ساختمان های مقاوم در برابر زمین لرزه

ساختمان های مقاوم در برابر زمین لرزه

چگونه می توان ساختمانی مقاوم در برابر زلزله ساخت؟ پاسخ این است که کل سازه ساختمان باید کاملا روی  پی به جنبش درآید. یکی از راههای کاهش اثرات ویرانگر زمین لرزه این است که تخریب ناشی از آن را به تعداد کمی از نواحی انعطاف پذیر و قابل تعویض درون قاب سازه ساختمان محدود کنیم. در شکل زیر نوعی سازه جدید نشان داده شده است که می تواند در  برابر زمین لرزه ای به قدرت هفت ریشتر مقاومت کند. این سازه حاصل پژوهشی است که سال 2009 در دانشگاه ایلینویز آمریکا به انجام رسیده است.

وقتی امواج زمین لرزه به ساختمان برخورد می کنند، این سیستم نوین باعث اتلاف انرژی از طریق قاب فولادی، در هسته و بیرون ساختمان می شود. این قابها می توانند درون اتصالات نصب شده به پایه ها بصورت آزاد به بالا و پایین حرکت کنند. تاندون های فولادی که از کابل فولادی تابیده ساخته شده اند طول هر قاب را در می نوردند و با محدود ساختن دامنه حرکتی قابها مانع گسیختن آنها می شوند. وقتی لرزه ها متوقف می شوند، همین قابها ساختمان را به وضعیت شاغولی خود باز می گردانند.

اما انرژی زمین لرزه به کجا می رود؟ در قاعده هر چارچوب یک فیوز فولادی انعطاف پذیر است که قسمت عمده نیروی لرزه ها را می گیرد و مانع آن می شود که قاب و تاندونهای تشکیل دهنده آن کل بار را به دوش بکشند. فیوزها مانند یک فیوز برقی در اثر ترکیدن براحتی قابل تعویض هستند. بنابراین پس از یک لرزه ساختمان می تواند برای مواجهه با لرزشهای بعدی زمین به فیوزهای نو مجهز شود.

برای آزمایش این سازه نوین، پژوهشگران یک مدل سه چهارم از یک ساختمان سه طبقه اصلی در مساحت 40 در 60 متر و وزنی معادل یک ساختمان در اندازه اصلی ساختند. ارتعاشی با قدرت 7 ریشتر تنها صدماتی به فیوزها وارد ساخت و کل سازه سالم ماند.

شاید نویدبخش ترین جنبه سیستم مزبور، قابلیت نصب آن در ساختمانها یموجود با استفاده از مصالح معمولی باشد. این سازه نه تنها می تواند جانهای بسیاری را نجات دهد، بلکه از صدمات اقتصادی و زیست محیطی زمین لرزه بسیار خواهد کاست.

https://www.popsci.com/scitech/article/2009-09/new-earthquake-resistant-design-keeps-buildings-standing-during-violent-quakes

اعداد اول فرما

یک عدد اول (prime number) عددی صحیح است که تنها بر یک و خودش بخش پذیر باشد. مطالعه اعداد اول بخش مهمی از نظریه اعداد را تشکیل می دهد. اعداد اول آجرهای ساختمانی نظریه اعداد هستند زیرا هر عدد صحیح را می توان به صورت ضرب عاملهای اول نوشت. در نظریه اعداد براحتی ثابت می شود که مجموعه اعداد اول نامتناهی هستند یعنی بزرگترین عدد اول وجود ندارد.

در طول تاریخ تلاشهای فراوانی برای بسط روشهای تشخیص اول بودن اعداد انجام شده است و این موضوع هنوز محل بحث و تحقیق در ریاضیات است.

اعداد فرما که شکل کلی 

دارند برای چند قرن مورد کنکاش قرار گرفته اند. پنج عدد نخست این مجموعه:

همگی اول هستند. فرما در قرن شانزدهم ادعا کرد که تمامی اعداد فرما اول هستند. این یکی از اشتباهات معدود ولی بزرگ فرما بود. برای n = 5 به یک عدد مرکب بر می خوریم:

برخی اعداد اول بسیار بزرگ از فرمول بالا بدست می آیند. ماند عدد غول آسای اسکات:

---

تدریس خصوصی ریاضیات دبیرستان و دانشگاه توسط مدرس مجرب با سابقه بیش از بیست سال تدریس دروس مختلف ریاضی - شماره تماس [phone]   (ناصری)

نابودی کره زمین در سال 2600 به پیشگویی بزرگترین فیزیکدان حال حاضر دنیا

استفن هاوکینگ به اتفاق آرا یکی از بزرگترین دانشمندان علم فیزیک پس از دوره آلبرت اینشتاین است. او اخیرا در یکی از اظهار نظرهای جنجالی خود آینده بسیار نزدیکتری ازتخمین های گذشته را برای پایان زندگی نوع بشر بر روی زمین پیش بینی کرده است. به باور این دانشمند، مصرف بی رویه انرژی و افزایش غیرقابل کنترل جمعیت کره زمین را تا چند قرن آینده به کره ای آتشین تبدیل خواهد کرد، اتفاقی که بخش بزرگی از حیات را از بین خواهد برد.

هاوکینگ تنها راه نجات بشر را سفر به سیارات مسکونی دیگر می داند. به باور او انسان باید فضاپیمای سبک و بسیارسریعی بسازد که قادر به پرواز با سرعتی نزدیک به نور باشد. چنین فضاپیمایی قادر خواهد بود در عرض یک ساعت به کره مریخ و تنها در چند روز به پلوتون برسد. سفر این سیاره و کشف سیاره قابل سکونتی در نزدیکی آلفاقنطورس، نزدیک ترین ستاره به خورشید ما، حدود بیست سال طول خواهد کشید.

نوع بشر تنها گونه ای از موجود زنده است که توانسته بر سرنوشت کره زمین، تنها کره مسکونی شناخته شده در عالم تاثیر بگذارد. الون ماسک مدیر اجرایی ارشد شرکت سازنده  فضاپیمای SpaceX نیز بر این باور است که  رشد غیرقابل کنترل جمعیت، در آینده ای نزدیک بشریت را از روی کره زمین محو خواهد کرد. او تنها راه را زندگی بر روی کرات دیگر می داند. خودخواهی و نادانی بشر و سودجویی بی حد و حصر او اکنون سرنوشت کل بشریت را با ابهام مواجه ساخته است.

منبع اصلی:

https://www.cnbc.com/2017/11/07/stephen-hawking-humans-will-turn-earth-into-a-giant-ball-of-fire-by-2600.html

ستاره های غول سرخ

یک ستاره زندگی خود را از درون ابری از غبار به نام سحابی یا نبولا (Nebula) آغاز می کند. سحابی ابری از گاز هیدروژن و غبار در فضا است. سحابی‌ها انواع مختلفی دارند. یک سحابی تشعشعی، مانند اوریون، به روشنی می‌درخشد زیرا گاز درون آن توسط ستارگانی که در آن شکل گرفته‌اند بشدت داغ می‌شود. در یک سحابی بازتابشی، نور ستارگان توسط ذرات غبار موجد در سحابی بازتابیده می‌شود. سحابی پیرامون خوشه پله‌ ئیدس (Pleiades) نوعی از سحابی بازتابی است. سحابی تاریک نیز وجود دارد، به عبارتی ابرهای متراکمی از هیدروژن مولکولی که نور ناشی از ستارگان پشت سر آن را جذب می‌کنند. سحابی‌های سیاره‌ای نیز لایه‌های بیرونی یک ستاره هستند که وقتی یک ستاره از حالت غول قرمز به کوتوله سفید تبدیل می‌شود، بخشی از جرم خود را بدین صورت از دست می‌دهد.

سحابی اوریون

ستاره

یک ستاره کره فروزانی از گاز است که نور و گرمای خود را از واکنش‌های هسته‌ای بدست می‌آورد. ستاره‌ها از سحابی زاده می‌شوند و در ابتدا بیشتر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند. دمای سطحی آنها از 2000 تا 30000 درجه سلسیوس متغیر است و بر حسب دمای سطحی رنگ آنها از سرخ به آبی –سفید می‌گراید. درخشان‌ترین ستاره‌ها جرمی حدود 100 برابر خورشید دارند و با نوری میلیونها برابر نور خورشید تابش می‌کنند. این ستارگان قبل از تبدیل به ابرنوستاره (سوپر نوا) چند میلیون سال عمر می‌کنند. کم فروغ ترین ستاره ها کوتوله‌های قرمز هستند که درخشش آنها یک هزارم درخشندگی خورشید است.

 یک ستاره در مرحله اصلی چرخه عمر خود دارای تعادل هیدرواستاتیکی است.'گرانش (جاذبه نیوتنی) میان ذرات ستاره سعی در متراکم کردن آن دارد که این تراکم بر فشار داخلی ستاره و دمای آن می افزاید تا جایی که در هسته ستاره واکنش همجوشی هسته ای شروع شده و دمای مرکز ستاره تا میلیونها درجه سلسیووس بالا می رود. بدین ترتیب انبساط حرارتی با تراکم گرانشی مقابله کرده و ستاره در طول مرحله اصلی عمر خود در تعادل هیدروستاتیکی بسر می برد.

کمترین جرم ممکن برای یک ستاره حدود 8 درصد جرم خورشید است که با این وجود 80 برابر جرم سیاره عظیم مشتری است. کمتر از این حد واکنش هسته ای در هسته ستاره روی نخواهد داد. ستاره ای مانند خورشید در انتهای عمر چند میلیارد ساله خود بصورت یک غول سرخ متورم شده و پیش از آن لایه‌های بیرونی خود را بصورت یک سحابی سیاره‌ای از دست می‌دهد و در انتها نیز به یک کوتوله سفید بسیار چگال متراکم می‌شود.

غول سرخ

زمانی که ستاره‌ای به بزرگی خورشید بیشتر ذخیره هیدروژن هسته خود را از دست می‌دهد، دیگر نخواهد توانست گرمای کافی تولید کرده و نیروی گرانش پرتوان باعث چروک خوردن هسته آن می شود. متراکم شدن هسته گرمای عظیمی تولید می کند که باعث بالا رفتن دمای هسته ستاره تا صدها میلیون درجه سلسیوس می‌گردد. این حرارت عظیم لایه‌های بیرونی ستاره را منبسط کرده و آن را به غول قرمزی بدل می‌کند. یک غول قرمز می‌تواند قطری 10 تا 100 برابر قطر کنونی خورشید داشته باشد. غولهای قرمز بسیار درخشنده‌اند زیرا سطحی بسیار بزرگ دارند گرچه دمای سطحی آنها از 3000 درجه سلسیوس تجاوز نمی‌کند.

یکی از معروفترین غولهای سرخ، ستاره ابط الجوزا است که در فاصله 600 سال نوری از زمین قرار دارد. ابط الجوزا یک ابرغول قرمز با قطری حدود 1400 برابر خورشید است. ابط الجوزا در آینده نزدیک یک انفجار ابرنوستاره ای را تجربه خواهد کرد بطوری که در طول روز نیز قابل مشاهده خواهد بود.

واضح ترین تصویری که از ابط الجوزا گرفته شده و سطح ابرغول قرمز رنگ را نشان می دهد.

حقایق علمی ساده ولی تکان دهنده

حقایق علمی که در زیر بیان می‌شوند بسیار ساده و در عین حال شگفت آور و تکان دهنده اند و از آنجا که با ارقام ریاضی سروکار دارند در این وبلاگ آورده شده‌اند.

1. در بدن یک انسان متوسط به آن میزان رشته وراثتی DNA وجود دارد که بتوان با آنها ریسمانی از خورشید تا سیاره پلوتون و بالعکس کشید – البته 17 بار!

ادامه مطلب