بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
درس الحركة الدائرية – الحركة في بعدين
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
و متجه السرعة له اتجاه الازاحة نفسه , لكن بطول مختلف .
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 .
حنين الصاعدي
الشبكة الفيزيائية للصف اولى ثانوي 