لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 33
مقدمه
رابرت هوک، فیزیکدان شهیر انگلیسى روز هیجدهم ژوئیه سال 1635 میلادى در دهکده فرش واتر واقع در ساحل جنوبى انگلیس چشم به جهان گشود.پدرش کشیش همان محل بود و در خانه کوچکى زندگى مىکرد. هوک از بدو تولد بسیار ضعیف و لاغر بود و چنانچه از یادداشتهاى دوران جوانى او بدست مىآید، کمتر غذایى به مزاجش سازگار بود، به علت التهاب سینوسهاى پیشانى اش، همواره سردرد و سرگیجه داشت، دائما مبتلاء به زکام بود و از این بیمارى به شدت رنج مىبرد، شبها نمىتوانست بخوابد و اگر هم ساعتى مىخوابید، در خواب با رویاهاى ترسناک و کابوسهاى وحشتناکى دست به گریبان مىشد و درد و بى خوابى سبب تندخویى و بىحوصلگى هوک و در نتیجه باعث گله و شکایت دیگران و رنجش دوستانش مىگردید.علاوه بر این، هوک از جمال و زیبایى بهرهاى نداشت، دماغش بسیار بزرگ و دهانش گشاد بود و قیافه مضحک او هر بینندهاى را از آینده وى ناامید مىساخت!
هوک سیزده ساله بود، که پدرش را از دست داد. او پس از مرگ پدر به لندن رفت و به عنوان شاگرد، پیش سر پیتر للى یکى از نقاشان معروف مشغول به کار شد، اما بوى رنگهاى نقاشى، سردرد او را افزایش داد، ناچار نقاشى را ترک کرد و وارد مدرسه شهر وست مینستر شد. طولى نکشید که مورد توجه دکتر بوسیاى استاد مدرسه قرار گرفت و بوسیاى یار و همدم زندگى او شد. با آموختن هندسه و آشنایى جزئى با زبانهاى لاتینى و یونانى در 18 سالگى وارد دانشگاه عجیب او در حکاکى روى چوب و فلز مورد توجه قرار گرفت و با آشنایى به موزیک، به عنوان آوازه خوان در دانشکده کرایست چرچ دانشگاه آکسفورد مشغول به کار شد.هوک در این دانشکده، پیش خدمت شخصى به نام گودمن بود و با پولى که از پیش خدمتى و آوازخوانى به دست مىآورد، زندگى خود را اداره مىکرد.در دانشگاه آکسفورد، عده معدودى از جوانان با استعداد، که علاقه خاصى به علوم آزمایشگاهى داشتند، دست به یک رشته مطالعات تازهاى زدند.رابرت بویل جزء گروه فوق بود، که در زندگى هوک تاثیر فراوانى داشت. ولى هفت سال از هوک بزرگتر بود و مال و ثروت زیادى در اختیار داشت.رابرت بویل در سال 1655 هوک را که هنوز محصل بود، به عنوان معاون آزمایشگاه خود استخدام کرد.هوک در این آزمایشگاه، پمپ باد را اختراع نمود. در سال 1661 کتابى درباره خاصیت لولههاى موئین و صعود مایعات در لولههاى موئین نوشت و در این باره بررسى بیشترى نکرد، اما کتاب او مملو از نظریات تیز و داراى روح آزمایش بود.هوک دریافت که حرکت اجسام ریز، روى سطح مایعات و بالارفتن نفت از فتیله چراغ و حرکت شیره خام و پرورده ذرختان بر اثر خاصیت لولههاى موئین است.در سال 1662 هنگامى که انجمن سلطنتى امتیاز خود را دریافت کرد، هوک را به عنوان کتابدار و متصدى انجمن استخدام نمود. در اینجا هوک اجازه داشت فقط هر هفته هنگامى که انجمن تشکیل مىشود، چهار آزمایش مهم انجام دهد.او در سال 1665 کتابى درباره میکروگرافیا نوشت، این کتاب باعث شد که نام هوک جزء علماء بزرگ در تاریخ علوم ثبت گردد. کتاب او در انجمنهاى علمى انگلستان مورد توجه خاصى قرار گرفت و بعدها اسم هوک جزء دانشمندان مطالعه میکروسکپى بیولوژى ثبت گردید.هوک با میکروسکوپى که اختراع کرده بود، پس از مطالعات زیادى، شرحى درباره چشم مرکب مگس و دگردیسى حشرات و ساختمان پر پرندگان نوشت.وى در شرح ساختمان چوب پنبه براى اولین بار لغت سل به معناى سلول را به کار برد و آن را کوچکترین جزء چوب پنبه نامید.هوک به وسیله میکروسکوپ نه تنها در دنیاى موجودات جاندار مطالعات فراوانى نمود، بلکه روى ساختمان اجسام جامد نیز مطالعه کرد. و اشکال مختلف بلورهاى برف را تشریح و نقاشى نمود. با کمک آن دستگاه بیش از 60 نوع اشیاء را مشاهده مىنمود.او در تمامى رشتههاى علوم، آزمایشهاى دقیقى داشت. اولین دستگاه سنجش نور در مایعات و هم چنین اولین بارومتر یا هواسنج چرخى و غلظت سنج الکلى و اولین رطوبت سنج را اختراع کرد.هوک اولین کسى بود که درجه صفر میزان الحراره را نقطه انجماد آب قرار داد. او بنیانگذار علوم مربوط به آثار جوى بود. تئورى مکانیکى گرما و حرارت را تشریح کرد و ثابت نمود که:
اجسام بدون وجود هوا نمىسوزند.هوک پس از آزمایش در ساختمان بلورهاى کوارتز در داخل سنگ چخماق نتیجه گرفت، که ساختمان اجسام از بلورهاى مخصوص و به اشکال مختلف تشکیل شدهاند و بدینوسیله تفاوت فلزات و نمکها را مشخص کرد.طاعون کبیر در سال 1665 و آتش سوزى بزرگ در سال 1666 نصف بیشتر لندن و اهالى این شهر را از بین برد. هوک به کمک کریستو فرورن در آبادى شهر لندن کوشید و یک هفته بعد از حریق، نقشه جدیدى براى ساختن لندن، که شکل یک مثلث بود، پیشنهاد کرد.نقشه شهرسازى هوک بعدها براى احداث ساختمانهاى نیویورک بکار رفت.در سال 1674 هوک کتابى درباره ستارگان و فاصله آنها نوشت و براى مشاهده آنها اولین تلسکوپ را اختراع کرد.مشهورترین اختراع هوک، اختراع پاندول ساعت و تنظیم کار عقربههاى ساخت مچى بوسیله فنر بود. او پس از چند سال رقاص ساعت را اختراع کرد.در سال 1677 الدینبرگ منشى انجمن سلطنتى مرد و هوک به جاى او منصوب شد. هوک در زمان اشتغال در انجمن، چندین بار با نیوتن مکاتبه نمود و درباره کشف علوم، با وى اشتراک مساعى کرد.در سال 1682 هوک انجمن سلطنتى را ترک نمود.در سال 1687 پسر برادرش که سالهاى متمادى با او زندگى مىکرد، فوت شد و این واقعه، یک تشنج شدید براى هوک بود. بعد از گذشت یکى دو سال از این واقعه، هوک سلامت خود را از دست داد و در سوم مارس سال 1703 میلادى و در 68 سالگى در لندن درگذشت.دو سال بعد از مرگ هوک، نسخه هایى از کارهاى علمى او که در حدود چهارصد هزار لغت بود، پیدا شد.این یادداشت‌ها باعث شد که نام وى در زمره دانشمندان بزرگ در تاریخ علوم جاودان بماند.اگر چه هوک، بررسىهاى علمى و تحقیقات خود را به حد کمال نرسانید، ولى با فعالیتها و تلاشهاى مداوم و خستگىناپذیر خود توانست، کلیه تئورىهاى علمى را در اختیار علماء و دانشمندان بعد از خود قرار دهد.ل - ت- مور در شرح حالى که براى نیوتن نوشته، چنین متذکر مىشود: بهتر بود که نیوتن در اوج شهرت و معروفیت خود، گذشت بیشترى از خود نشان مىداد، و نسبت به هوک، یعنى این مغز متفکر و روح بزرگى که در زندان تن رنجور محبوس بود، محبت بیشترى مىورزید!بدین ترتیب رابرت هوک فیزیکدان معروف انگلیسى، با به جاى گذاشتن دهها اکتشاف عظیم علمى، به خاطر اخلاق تند و خشن خود، مظلومانه و بدون مقبره مشخصى به آغوش خاک آرمید. - دانشمندان بزرگ جهان علم،
آزمایش اندازه گیری ضریب سختی فنر
تئوری آزمایش
از مکانیک تحلیلی می‌‌دانیم که هرگاه یک فنر تحت تأثیر یک نیروی کشش قرار گیرد، طول فنر اضافه میشود. این افزایش طولی تا جائی که از حد کشسانی تجاوز نکند، با نیروی کشش متناسب است. آنچه گفتیم بیان قانون هوک است. یعنی اگر فنری را یک انتهای آن به جایی محکم شده است، اندکی بکشیم، در این صورت طول فنر افزایش پیدا میکند. اگر مقدار افزایش طول فنر را برابر x بگیریم، در این صورت بر اساس قانون هوک اگر نیروی کشش F باشد، باید F = kx باشد که در آن k ثابت تناسبی است که ثابت فنر
از طرف دیگر ، نیروی هوک در خلاف جهت افزایش طول فنر وارد میشود (این نیرو می‌خواهد فنر را به حالت اولیه خود برگرداند) بنابراین بهتر است که این رابطه را بصورت F = -kx نشان دهیم. قابل توجه است که مقدار افزایش طول فنر نباید بیشتر از حد کشسانی فنر باشد، چون در این صورت قانون هوک صادق نخواهد بود. اگر چنانچه بجای کشیدن فنر ، آن را فشرده کنیم، باز نیروی هوک (F) وجود دارد و این بار ، این نیرو سعی میکند که فنر را از حالت فشرده به حالت اولیه خود بازگرداند.
حال فرض کنید جسمی به جرم M را به فنری که در حالت قائم ، به جایی متصل شده است، وصل کنیم، در این صورت نیرویی به طرف پائین بر فنر وارد میشود و این نیرو سبب افزایش طول فنر میشود و چون این نیرو ناشی از میدان گرانش زمین است، لذا با فرض اینکه مجموع جرم جسم و جرم فنر برابر Mm میباشد، بر اساس قانون هوک در حالت تعادل می‌‌توان نوشت که kx = Mm از این رابطه می‌‌توان مقدار k را محاسبه نمود.
وسایل لازم برای اندازه گیری k
فنر ، ستون مدرج ، وزنه
شرح آزمایش
فنر را به حالت قائم از یک نقطه آویزان کنید. ستون مدرج میله‌ای را بر روی یک گیره در کنار فنر به گونه‌ای قرار دهید که فنر به موازات ستون مدرج قرار گیرد و در این حالت بتوانیم طول فنر را بوسیله این ستون مدرج اندزه بگیریم.
ابتدا فنر را رها کنید تا در حالت تعادل قرار گیرد. حال طول فنر را بوسیله ستون مدرج یادداشت کنید. حال وزنه‌ای با جرم معین (مثلا 10 گرم) را به فنر آویزان کنید. صبر کنید که به فنر در حالت تعادل قرار بگیرد. حال طول فنر را از روی ستون مدرج را بخوانید. با کم کردن اولیه از این طول می‌‌توانید افزایش طول فنر را اندازه بگیرید.
برای اینکه مقدار اندازه گیری شده دارای خطای کمتری باشد، آزمایش را چندین بار انجام بدهید. سپس از مقادیر مختلف اندازه گیری شده در طول آزمایشهای مختلف میانگین بگیرید. به این ترتیب می‌‌توانید افزایش طول فنر را اندازه بگیرید. چون مقدار جرم وزنه و نیز شتاب گرانش زمین (g) معلوم است، لذا می‌‌توانیم از رابطه k = Mg/x ، مقدار k (ثابت فنر) را به راحتی محاسبه کنیم.
این فقط قسمتی از متن تحقیق است . جهت دریافت کل متن تحقیق ، لطفا آن را خریداری نمایید
دانلود تحقیق کامل درمورد آزمایش رابرت هوک
