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

مكنة السلطة التنفيذية من تنفيذ القوانين الضريبية
2024-02-18
الحقيقة والــــــمجاز
5-8-2016
من أين يأتي عالم اليوم؟
2023-06-24
تعريف التحقيق الصحفي
10-12-2020
المولى عبد الرزاق بن المولى
21-12-2017
Using Lewis Electron Structures to Explain Stoichiometry
9-7-2020

Thru-Earth Train  
  
1476   05:46 مساءاً   date: 2-8-2016
Author : Sidney B. Cahn Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 8


Read More
Date: 13-7-2016 1118
Date: 2-8-2016 897
Date: 11-8-2016 1002

Thru-Earth Train

A straight tunnel is dug from New York to San Francisco, a distance of 5000 kilometers measured along the surface. A car rolling on steel rails is released from rest at New York, and rolls through the tunnel to San Francisco (see Figure 1.1).

Figure 1.1

a) Neglecting friction and also the rotation of the Earth, how long does it take to get there? Take the gravitational acceleration g = 980 m/s2 and the radius of the Earth R = 6400 km.

b) Suppose there is now friction proportional to the square of the velocity (but still ignoring the rotation of the Earth). What is the equation for the phase space trajectory? Introduce suitable symbols for the constant of proportionality and for the mass of the car, and also draw a sketch.

c) We now consider the effects of rotation. Estimate the magnitude of the centrifugal and Coriolis forces relative to the gravitational force (ignore friction). Take New York and San Francisco to be of equal latitude (approximately 40° North).

SOLUTION

a) The radial force acting on a particle at any given point inside the Earth depends only on the mass of the sphere whose radius is at that point (see

Figure 1.2a

Figure 1.2a):

where m is the mass of the car, so

The accelerating force will be

so we have

On the surface of the Earth

resulting in

which describes oscillatory motion of frequency   Half of the period of this oscillation is the time for the train to get to San Francisco

b) If there is friction proportional to the square of velocity we have an additional term

where α is the proportionality coefficient for the friction force. Using p = mẋ we obtain

Or

(see Figure 1.2b).

Figure 1.2b

c) The acceleration due to the centrifugal force is given by the formula

where is defined in Figure 1.2a, and ω = 2π/T is the angular frequency of the Earth’s rotation. So the maximum centrifugal acceleration |ac|max is on the surface of the Earth

For New York θ ≈ 40o yielding

So the centrifugal force is only about 0.3% of the gravitational force. The acceleration due to the Coriolis force is

From (a):

Where ϕ = L/2R = 2500/6400 ≈ 0.39 rad. So,

and |aCor|max = 2ωΩRsinϕ, where Ω is the frequency of oscillation found in (a):  and so  Hence, the Coriolis force is about 5% of the gravitational force.




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.