الحركة الدائرية

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 r2في نهايتها . فإذا قمنا بطرح المتجهين السابقين فإننا نحصل على ∆rخلال 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 , ونسميهtang (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 .

ملاحظة : فهرس يحتوي على جميع دروس فيزياء 1 - فيزياء اولى ثانوي الفصل الأول والثاني >> انقر هنا   

تم بحمد الله