الباب الثالث : الفصل الثانى : قوانین الحركة الدائریة ( اولي ثانوي )
السلام عليكم ورحمه الله وبركاته اعزائي طلبه وطالبات الصف الاول الثانوي اهلا ومرحبا بكم من جديد علي موقع فيزياء اونلاين مع درس جديد من دروس الـ فيزياء ودرس اليوم هو قوانين الحركه الدائريه . فهيا بنا نبدأ علي بركة الله .
أثر القوة على سرعة وإتجاه الجسم :
إذا أثرت قوة على جسم متحرك فھناك ثلاث إحتمالات :
1- إذا كان إتجاه القوة فى نفس إتجاه الحركة فإن السرعة تزداد ولایتغیر إتجاھھا
2- إذ كان إتجاه القوة ضد إتجاه الحركة فإن السرعة تقل ولایتغیر إتجاھھا
3- إذ كان إتجاه القوة عمودى على إتجاه الحركة فإن السرعة لاتتغیر ویتغیر إتجاھھا
الحركة فى دائرة :
لكى یظل الجسم متحركاُ فى مسار دائرى فلابد أن یخضع لقوة جاذبة مركزیة تكون عمودیة على إتجاه حركتھ وإتجاھھا نحو مركز الدائرة .1- إذا كان إتجاه القوة فى نفس إتجاه الحركة فإن السرعة تزداد ولایتغیر إتجاھھا
2- إذ كان إتجاه القوة ضد إتجاه الحركة فإن السرعة تقل ولایتغیر إتجاھھا
3- إذ كان إتجاه القوة عمودى على إتجاه الحركة فإن السرعة لاتتغیر ویتغیر إتجاھھا
الحركة فى دائرة :
الحركة الدائریة المنتظمة :
حركة جسم فى مسار دائرى بسرعة ثابتة مقداراُ ومتغیرة إتجاھا٠
القوة الجاذبة المركزیة :
القوة الجاذبة المركزیة :
قوة تكون عمودیاُ على إتجاه حركة الجسم فتحول مساره المستقیم إلى مسار دائرى
1- لایسقط ماء الدلو عند تحریك الدلو فى دائرة رأسیة بسرعة معینة (علل)
لأن القوة الجاذبة المركزیة تؤثرعمودیا على إتجاه حركة الماء فتغیر إتجاه السرعة ولا تغیر مقدارھا .
أنواع القوى الجاذبة المركزیة :
1- قوة الشد (FT) :
تنشأ قوة الشد عند سحب جسم بإستخدام حبل فى إتجاه عمودى على حركتھا فیتحرك الجسم بسرعة ثابتة وفى مسار دائرى ٠قوة الشد تعتبر قوة جاذبة مركزیة
2- قوة التجاذب المادى (FG) :قوة تنشأ بین اى جسمین مادیین (مثل الارض والشمس) فتسبب دوران الأرض فى مسار دائرى حول الشمس ٠
قوة التجاذب المادى تعتبر قوة جاذبة مركزیة ٠
3- قوة الاحتكاك ( Ff )
عندما تنعطف سیارة فى مسار دائرى تنشأ قوة إحتكاك بین الطریق وإطارات السیارة وتكون ھذه القوه عمودیةعلى حركةا لسیارة فتتحرك السیارة فى مسار منحنى
قوة الإحتكاك تعتبر قوة جاذبة مركزیة
4- قوة رد الفعل ( FN )
اذا تحركت سیارة على مسار دائرى
يصنع زاویة θ على الأفقى تنتج مركبة
أفقیة لقوة رد الفعل تساعد على دوران السیارة .
القوة الجاذبة المركزیة ھى مجموع قوة الإحتكاك
وقوة رد الفعل بإتجاه مركز الدوران
5- قوة الرفع (FL )
عندما تمیل الطائرة تنتج المركبة الأفقیة لقوة الرفع بإتجاه مركزالدائرة تعمل على رفع الطائرة عمودیاُ على جسم الطائرة .
قوة الرفع تعتبر قوة جاذبة مركزیة .
عندما یتحرك جسم فى مساردائرى تكون القوة المركزیه (Fc) والعجلة المركزیة (ac ) والسرعة (v) مقاديرها ثابتة ولكنھا متغیرة الإتجاه
العجلة المركزيه :
هي عجلة یكتسبھا الجسم أثناء حركتھا الدائریة نتیجة لتغیر إتجاه السرعة عندما یتحرك جسم فى مسار دائرى فإن (v∆) تمثل التغیر فى إتجاه السرعة ولا تمثل التغیر فى مقدار السرعه
حساب العجلة المركزیة لجسم یتحرك فى مسار دائرى:
تتناسب القوة الجاذبة المركزیة تناسباً طردیاً مع كتلة الجسم ومع مُربع السرعة المداریة وتتناسب عكسیاً مع نصف قطر المدار الدائرى
إذا كان زمن دورة كاملة ھوT لكى یقطع جسم طول محیط الدائرة .
إثبات صحة علاقة القوة الجاذبة المركزیة :
اربط سدادة مطاطیة كتلتھا m فى خیط ثم أمررالخیط فى انبوبة قلم وعلق فى الطرف الآخر للخیط ثقل كتلتھ m .
فإن قوة شد الخیط FT تعمل كقوة جاذبة
مركزیة وتساوى وزن الثقل المعلق .
تحسب القوة المركزیة عند تصمیم منحنیات الطرق(علل) لحمایة السیارات والقطارات من الإنزلاق عند تحركھا فى المنحنیات .
العوامل التى تتوقف علیھا القوة الجاذبة المركزیة :
1- كتلة الجسم m :
تتناسب القوة الجاذبة المركزیة تناسبا طردیاُ مع الكتلة ( عند ثبوت r , v یمنع سیر السیارات الثقیلة فى المنحنیات الخطرة (علل )لأنه یلزم قوة جاذبة مركزیة كبیرة لكى تتحرك السیاراتا لثقیلة على المنحنیات الخطرة .
تتناسب القوة الجاذبة المركزیة تناسبا طردیاُ مع مربع السرعة (عند ثبوت r . m تحدد السرعات عند المنحنیات ولا یمكن تجاوزھا ( علل )لأنة كلما زادت سرعة السیارة كلماأحتاجت لقوة جاذبیة مركزیة أكبرعلى المسار المنحنى .
3- نصف قطر الدوران r
تتناسب القوة الجاذبة المركزیة تناسبا عكسیاُ مع نصف قطر المسارالدائري عند ثبوتv m ینصح بالسرعات المنخفضة عند المنحنیات الخطرة (علل) لأنه كلما قل نصف قطر المنحنى كلما أحتاجت لقوة جاذبیة مركزیة أكبر لتدور فیه فتزداد خطورة المنحنیات .
ماذا یحدث عندما تنخفض القوة المركزیة ؟ یزداد نصف قطر الدوران كلما قلت القوة المركزیة فیبتعد الجسم عن مركز الدائرة .
وعندما تصبح القوة المركزیة صفراُ فأن الجسم سیتحرك فى خط مستقیم تبعاُ للقصور الذاتى٠ فإذا كان المسار المنحنى لزجاُ فإن قوى الإحتكاك تكون غیر كافیة لإدارة السیارة فتنزلق السیارة .
عند إستعمال حجر المسن الكھربائى تنطلق شظایا متوھجة بإتجاھات مستقیمة (علل)
لأن القوى الجاذبة المركزیة تنعدم فتنطلق الشظایا بسرعة مماسیة فى خطوط مستقیمة
من تطبیقات القوة المركزیة آلة تجفیف الملابس وآلة غزل البنات ولعبة البرمیل
حركة الأجسام بعیداُ عن المسار الدائرى .
عند دوران مجفف الملابس بسرعة كبیرة تكون القوة الجاذبة المركزیة غیر كافیة
لحركة جزیئات الماء فى مسار دائرى فتنطلق جزیئات الماء الملتصقة بالملابس فى إتجاه مماس لحركة الدوران فتنفصل عن الملابس .
سینقطع الخیط ویتحرك الحجر فى خط مستقیم فى إتجاه مماس للمسار الدائرى .
لأن القوى الجاذبة المركزیة تنعدم فتنطلق الشظایا بسرعة مماسیة فى خطوط مستقیمة
من تطبیقات القوة المركزیة آلة تجفیف الملابس وآلة غزل البنات ولعبة البرمیل
حركة الأجسام بعیداُ عن المسار الدائرى .
عند دوران مجفف الملابس بسرعة كبیرة تكون القوة الجاذبة المركزیة غیر كافیة
لحركة جزیئات الماء فى مسار دائرى فتنطلق جزیئات الماء الملتصقة بالملابس فى إتجاه مماس لحركة الدوران فتنفصل عن الملابس .
س1 علل :
1- لایسقط ماء الدلو عند تحریك الدلو فى دائرة رأسیة بسرعة معینة
2- تمنع السیارات الثقیلة من السیر فى المنحنیات الخطرة ٠
3- عند إستعمال حجر المسن الكھربائى تنطلق شظایا متوھجة بإتجاھات مستقیمة
4- ینبغى السیر بسرعة صغیرة عند المنحنیات الخطرة
5- لابد من حساب القوة المركزیة عند تصمیم منحنیات الطرق ٠
6- یحدد مھندسو الطرق سرعة معینة عند المنحنیات لاینبغى تجاوزھا ٠
س2 ما المقصود بكلا من :
1- قوة الشد . 2- قوة رد الفعل .
3- قوة التجاذب المادي 4- قوة الاحتكاك ( Ff )
1- إنعدمت قوة الجاذبیة بین الأرض والقمر الصناعى.
2- قلت القوة الجاذبة المركزیة وكان المسار المنحنى لزجا .
3- توقف القمر الصناعى واصبحت سرعتھ صفر .
2- قلت القوة الجاذبة المركزیة وكان المسار المنحنى لزجا .
3- توقف القمر الصناعى واصبحت سرعتھ صفر .
س5 إستنتج قیمة القوة الجاذبة المركزیة لجسم یتحرك فى مسار دائرى ؟
س6 ضع المفهوم العلمي للعبارات الاتيه :
1-عجلة یكتسبھا الجسم أثناء حركتھ الدائریة نتیجة لتغیر إتجاه السرعة ٠2- حركة جسم فى مسار دائرى بسرعة ثابتة مقداراُ ومتغیرة إتجاھا
3- قوة دائماُ تؤثرعمودیاُ على إتجاه حركة الجسم فتحول مساره المستقیم إلى مسار دائرى ٠
والي هنا ينتهي درس اليوم من قوانين الحركه الدائريه والي ان نلتقي مع الباب الثالث : الفصل الثانى : الجاذبیة الكونیة والحركة الدائریة فالي ذلك الحين تمنياتي لكم بالتوفيق
 السلام عليكم ورحمه الله وبركاته اعزائي طلبه وطالبات الصف الاول الثا…){kind=link}
تعليقات
إرسال تعليق
ان التعليقات تعبر علي رأي صاحبها و الموقع غير مسئول عن التعليقات وتذكر ان الله يراك