربی سال 1394 مطرح شده است که به نظر بنده مناسب طرح به عنوان تست چهارگزینه ای نیست.

 

تاریخ ارسال: پنج‌شنبه 25 شهریور‌ماه سال 1395 ساعت 02:14 ب.ظ | نویسنده: اصغر ناصری | چاپ مطلب 0 نظر

هواپیماهای شگفت انگیز: اف-14 تامکت

تالیف: اصغر ناصری 

 

مقدمه 

 

مجموعه مقالات هواپیماهای شگفت انگیز به معرفی مهمترین هواپیماهای جنگی تاریخ نبردهای هوایی می پردازد که علاوه بر دستاوردهای تکنولوژیکی مهم نقش موثری در تغییر شرایط تاریخ جنگها داشته اند. از این مجموعه تاکنون مقالات زیر در این وبلاگ منتشر شده است: 

 

1. هواپیماهای شگفت انگیز: SR-71 پرنده سیاه 

2. هواپیماهای شگفت انگیز: P-51 Mustang 

3. هواپیماهای شگفت انگیز: بمب افکن استراتژیک B-36 

4. هواپیماهای شگفت انگیز: Hughes HK-1 Hercules یا غاز صنوبری 

5. هواپیماهای شگفت انگیز: بمب افکن بی 17  

6. هواپیماهای شگفت انگیز: میگ 15

7. هواپیماهای شگفت انگیز: بمب افکن بی 29

 

این مقالات با بهره گیری از منابع معتبر تالیف شده است. خواهشمند است در صورت استفاده منبع اصلی آن یعنی وبلاگ دنیای علم و تکنولوژی را ذکر فرمایید.  

 

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

هواپیماهای شگفت انگیز: اف-14 تامکت


اف 14 تامکت برای بیش از سه دهه جنگنده-رهگیر خط مقدم نیروی دریایی ایالات متحده بود. شرکت گرومن این جنگنده بال متغیر مافوق صوت را در سال 1974 برای دفاع از ناوگانهای دریایی ساخت اما در سالهای پایانی خدمت خود، این جنگنده بمباران دقیق اهداف زمینی را نیز می توانست انجام دهد. اف 14 در سال 2006 از خدمت نیروی دریایی ایالات متحده خارج شد لیکن هنوز به خدمت در نیروی هوایی ارتش جمهوری اسلامی ایران ادامه می دهد.


اف 14 نیروی هوایی ارتش جمهوری اسلامی ایران در حال شلیک موشک فونیکس


اف 14 هم به عنوان یک جنگنده برتری هوایی و هم یک رهگیر دورپرواز طراحی شده و بویژه برای مقابله با بمب افکنهای دورپرواز و موشک های کروز شوروی تطابق یافته بود. بالهای متغیر این هواپیما بطور خودکار در حین پرواز حرکت می کرد بطوری که برای حرکت با سرعت بالا به سمت عقب و برای پرواز با سرعت پایین بویژه در حین نشست و برخاست به سمت جلو می چرخید. در کابین خلبان وظایف ناوبری، ردیابی هدف، دفاع الکترونیک و آتش بسوی هدف بین خلبان و افسر رهگیری رادار تقسیم می شد. اف 14 همچنین دارای یک رادار بزرگ AWG-9  با مودهای جستجو و ردیابی متعدد بود که می توانست 24 هدف را بطور همزمان ردیابی کرده و بسوی شش تای آنها در فاصله 97 کیلومتری شلیک کند. در مدل F-14D رادار APG-71 استفاده شد که دارای قابلیت های بالاتری بود.


اف 14 ابتدا به موتور TF-30 ساخت پرات اند ویتنی مجهز بود. عملکرد این موتور با انتقادات فراوانی همراه بوده و بیش از 28 درصد حوادث پیش آمده برای این هواپیما به موتور آن نسبت داده شده است. در برخی ارتفاعات دود ناشی از شلیک موشک باعث واماندگی کمپرسور موتورها می گردید. نسبت نیروی پیشرانه به وزن هواپیما در حداکثر وزن بلند شدن 0.56 و بسیار کمتر از 0.85 برای مدلهای اولیه اف 15 بود. موتور جنرال الکتریک F-110 که در مدلهای بعدی مورد استفاده قرار گرفت بسیاری از این مشکلات را حل کرده یا بهبود بخشید.


سلاح برتر اف 14 موشک دوربرد فونیکس AIM-54 بود که شش تای آنها در زیر بدنه اف 14 مستقر می شد. موشک فونیکس دارای رادار فعال بود و خلبان می توانست پس از شلیک آن، منطقه نبرد را ترک کند. اف 14 می‌توانست موشک هدایت راداری نیمه فعال اسپارو و موشک حرارتی سایدویندر را نیز حمل کند. در سالهای آخر خدمت، این جنگنده به قابلیت پرتاب بمبهای لیزری و هدایت شونده نیز مجهز گردید.


در طول جنگ سرد از اف 14 برای رهگیری بمب افکن های روسی در قلمرو دریایی و هوایی کشورهای عضو ناتو استفاده می شد.


تنها خریدار خارجی اف 14 ارتش شاهنشاهی ایران بود که در دهه 1970 حدود 80 فروند از این جنگنده ها را دریافت کرد. اف 14 های ایرانی در جنگ عراق علیه ایران نقش موثری بازی کردند و رادارقدرتمند AWG-9 به همراه موشک فونیکس به آنها برتری هوایی قابل توجهی در برابر هواپیماهای عراقی بخشید. در ابتدای جنگ از این هواپیما به عنوان یک آواکس کوچک برای هدایت سایر هواپیماهای جنگی از قبیل فانتوم اف 4 و اف 5 استفاده می شد. لیکن با بالاگرفتن جنگ آنها بطور مستقیم در جنگ های هوایی درگیر شدند. فردی که پژوهش مفصلی درباره تامکت های ایرانی و نقش آنها در جنگ عراق علیه ایران انجام داده تام کوپر است که آمار نسبتا مستدلی در این باره نیز گردآوری نموده است. به عقیده تام کوپر در طی هشت سال جنگ، حدود 160 فروند هواپیمای عراقی توسط اف 14 های ایران سرنگون شدند که از آن جمله می توان 58 فروند میگ 23، 33 فروند میگ 21، 23 فروند سوخوی 20 و 22، نه میگ 25، پنج توپولف تی یو 22، دو میگ 27، یک هلی کوپتر میل ام آی 24 و چند هواپیمای دیگر را نام برد. مهارت بالای خلبانان ایرانی در این پیروزی ها بسیارموثر بود. تام کوپر معتقد است تنها سه اف 14 ایرانی توسط میراژهای اف یک عراقی سرنگون شدند و سایر ادعاهای عراقی ها در این رابطه را بی اساس می داند. عملیاتی نگه داشتن هواپیمای پیچیده ای مانند اف 14 بدون کمک خارجی کار دشواری بود که توسط متخصان ایرانی در طی جنگ بخوبی صورت پذیرفت.




برچسب‌ها: جنگنده
تاریخ ارسال: پنج‌شنبه 25 شهریور‌ماه سال 1395 ساعت 12:47 ق.ظ | نویسنده: اصغر ناصری | چاپ مطلب 0 نظر

نظریه های علمی زمین لرزه

گردآوری و ترجمه: اصغر ناصری


زمین لرزه ها مخربترین رویدادهای طبیعی بشمار می روند. در اغلب اوقات بدون هیچ هشدار پیشینی روی می دهند که آنها را به ترسناکترین و غیرقابل پیش بینی ترین پدیده طبیعی تبدیل می سازد.  بطور معمول هرسال دو زمین لرزه به قدرت 8 ریشتر در سطح جهان روی می دهد. ایران در ناحیه کمربند کوهستانی هیمالیا واقع شده که جوانترین ناحیه کوهستانی دنیا محسوب شده و در معرض تحولات مداوم است. گسترش کف دریای سرخ در نتیجه خروج مواد مذاب درون پوسته زمین، منجر به حرکت صفحه تکتونیکی عربستان بسوی ایران شده و حرکت سایر صفحات لیتوسفری پیرامون ایران را موجب می شود. در نتیجه این حرکات، لرزش های مخربی در داخل و پیرامون کشور ایران روی می‌دهد. تهران پایتخت کشور به عنوان پرجمعیت‌ترین شهر، بسیار خوش اقبال بوده است که در قرن اخیر زمین لرزه ای را تجربه نکرده است. آخرین زمین لرزه در سال 1830 در این شهر روی داده که شدت آن 7.2 ریشتر بوده است. 


نظریه‌های علمی زمین لرزه


برای توجیه دلایل بروز زمین لرزه دو نظریه عمده ارائه شده است:


·         نظریه انتشار اتساع[1] در ایالات متحده

·         نظریه ناپایداری اتساع[2] در شوروی سابق


اولین مرحله در هر دو مدل عبارت از افزایش کرنش کشسان در یک صخره است که آن را وارد حالت اتساع می کند. حالت اتساع به معنی افزایش غیرکشسان (برگشت ناپذیر) در حجم صخره است که پس از رسیدن تنش در صخره به نصف میزان استحکام شکست آن روی می‌دهد. در طی حالت اتساع، شکاف‌های باز در صخره‌ها پدیدار می‌شود. در این مرحله اولین تغییرات فیزیکی در صخره روی می‌دهد که نشانی از زمین لرزه‌های آتی است. در این مرحله دو مدل یاد شده واگرا می‌شوند. مدل تدوین شده در ایالات متحده چنین خاطرنشان می‌سازد که اتساع و شکاف خوردن صخره ها در اصل به کاهش آب موجود در صخره اتساع یافته مربوط می شود که امواج لرزه ای کند و رویدادهای لرزه ای کوچکی را موجب می‌گردد. سپس بواسطه جریان یافتن آب بدرون شکافهای باز، فشار آب در خلل و فرج صخره افزایش یافته و با تضعیف صخره، جابجایی قطعات آن در طول شکافها را موجب شده و زمین لرزه را پدید می آورد.


در طرف دیگر در مدل روسی چنین فرض می شود که در اولین مراحل رویداد زمین لرزه، ترکهای متعددی بروز کرده و بخشی از تنش آزاد می شود. لیکن در نتیجه این امر وضعیتی ناپایدار پدید آمده و در نهایت جابجایی های بزرگی در طول یک شکاف حاصل می گردد. شکافهای لرزه ای به عنوان نواحی در طول گسل های فعال تعریف می شوند که قادرند زمین لرزه بزرگی تولید کرده لیکن در سالهای اخیر چنین رویدادی در آنها رخ نداده است. چنین تصور می شود که در این نواحی کرنش های تکتونیکی ذخیره شده و در نتیجه مستعد تولید زمین لرزه های آینده هستند.  هر گسلی که در طول دوره زمین شناسی کواترنری جابجا شده به عنوان یک گسل فعال شناخته می شود. بنابراین گسل های غیرمتحرک در طول سه میلیون سال اخیر بطور کلی در رده گسل های غیرفعال قرار می گیرند. بنابراین گسل های فعال مسئول بروز زمین لرزه ها و شکاف خوردن سطح زمین هستند.


منبع:


Earthquake Management in Iran: A compilation of literature on earthquake Management, Iranian Studies Group at MIT, 2004



[1] . Dilatancy-diffusion

[2] . Dilatancy-instability

برچسب‌ها: زمین لرزه
تاریخ ارسال: دوشنبه 22 شهریور‌ماه سال 1395 ساعت 07:10 ب.ظ | نویسنده: اصغر ناصری | چاپ مطلب 0 نظر
   1      2     3     4     5      ...      111   >> صفحات وبلاگ