فیزیک دهم فصل اول

فیزیک دهم_فصل اول_مدل سازی در فیزیک

زمان مطالعه: ۳ دقیقه

مدل سازی در فیزیک

در طول تاریخ واژه ی مدل سازی به طور کلی در تمام آموزش های علوم بسیار فراگیر بود است. در فیزیک ، به مدل های ساختار اتم و هسته ، جسم جامد ، حرکت اجسام و نیروها و مدل های بسیار ، دیگری پرداخته میشود.

مفهوم:

عبارت مدل یکی از مفاهیم پرکاربرد در علم فیزیک است . فیزیکدانان یک مسئله واقعی را حل نمی کنند ، بلکه به جای آن مسئله ، مدلی ساده شده از مسئله واقعی را به وجود می آورند تا به کمک آن مسئله را حل کنند.

تعریف:

مدل سازی روشی است که در آن فیزیکدانان به کمک رسم شکل یک پدیده فیزیکی را آنقدر ساده می کنند تا بتوانند به بررسی و توضیح و توصیف و تحلیل آن بپردازند.

چگونگی مدلسازی در فیزیک:

گام اول در مدل سازی از مشاهده آغاز می شود . مشاهده ای دقیق و قابل تحلیل که به بررسی عوامل تاثیر گذار (مثل نیروها) در وقوع پدیده ها می پردازد . در این بین به آن دسته از عوامل توجه می شود که اثر مهم تر و تعیین کننده تری دارند و از عوامل با اثر جزئی و بی تاثیر مثل مقاومت هوا و یا ابعاد اجسام نادیده گرفته می شود.

درک و تعریف مشترک فیزیکدانان در خصوص ویژگی های یک مدل:

• مدل روایت ساده شده ی یک فرآینده تصویری را مورد بررسی قرار میدهد.
• مدل می تواند توضیحی یا توصیفی باشد.
• مدل باید توان پیشگویی داشته باشد.
• مدل باید توان پیش بینی محدودیت های یک حرکت را داشته باشد.

چند نمونه مدل سازی در فیزیک:

۱. مدل سازی حرکت توپ در هوا:

زمانی که توپ را به هوا پرتاپ می کنیم ، توپ در هوا می چرخد و در جهتی به جلو در حرکت است . بنابراین باید نیروی وارد برتوپ در حدی باشد که بر نیروی مقاوم هوا و نیروی گرانش زمین غلبه کند.

فرضیات مسئله   

فرضیات مسئله

حرکت توپ در هوا   

حرکت توپ در هوا

 

 

 

 

 

 

 

در مدل سازی ، توپ را به صورت یک ذره تصور می کنیم و جهت حرکت آن و نیروی گرانش زمین را با فلش نشان میدهیم . از نیروی مقاوم هوا در مدل سازی پرهیز میکنیم چرا که اثر آن در مقابل نیروی گرانش جزئی است و نادیده گرفته می شود.

مدل سازی حرکت توپ در هوا

مدل سازی حرکت توپ در هوا

۲. مدل سازی هل دادن اجسام:

زمانی که میز را هل می دهیم ، دو نیروی تاثیر گذار وجود دارد.
۱. نیرویی که از طرف دست ما به میز وارد می شود.
۲. نیروی اصطکاکی که بر خلاف جهت حرکت میز وارد می شود.
بنابراین در مدل سازی می توان میز را یک ذره در نظر گرفت و جهت تاثیر نیروی دست و اصطکاک را با فلش نشان داد و شکل ، جنس جسم و مقاومت هوا و… چشم پوشی کرد.

مدل سازی حرکت میز   

مدل سازی حرکت میز

۳. مدل سازی سقوط اجسام:

زمانی که  کتابی را از ارتفاعی رها میکنیم ، با صرف نظر از اندازه کتاب و ارتفاع آن ، کتاب را به صورت یک ذره تصور می کنیم.
در سقوط اجسام نیروی گرانش زمین اثر مهم تری نسبت به مقاومت هوا دارد . لذا در مدل سازی تنها نیروی گرانش با فلش نشان داده می شود و از مقاومت هوا صرف نظر می کنیم.

مدل سازی بلند کردن اجسام   

مدل سازی بلند کردن اجسام

مدل سازی سقوط اجسام 

مدل سازی سقوط اجسام

 

 

 

 

 

 

برای رفتن به ادامه فصل اول فیزیک دهم مبحث کمیت های فیزیکی اینجا کلیک کنید.

 

 

2 یک نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *