بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة
الله وبركاته
شرح درس
الحركة الدائرية – الحركة في بعدين
نبدأ على بركة الله
في درس اليوم سنبدأ بطرح هذا السؤال :
إذا تحرك جسم
بسرعة ثابتة تساوي 5 m/s بشكل دائري فهل سيكون لهذا الجسم تسارع أم لا ؟؟
الجواب
:
من المؤكد أنك ستقول
أن الجسم يتحرك بسرعة ثابتة ولذا لن يكون له تسارع وهذا خاطئ . نعم خاطئ ! . فلو عدت معنا إلى تعريف التسارع
فهو يعني التغير في السرعة المتجهة مقدارا واتجاها . ففي مثالنا السابق تغير الاتجاه
دون تغير المقدار وهذا يعني أن الجسم يتسارع إذا كان يسير في مسار دائري حتى وإن
لم يتغير مقدار السرعة .
وصف الحركة الدائرية:
الحركة
الدائرية المنتظمة: حركة جسم أو جسيم
بسرعة ثابتة المقدار حول دائرة نصف قطرها ثابت.
ملاحظات :
-
يحدد موقع الجسم في الحركة
الدائرية المنتظمة بالنسبة لمركز الدائرة r .
-
عندما يدور الجسم حول الدائرة
فإن متجه الموقع لا يتغير , لكن اتجاهه يتغير .
-
لإيجاد سرعة الجسم يجب أن نقوم بإيجاد متجه إزاحته والذي يعرف بـ ∆r .
في الشكل التالي نرى
متجهي موقع r1 في بداية الفترة الزمنية و r2 في
نهايتها . فإذا قمنا بطرح المتجهين السابقين فإننا نحصل على ∆r خلال الفترة الزمنية .
ملاحظة : تذكر أن السرعة المتجهة المتوسطة تساوي :
لذا فإن السرعة
المتجهة المتوسطة في الحركة الدائرية تساوي
في الشكل السابق
يمكننا ملاحظة ان متجه السرعة عامودي على متجه الموقع . مما يعني أن متجه السرعة
يشكل مماسا لمحيط الدائرة . فعدما يدور متجه السرعة حول الدائرة يبقى مقداره ثابتا
, ولكن اتجاهه يتغير .
كيف يمكننا تحديد
اتجاه تسارع الجسم المتحرك حركة دائرية منتظمة ؟
ببساطة يمكننا القول
ان متجه التسارع في الحركة الدائرية المنتظمة يشير دائما إلى مركز الدائرة ويسمى
بالتسارع المركزي .
التسارع
المركزي :
التسارع
المركزي : تسارع جسم يتحرك حركة دائرية بسرعة ثابتة المقدار ويكون في اتجاه مركز
الدائرة التي يتحرك فيها الجسم .
قانون التسارع المركزي :
كيف
يمكننا حساب مقدار سرعة جسم يتحرك في مسار دائري ؟
بما أن محيط الدائرة
يساوي
و الزمن الدوري هو T فإن السرعة تساوي :
وعليه فإن التسارع المركزي يساوي :
ملاحظة : بما أن تسارع الجسم الذي يتحرك في مسار دائري يكون
دائما في اتجاه المركز , فلابد أن تكون القوة المحصلة نحو مركز الدائرة أيضا .
القوة المركزية : محصلة القوى التي تؤثر نحو مركز دائرة
والتي تسبب التسارع المركزي للجسم . وهي حاصل ضرب كتلة الجسم في تسارعه المركزي .
قانون القوة المركزية :
من المهم عند حل مسائل على الحركة الدائرية المنتظمة ان نقوم باختيار
محورين , أحدهما في اتجاه التسارع بحيث يكون دائما في اتجاه مركز الدائرة , نسمي
هذا المحور بـ c (أي مركزي) , أما المحور
الثاني فيكون في اتجاه السرعة المماسية للدائرة , ونسميه tang
(أي مماسيا ) .
ملاحظة : تذكر انه إذا لم تستطع تحديد مصدر القوة فإن هذه
القوة غير موجودة .
القوة الوهمية:
هي قوة الطرد المركزي وهي قوة وهمية لا وجود لها . ولكننا نشعر بها فلو
توقفت السيارة فجأة فإنك ستندفع إلى الأمام وعندما تنعطف السيارة في اتجاه اليسر فإنك
ستشعر بشي يشدك نحو اليمين .
تم بحمد الله
نستقبل
أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات
"
نرد على جميع التعليقات "
بالتوفيق للجميع
...^_^
شكراا لكم
ردحذف