books circular motion concepts
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
مفاهيم في الحركة الدائرية (Info)
التسارع المركزي
هو المعدل الزمني لتغير اتجاه الحركة، أي أن التعجيل المركزي ينشأ بسبب تغيير اتجاه الحركة دون الاعتماد على مقدارها، ويُحسب من العلاقة:
ت = ع^2 نق
حيث:
- (ت) التسارع المركزي ويقاس بوحدات (مث2).
- (ع) سرعة الجسم ويقاس بوحدات (مث).
- (نق) نصف قطر الدوران ويقاس بوحدات (م).
ومن مميزات هذا التعجيل أنه:
- ثابت المقدار ومتغير الاتجاه إذا كانت الحركة الدائرية منتظمة.
- متغير المقدار والاتجاه إذا كانت الحركة الدائرية غير منتظمة.
وفي كلتا الحالتين يتجه التعجيل نحو مركز الدوران، لذا سُمي بالتعجيل المركزي. ويُلاحظ أن التعجيل المركزي يعتمد على عاملين هما:
- مربع سرعة الانطلاق.
- ونصف قطر الدوران.
القوة المركزية
القوة المركزية هي القوة اللازمة لتغيير اتجاه الحركة بشكل مستمر والتي تحافظ على دوران الجسم في مساره الدائري، وتحسب من العلاقة التالية:
قم = ك س2 نق ، وتقاس بوحدة النيوتن.
يمكن كتابة العلاقة السابقة بالشكل التالي قم = ك جم ، حيث (ك) تمثل كتلة الجسم وتقاس بوحدات الكتلة (كغم). وتمتاز هذه القوة بما يلي:
- تخضع لقانون نيوتن الثاني في الحركة.
- لايمكن لها أن تنجز شغل لعدم توفر الإزاحة باتجاه المركز.
- قوة محصلة وليست معادلة (غير متزنة).
- الجسم الذي يخضع لها يكون غير متزن.
- تكون مساوية لقوة القصور الذاتي والتي تمنع الجسم من الحركة باتجاه مركز الدوران.
- يكون اتجاهها دائما باتجاه مركز الدوران (أي بنفس الاتجاه مع التعجيل المركزي).
- يعتمد مقدارها على مربع الانطلاق وكتلة الجسم ونصف قطر الدوران.
- لايمكن أن تكون صفر لأن الجسم في هذه الحالة يتحرك باتجاه المماس لحظة الكف عن التأثير وتكون حركتة خطية.
- يكون مقدارها ثابتًا إذا كانت الحركة الدائرية منتظمة، ومتغيرًا إذا كانت الحركة غير منتظمة وفي كلتا الحالتين يكون الاتجاه متغير ولكنها تتجه نحو مركز الدائرة لذا سميت بالقوة المركزية.
- ملاحظة: وجود القوة المركزية هو تطبيق لقانون نيوتن الأول في الحركة لأنها تعمل على تغيير حالة الجسم.
قوة القصور الذاتي
قوة القصور الذاتي هي قوة مساوية للقوة المركزية بالمقدار ومعاكسة لها بالاتجاه وتؤثر على جسم يختلف عن الجسم الذي تؤثر عليه القوة المركزية. فهي تطبيق لقانون نيوتن الثالث في الحركة (الفعل ورد الفعل) وتعتمد على كتلة الجسم ومربع انطلاق الجسم ونصف قطر الدوران، وتكون مسؤولة عن عدم السماح للجسم بالتحرك باتجاه مركز الدوران، كما أنها تساوي القوة المركزية مقدارًا وتعاكسها اتجاهًا كما هو مذكور أعلاه.
