شرح درس الحركة الدورية – الاهتزازت والموجات

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شرح درس الحركة الدورية – الاهتزازت والموجات

نبدأ على بركة الله ....

الحركة الاهتزازية (الدورية) لها الكثير من الأمثلة في حياتنا اليومية كبندول الساعة عندما يتأرجح ذهابا وإيابا حيث أن كل تأرجح يتبع المسار نفسه و تحتاج كل رحلة ذهابا وإيابا إلى المقدار نفسه من الزمن ، كل هذه الحركات تتكرر في دورة منتظمة و لها موضع واحد ، تكون عنده القوة المحصلة المؤثرة في الجسم تساوي صفرا . وعليه يكون الجسم في حالة اتزان .

من المهم أن تعلم بأن القوة المحصلة للجسم الذي يتحرك حركة اهتزازية تقوم بإعادة الجسم إلى موضع اتزانه . حيث انه عند سحبك لكرة معلقة في حبل فإنك تعمل على سحبها بعيدا عن موضع اتزانها . وعندما تبدأ الكرة بالتأرجح ذهابا وإيابا تعمل القوة المحصلة على ارجاع الجسم في اتجاه موضع اتزانه .

الحركة التوافقية البسيطة  : هي الحركة الناتجة عن التناسب الطردي بين القوة المحصلة التي تعيد الجسم إلى موضع اتزانه مع إزاحة الجسم .

هناك كميتان تصفان الحركة التوافقية البسيطة ، هما :

-       الزمن الدوري T : وهو الزمن الذي يحتاج إليه الجسم ليكمل دورة كاملة من الحركة ذهابا وإيابا .

-       سعة الاهتزازة A : هي أقصى مسافة يتحركها الجسم مبتعدا عن موضع الاتزان .

الكتلة المعلقة بنابض :

خلاصة الحديث فيها أنه : كلما زادت الكتلة زادت تبعا لها استطالة النابض . ويمكن رؤية ذلك بوضوح في الشكل التالي .

قانون هوك : القوة التي يؤثر بها نابض تساوي حاصل ضرب ثابت النابض في المسافة التي يستطيلها أو ينضغطها النابض عن موضع اتزانه .

F = -kx

طاقة الوضع المرونية في نابض : تساوي حاصل ضرب ثابت النابض في مربع إزاحته .

PE_SP = 1/2 kx²

وستكون وحدة طاقة الوضع N.m أو J

 

 

 

 

البندول البسيط :

يتكون البندول البسيط من جسم صلب كثافته عالية يسمى ثقل البندول ، معلف بواسطة خيط طوله L . وعند سحب ثقل البندول جانبا وتركه فإنه يتأرجح جيئة وذهابا ، كما في الشكل التالي ففي الموضعين الأيمن والايسر تكون القوة المحصلة المؤثرة في ثقل البندول و تسارعه أكبر ما يمكن ، بينما سرعته المتجهة تساوي الصفر .

من الجدير بالذكر أن القوة المحصلة هي قوة إرجاع ، حيث تكون دائما معاكسة لاتجاه إزاحة ثقل البندول ، وتعمل على إرجاع الثقل إلى موضع اتزانه .

الزمن الدوري للبندول : يساوي 2 باي مضروبة في الجذر التربيعي لحاصل قسمة طول خيط البندول على تسارع الجاذبية الأرضية .

الرنين :

يحدث الرنين عندما عندما تؤثر قوى صغيرة في جسم متذبذب أو مهتز في فترات زمنية منتظمة ، بحيث تؤدي إلى زيادة سعة الاهتزازة أو الذبذبة .

من الأمثلة الشائعة على الرنين : أرجحة السيارة إلى الأمام والخلف من أجل تحرير عجلاتها من الرمل عندما تنغمر فيه .

يعد الرنين شكل مميزا للحركة التوافقية البسيطة ، حيث تؤدي زيادات بسيطة في مقدار القوة في أزمنة محددة في أثناء حركة الجسم إلى زيادة أكبر و أكبر في الإزاحة .

تم بحمد الله

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "

بالتوفيق للجميع ...^_^