معرفی کتاب: نیرو و حرکت

همشهری آنلاین: نیرو و حرکت نام کتاب علمی است که برای آنان که مایل‌اند بدانند وسایل مدرن زندگانی امروزی چگونه کار می‌کنند و اصول فیزیکی حاکم بر آن‌ها چیست، نوشته شده است.

بعبارتي این مجموعه پاسخ به چراهايي است كه در ذهن ما شكل گرفته است. چرا فضانوردی که در فضا شناور است هیچ حسی از بالا یا پایین ندارد؟ چرا گرانش بر همه‌چیز تأثیر می‌گذارد؟ چرا کاهش سرعت اتومبیل از مصرف بنزین می‌کاهد؟ چرا آشوب همواره سیستم‌های پیچیده پیش‌بینی‌های درازمدت را ناکام می‌گذارد؟ سامانه‌ ترمز ضدقفل چگونه عمل می‌کند؟ چرخ‌دنده‌ها چه نقشی دارند؟ نقش فنر در سیستم تعلیق خودرو چیست؟ چگونه دیوار صوتی توسط هواپیماهای جنگنده شکسته می‌شود؟ تصویربرداری فراصوتی چیست؟ چرا ....

مقدمه كتاب

مقدار و اندازه نيروها بسيار متنوع است، از نيرويي که به دشواري حس مي‌شود تا نيرويي که عملا مقاومت ناپذير است. تک مولکولي از هوا که به پوست آدمي ميخورد و کمانه ميکند نيرويي چشم پوشيدني وارد ميآورد، اما تعداد زيادي مولکول هوا فشاري وارد مي‌آورند که به آن فشار جوي مي‌گويند، و تقريباً در همه کارهايي که انجام مي‌دهيم تأثير مهمي دارد. و وقتي باد در آزادراهي خارج از شهر با سرعتي بيشتر از سرعت خودرو شروع به وزيدن ميکند، که در هنگام بروز توفان تندري چنين اتفاقي ميافتد، اين نيروها ميتوانند به سطح ويرانگر و فاجعه باري برسند.

نيروها حرکت را پديد مي‌آورند، و مطالعه نيرو و حرکت يکي از شاخه‌هاي فيزيک به نام مکانيک را تشکيل مي‌دهد. حرکت و نيرو به دلايل زيادي در جامعه و اقتصاد متحول امروزي از اهميت خاصي برخوردارند. کشتي‌ها، هواپيماها، و قطارهاي باري کالاها را تا مسافتهاي دور حمل مي‌کنند؛ کارکنان با خودرو يا قطارهاي مسافري بين دفترهاي کار و محل سکونت‌شان در آمد و رفتاند؛ دانش‌آموزان با اتوبوس و خودرو، دوچرخه، يا به روش قديمي گام برداشتن و پياده رفتن به مدرسه در رفت و آمدند.

تقريباً همه چيز در حرکت است، و حرکت مي‌تواند به شکل‌هاي متعدد و گوناگون باشد، يک جسم ميتواند به خط مستقيم حرکت کند و جابجا شود، مسيري منحني را بپيمايد، حول يک محور بچرخد، به صورتي تناوبي به عقب و جلو برود، و يا با ترکيبي از اين حرکتها جابجا شود، بيشتر اجسام روي کرهي زمين در داخل هوا يا آب حرکت ميکنند؛ آب و هوا موادياند که تأثير فوق‌العادهاي دارند بر توپ پيچدار در پرتاب توپ پرتاب کن بيسبال، قايق بادباني، غواصي در زير آب، و تقريباً همه چيز ديگر دارند، هر چند که به شيوهاي کمتر محسوس در اين مثالها. کارآيي مهم است - در نبودن کارآيي، حمل و نقل منابع گرانبهايي را هدر مي‌دهد - و ايمني حتي مهمتر است. فيزيک از تعداد زيادي اصل برخوردار است که هم بر کارآيي و هم بر ايمني تأثير مي‌گذارند.

در کتاب نيرو و حرکت به نيروها و حرکت‌ها و چگونگي تأثير علم فيزيک، از طريق مفاهيم ساده و کلي، بر شيوه زندگي آدمي و بر چگونگي کارکرد دنياي پيرامون او، نگاهي مي‌اندازيم. مستقل از اين که حرکت و جنبش به چه شکلي انجام مي‌شود، نيرو بر حرکت حاکم است. مشاهده‌ برخي از اين نيروها، مانند برخوردي که توپ بيسبال را با ضربه چوب بيسبال به پرواز درمي‌آورد، آسان است؛ نيروهاي ديگري هم، مانند نيرويي که موشکي را پرتاب مي‌کند، هستند که ديدنشان دشوار است. اما تمام اشياي متحرک از قوانين خاصي پيروي مي‌کنند، چه اين شيء يک چرخ يا يک توپ بيسبال، يا سونامي در اقيانوس باشد، چه آدمي که دارد در خيابان راه ميرود. سر و کله همين نوع نيرو در مکانهاي بسيار بسيار دوردست هم پيدا مي‌شود - نيرويي که شاتل فضايي را در مدارش نگه ميدارد مشابه همان نيرويي است که به يک تکه گرانيت وزن ميدهد.

اشياي متحرک يا در حال حرکت داراي انرژياند. يک کش نواري کشيده يا آب داخل مخزن در ارتفاع هم انرژي دارند، هرچند که اين انرژي فرق دارد - مي‌شود آن را ذخيره کرد، که همان انرژي پتانسيل است. ذخيره کردن انرژي و تبديل کردن آن به حرکت يکي از راه‌هاي متداول جابجا شدن است، و جابجا شدن بدون مصرف کردن تمامي انرژي موجود در جهان و بدون آلوده کردن محيط زيست فرايند ديگري است که در آن علم فيزيک نقش اساسي بازي ميکند.

هر فصل از کتاب نيرو و حرکت فقط بر يک جنبهي نيرو و حرکت متمرکز است. با اين وجود اين جنبه هم شاخه شاخه مي‌شود، و گستره پهناوري از پديده‌ها را دربر ميگيرد و به راه‌هايي که بدون علم فيزيک تصورناپذير است، بين آنها رابطه برقرار مي‌کند.