نیرو: چرا ماه به دور زمین می چرخد؟!

نیرو: چرا ماه به دور زمین می چرخد؟!

چرا ماه به دور زین می چرخد؟

پس از افتادن سیب روی زمین ایزاک نیوتن، تحقیقات زیادی انجام داد و در پایان نتایج خود را این چنین اعلام کرد.

 

الف) اگر جسمی نیرویی به جسم دیگر وارد کند، جسم دوم نیز حتماً نیرویی به جسم اول وارد می کند، البته این نیرو مساوی و در خلاف جهت نیروی وارده به آن است. (کنش و واکنش)
 
ب) نیروها وقتی بر جسمی وارد می شوند، به آن جسم شتاب می دهند. و برای حفظ حرکت جسم در امتداد خط مستقیم با سرعت ثابت، نیرو فقط باید به اندازه ای باشد که بر اصطکاک غلبه کند.
چرا ماه به دور زین می چرخد؟

 

در این جا با ذکر یک مثال به بررسی قانون کنش و واکنش می پردازیم :

اگر به کتابی روی میز نیرو وارد شود، میز نیز به همان مقدار به کتاب نیرو وارد می شود به همین دلیل است که کتاب در جای خود باقی می ماند، نه در میز فرو می رود و نه به طرف بالا حرکت می کند.

 

در این قسمت به بررسی این خواهیم پرداخت که آیا با قوانین نیوتن می توان حرکت اجرام آسمانی را بررسی کرد یا خیر؟!

در آسمان ها، اجسام آسمانی در خلأ حرکت می کنند امّا مسیر آن ها در یک خط مستقیم نمی باشد، مثلا ً ماه در یک مسیر منحنی دور زمین می چرخد؛ این واقعیت با قوانین نیوتن مغایرت ندارد؛ زیرا ماه به حال خود گذاشته نشده است.

ماه همواره به طرف زمین کشیده می شود، در واقع نیروی گرانش زمین ماه را به سمت خود جذب می کند.

 

چرا ماه به دور زین می چرخد؟

 

نیوتن چنین اعلام کرد که چنان چه فرض کنیم نیروی جاذبه ی زمین روی سیب اثر می کند، روی ماه هم تأثیر می گذارد. پس می توانیم چگونگی حرکات ماه را به خوبی توضیح دهیم.

 

خوب است بدانیم که هر جسمی روی زمین به دلیل داشتن جرم، دارای نیروی جاذبه است. مثلاً جاذبه ی خورشید باعث می شود که زمین به دور خورشید در یک مسیر بیضوی حرکت کند.
 

نیوتن هم چنین توانست نشان دهد که مقدار نیروی جاذبه میان دو جسم در جهان، به جرم آن دو جسم و مقدار فاصله ی آن ها از یک دیگر بستگی دارد.

 

یعنی هر چقدر جرم جسمی بیشتر باشد، نیروی جاذبه ی بین آن ها بیشتر می شود و هر چقدر که فاصله ی بین دو جسم بیشتر باشد، نیروی جاذبه کمتر می شود.

 

با این قانون، نیوتن چگونگی حرکت اجسام آسمانی را تقریباً به جزئیات کاملی توضیح داده این قانون نشان داد که چرا زمین، به آرامی به دور محور خود می چرخد که نتیجه نهایی این حرکت شب و روز می باشد.

 

نیوتن اعلام کرد که تصور ارسطو اشتباه است زیرا تنها یک قانون طبیعی بر آسمان ها و زمین وجود دارد و نه دو قانون طبیعی.

چرا ماه به دور زین می چرخد؟

در پایان می توان گفت که سه قانون حرکت نیوتن همان طور که افتادن سیب و جهش توپ را توضیح می داد، حرکت دایره وار ماه را نیز روشن می کرد.

بنابراین، نیوتن ثابت کرد که آسمان ها و زمین بخش هایی از یک جهان هستند.


آیا خون همه جانوران قرمز است؟

همو سیانین پروتئینی حاوی مس است که با غلظت حدود ۵۰ ٪ در خون بسیاری از نرم تنان از جمله کاستروپودهاو همچنین برخی بند پایان مانند خرچنگ نعل اسبی وجود دارد و باعث آبی بودن رنگ خون این جانداران می گردد.

همو سیانین وقتی که اکسیژن خود را از دست می دهد بی رنگ می شود بنا بر این رنگ خون این جانداران در محیط های فاقد اکسیژن و اب های سرد به رنگ خاکستری مایل به سفید یا زرد کمرنگ  تغییر می یابد .

و به محض دریافت اکسیژن مجددا به رنگ ابی تیره در می آید .

لازم به ذکر است که خون انسان نیز چنانچه به طور کامل اکسیژن خود را از دست دهد ( مثلا در خلا قرار گیرد ) به رنگ آبی تغیر رنگ می دهد .

Annelids (کرم سگمنتال) جانداری است یکی از دو رنگ دانه سبز (chlorocruorin)کلروکرورین و رنگ دانه قرمز (hemerythrin) هموریترین را در خون خود دارد

سوسک حمام (Cockroaches )هیچ رنگ دانه ای در خون خود ندارد بنا بر این خونش بی رنگ است .



سلول

چون سلول قادر است همه اعمال یک موجود زنده را بطور کامل انجام دهد، بنابراین به عنوان واحد حیات محسوب می‌گردد. ولی از آنجا که همه بافتها و ارگانهای بدن از اجتماع سلولها تشکیل شده ، بطور مرسوم سلول را واحد ساختمان بدن نامیده‌اند. ماده حیاتی تشکیل دهنده سلول را پروتوپلاسم (Protoplasm) می‌نامند که عمده قسمت آن غیر از هسته سلول ، سیتوپلاسم ، محتویات هسته (Karyoplasm) می‌باشد. پروتوپلاسم بوسیله غشایی از محیط اطراف جدا شده است که آن را غشای سلولی یا cell membrane می‌نامند. پروتوپلاسم از آب ، الکترولیتها ، املاح و ماکرومولکولهای آلی مانند پروتئینها ، پلی ساکاریدها ، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک تشکیل شده است که محیط و بستر مناسبی را برای فعالیتهای سلول فراهم می‌کند.

ارگانلها organelles ، ساختمانهای تخصص یافته‌ای هستند که اعمال مختلفی را هدایت می‌کنند و در داخل سیتوپلاسم پراکنده‌اند. در گذشته ، سیتوپلاسم منهای ارگانلها را محلولی بی‌شکل محسوب می‌نمودند و آنرا سیتوزول (مایع سلولی Sytosole) می‌نامیدند. استفاده از تکنیکهای پیشرفته بیانگر آن است که سیتوپلاسم سلول حاوی شبکه بسیار ظریف و پیچیده‌ای از الیاف باریک microtrabecular می‌باشد که همراه اجزای محلول آن در مجموع ماتریکس سلولی (cytomatrix) نامیده می‌شود. ساختمان و عملکرد ارگانلهای سلولی عبارتند از:



img/daneshnameh_up/5/53/t.7.gif

غشای سلولی

غشای سلولی ساختمانی است به ضخامت 7 تا 10 نانومتر که محدوده سلول را معین کرده و به عنوان سدی انتخابی ، مبادله مواد بین سلول و محیط اطرافش را کنترل می‌کند. بنابراین اولین نشانه آسیب سلولی ، متورم شدن سلول می‌باشد که در اثر از بین رفتن قدرت انتخابی غشا و هجوم مواد به داخل سلول بوجود می‌آید. غشای ساختمانی است لیپوپروتئینی یعنی بطور عمده از لیپیدها و پروتئینها تشکیل شده ، با وجود این ، مقدار کمی کربوهیدراتها نیز در ساختمان آن شرکت دارد.

ریبوزوم‌ها (Ribosomes)

ریبوزومها ذرات بسیار کوچک و متراکمی با ابعاد 15 تا 25 نانومترند که عمدتا از 7RNA و مقداری پروتئین ساخته شده‌اند. از نظر ساختمانی از دو زیرواحد کوچک و بزرگ تشکیل شده‌اند که هر دو زیرواحد در هستک ساخته شده‌اند و جهت شرکت در پروتئین‌سازی به سیتوپلاسم منتقل شده‌اند.



img/daneshnameh_up/7/7f/t.10.jpg

هسته سلول

هسته ساختمانی است گرد یا بیضوی به ابعاد 5 تا 10 میکرون که همه سلولهای بدن بجز گویچه‌های قرمز حاوی هسته می‌باشند. اغلب سلولها دارای یک هسته ، برخی دارای دو هسته (سلولهای کبدی) و معدودی دارای هسته‌های متعدد می‌باشند (سلولهای عضله مخطط). شکل و موقعیت هسته در هر سلول بستگی به شکل سلول دارد. هسته همه فعالیتهای حیاتی سلول از قبیل سنتز پروتئین ، تقسیم ، تمایز و رشد سلولی را کنترل می‌کند. هسته از نظر ساختمانی از سه قسمت غشای هسته ، کروماتین و هستک تشکیل شده است.

شبکه آندوپلاسمی

شبکه آندوپلاسمی با میکروسکوپ الکترونی به صورت وزیکولهای پهن یا لوله‌های پهن و دراز منشعب و مرتبط با هم شاهده می‌گردند. این لوله‌ها و وزیکولها شبکه بهم پیوسته و وسیعی را در داخل سیتوپلاسم بوجود می‌آورند که به دو صورت صاف (SER) و دانه‌دار (RER) دیده می‌شود. شبکه آندوپلاسمی صاف فاقد ریبوزوم در سطح خود می‌باشد و با داشتن آنزیمهای خاص وظایفی از جمله متابولیسم لیپیدها ، خنثی‌سازی سموم و ذخیره کلسیم را بر عهده دارد. شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار ، دارای ریبوزوم در سطح خود می‌باشد. بنابراین در پروتئین سازی دخالت دارد.

دستگاه گلژی

دستگاه گلژی ، از کیسه‌ها و واکوئلهای پهن محدبی تشکیل شده که بطور موازی روی هم چیده شده‌اند. منحنی بودن کیسه‌های تشکیل دهنده دستگاه گلژی باعث می‌شود که این ارگانل از نظر شکل ظاهری دارای یک سطح محدب (cis) و یک سطح مقعر (Trans) باشد. گلژی معمولا در بالای هسته قرار دارد، ولی جایگاه آن در سلولهای مختلف ممکن است متفاوت باشد. وظیفه گلژی شرکت در پروتئین سازی با همکاری شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار می‌باشد. پروتئینهای ساخته شده در شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار ، توسط وزیکولهای حامل به دستگاه گلژی منتقل می‌گردند. چون وزیکولهای حامل به سطح محدب گلژی اتصال می‌یابند، سطح محدب گلژی را سطح سازنده نیز می‌نامند. در پروتئینهای منتقل شده به دستگاه گلژی ، تغییرات زیر به عمل می‌آید:


  • بریده شدن قطعات اضافی از مولکولهای اولیه
  • افزوده شدن مواد قندی
  • افزوده شدن سولفات
  • افزوده شدن فسفات
  • تغلیظ و بسته‌بندی

این تغییرات ضمن عبور از کیسه‌های متعدد گلژی انجام می‌گیرد و عقیده بر این است که کیسه‌های گلژی از نظر محتویات آنزیمی متفاوت‌اند. پروتئینها پس از بدست آوردن فرم نهایی خود به صورت گرانولهای محصور شده در غشا از سطح مقعر گلژی خارج می‌شوند. به همین دلیل سطح مقعر گلژی را سطح ترشحی نیز می‌نامند.

لیزوزومها

لیزوزومها با میکروسکوپ الکترونی به صورت گرانولهای متراکمی مشاهده می‌شوند که 0.5 تا 0.05 میکرون قطر دارند و بوسیله غشا محصور شده‌اند. لیزوزومها حاوی تقریبا 50 نوع آنزیم می‌باشند که همه آنها در PH اسیدی فعالند. بنابراین لیزوزوم دستگاه گوارش سلول محسوب می‌شود و قادر به هضم مواد خارجی وارده به سلول و ارگانلهای فرسوده شده می‌باشند.



img/daneshnameh_up/2/24/t.9.jpg

میتوکندری

میتوکندری ارگانلی است گرد یا میله‌ای که ابعاد آن 0.5 تا 1 میکرون می‌باشد. به عنوان مرکز مولد انرژی سلول می‌باشد که قادرند انرژی شیمیایی نهفته در مواد آلی مختلف را به انرژی قابل استفاده سلول یعنی آدنوزین تری فسفات (ATP) تبدیل نمایند. بنابراین هرچه مصرف انرژی سلول بیشتر باشد، اندازه میتوکندری‌ها بزرگتر و تعداد آنها بیشتر خواهد بود و برعکس. حتی در درون سلول میتوکندریها در بخشی از سلول قرار می‌گیرند که نیاز به انرژی جهت انجام فعالیت بیشتر باشد.

میتوکندری بوسیله دو غشای بیرون و درونی محصور شده که غشای بیرونی صاف ولی غشای درونی دارای چینهای تیغه مانندی است که "کریستا" (crista) نامیده می‌شود و فضای بین دو غشا را "فضای بین غشایی" و فضای محدود شده بوسیله غشای درونی را "ماتریکس میتوکندری" می‌نامند که محتوی پروتئین ، DNA ، گرانولهای ریز و متراکمی مملو از کلسیم ، منزیم ، فسفات و ساختمانهای ریبوزوم مانند می‌باشد.

پراکسی‌زوم

پراکسی‌زومها در گذشته میکروبادی Microbody نیز خوانده می‌شدند. ارگانلهایی هستند شبیه لیزوزومها که حاوی آنزیمهای هیدروکسی اسید اکسیداز ، O - آمینو اکسیداز و کاتالاز می‌باشند که دو آنزیم اولی در تولید پراکسید هیدروژن H202 دخیلند و آنزیم کاتالاز سبب تجزیه آن به آب و اکسیژن می‌شود.

با توجه به فراوانی آنزیم کاتالاز در پراکسی‌زومها ، عقیده بر این است که سلولها را از اثرات سمی H2O2 حفظ می‌کنند که در سلولهای کبدی و کلیوی به تعداد فراوان یافت می‌شوند. منشا این ارگانل به عقیده بعضی ، شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار و به عقیده برخی دیگر شبکه آندوپلاسمی صاف می‌باشد.

سانتریولها

سانتریولها به صورت دو ساختمان میله‌ای کوتاه و عمود بر هم در مجاورت هسته سلول قرار دارند و با سیتوپلاسم اطراف خود "سانتروزوم" نامیده می‌شود که قبل از تقسیم سلول همانندسازی می‌کنند و به قطبین سلول مهاجرت کرده و در دو سر دوکهای تقسیم قرار می‌گیرند. هر سانتریول ، استوانه‌ای است به قطر 0.2 میکرون و به طول 0.5 میکرون که دیواره آن از 9 سری میکروتوبول سه‌تایی تشکیل شده است. سانترویولها برای تشکیل مژه و تاژک ضروری‌اند. ارگانلهایی که تاکنون مورد بحث قرار گرفتند، همگی به‌وسیله غشا محصور شده‌اند، ولی ارگانلهایی نیز وجود دارند که فاقد غشا هستند و شامل میکروتوبولها و میکروفیلامنتها می‌باشند.

اجزای غیر زنده سلولی

اجزای غیرزنده سلولی ، بطور عمده شامل مواد غذایی ذخیره ‌شده ، شامل پروتئینها ، چربیها ، گلیکوژن و پیگمانها مثل ملانین و مواد زاید انباشته شده در داخل سلول می‌باشند.