انجمن علمی فیزیک دبیرستان شاهد لاهیجان

 بدون اغراق می توان گفت سی دی ها حق بسیار زیادی بر گردن دنیای کامپیوتر دارند. رضا جوالچی : جابه جایی از دیسکت به سی دی رام در چند سال گذشته افزایش یافته است. امروزه بسیاری از سازندگان، نرم افزارهای خود را روی سی دی رام عرضه می کنند زیرا این رسانه داده های بسیار زیادی را در خود جای می دهد و برای ذخیره و بازیابی داده به صورت یک انتخاب طبیعی درآمده است. بدون اغراق می توان گفت سی دی ها حق بسیار زیادی بر گردن دنیای کامپیوتر دارند. خلق سی دی ها که به اندازه500 فلاپی دیسک گنجایش دارند باعث ایجاد جهش در برنامه های تولیدی توسط برنامه نویسان شد. شاید به طور روزانه چندین بار از دستگاه های سی دی رام نصب شده در کامپیوترتان بدون اطلاع از نحوه کار آنها استفاده کنید. اگر دانستن نحوه عملکرد این درایوهای محبوب برایتان جالب است باید بدانید که درون دستگاه سی دی رام یک موتور وجود دارد که صفحه سی دی رام را می چرخاند. یک هد هم درون این دستگاه روی سطح سی دی رام حرکت می کند تا از بخش های مختلف صفحه سی دی رام اطلاعات را بخواند. حرکت این هد روی صفحه سی دی رام مشابه حرکت سوزن گرامافون های قدیمی روی صفحه گرامافون است با این تفاوت که هد در سی دی رام با صفحه به هیچ وجه برخورد نمی کند. گردش صفحه سی دی رام در دستگاه به دو نوع متفاوت صورت می گیرد. در یک روش سرعت خواندن داده ها خیلی بالا نیست و در حد مشخصی ثابت می ماند. در روش دیگر می توان با سرعت فوق العاده بالایی داده ها را از دیسک خواند اما نه همیشه و نه برای همه داده ها. روش فنی ساخت دستگاه های سی دی رام تا همین اواخر روشی معروف به سرعت ثابتی خطی یا clv بود. در روش clv سرعت داده ها همیشه ثابت است چه سی دی رام از شیار درونی بخواند چه از شیار بیرونی زیرا سرعت چرخش صفحه تغییر می کند. وقتی دستگاه سی دی رام از مرکز صفحه دور می شود و به شیارهای بیرونی نزدیک می شود، سرعت چرخش صفحه کند می شود. بدین ترتیب با تند و کند کردن گردش صفحه سی دی رام اطلاعات در هر جای دیسک که باشد با سرعت ثابتی بازیابی می شود. سازنده سی دی رام هم به سادگی می تواند سرعت دستگاه را مشخص کرده و روی دسته بندی اعلام کند. اشکال این روش در این است که تغییرات مداوم در گردش صفحه باعث تاخیر در خواندن می شود زیرا هد دستگاه برای خواندن اطلاعات باید صبر کند تا گردش صفحه تغییر کرده و تند یا کند شود. این تاخیر مانعی در راه ساخت دستگاه های خیلی سریع است و اجازه نمی دهد سرعت بازیابی داده ها از مقدار معینی فراتر برود. نیاز به سرعت بیشتر در بازیابی داده ها باعث شد تا روش فنی دیگری ابداع شود که به روش cav یا سرعت زاویه ای ثابت معروف است. در روش cav درست برعکس clv عمل می شود یعنی سرعت گردش صفحه ثابت است و سرعت خواندن داده هاست که تغییر می کند. در این روش هر چه هد از مرکز صفحه به سمت بیرون می رود، سرعت بازیابی داده ها بیشتر می شود در نتیجه سرعت کار دستگاه کاملا بستگی دارد به اینکه داده ها چگونه و در کجای صفحه سی دی رام پراکنده شده باشند.

مشاهده انرژی جنبشی

وسایل لازم: چند تکه یونولیت یا کارتن مثل هم، 2 وزنه یا 2 سنگ با وزن های مختلف (50 تا 100 گرم)

شرح :
یکی از تکه های یونولیت را هدف قرار دهید و وزنه یا سنگ را به آرامی به سوی آن پرتاب کنید. (مواظب سر و چشم دانش آموزان باشید!!!) . یونولیت دیگری را هدف قرار دهید و وزنه را از همان جای قبلی ولی بسیار محکم تر از پیش به سمت آن پرتاب کنید. خرابی یونولیت ها را با هم مقایسه کنید.

• وقتی سنگ را محکم تر پرت می کنید، سرعت آن (تندتر - کندتر ) می شود.
• در این حالت، تخریب یونولیت ( بیشتر- کمتر) از حالت اول است.
• انرژی ای که سنگ در هنگام حرکت خود داشت، در برخورد با یونولیت چه می شود؟ صرف تخریب آن می شود.

پس :

هر چه سرعت جسم بیشتر باشد، انرژی جنبشی آن ( بیشتر-کمتر ) است.

حال سنگ های مختلف را با سرعت های تقریبا یکسان به سمت یونولیت های مختلف پرت کنید و باز آثار تخریب سنگ های مختلف را با هم مقایسه کنید.

• سنگ سنگین تر اثر تخریبی ( کمتر-بیشتر)ی روی یونولیت دارد.

هر چه جرم جسم بیشتر باشد، انرژی جنبشی آن ( کمتر- بیشتر ) است.

با توجه به آنچه در فعالیت بالا دیدیم انرژی جنبشی را به صورت زیر تعریف می کنیم :

 K= 1/2 mv²
در این رابطه اگر جرم را بر حسب کیلوگرم و سرعت را بر حسب متر بر ثانیه فرار دهیم، انرژی بر حسب واحد استاندارد آن یعنی "ژول" بدست می آید.

مسایل زیر می تواند برای مقایسه انرژی های مختلف با یکدیگر و پیدا کردن شهودی از واحد ژول، به دانش آموز کمک کند. همچنان که مهارت او را در حل مسایل ابتدایی انرژی بالا می برد.

1- جرم اتوموبیل پیکان 1100 کیلوگرم است. اگر این ماشین با سرعت 100 کیلومتر بر ساعت در حال حرکت باشد، انرژی جنبشی آن چقدر است؟ (به واحد ها دقت کنید)
این اتوموبیل از گاز طبیعی (CNG ) برای سوخت استفاده می کند.برای به دست آوردن این مقدار انرژی جنبشی چند گرم گاز نیاز دارد؟ ( فرض کنید بازده اتوموبیل 20% باشد)

2- معلم ورزش تان در امتحان دو سرعت از شما می خواهد که مسافت 65 متر را در زمان کمتر از 10 ثانیه طی کنید. انرژی جنبشی شما در طول امتحان چقدر است؟ (وزن خود را بنویسید)

3- پرستوهای مهاجر هنگام کوچ سالیانه خود می توانند با سرعت 150 کیلومتر بر ساعت پرواز کنند. اگر جرم یک پرستو 500 گرم باشد، انرژی جنبشی هر پرستو هنگام پرواز چه قدر است؟

پس از حل این مثال ها توجه دانش آموزان را به اعدادی که بدست آورده اند جلب کنید. از آن ها بخواهید قدرت پرستو را با قدرت خودشان که تنها مدت بسیار کوتاهی می توانند با سرعت مشابه بدوند، مقایسه کنند. این پرستوهای مهاجر حدود 2 ماه در سفرند.
 

صفحه بعد

انجمن فیزیک شاهد