تمرين 8 ص 221 فيزياء 1 ثانوي
السؤال:
قطعة من المعدن كتلتها 200 جرام تتحرك في حركة دائرية منتظمة نصف قطرها 10 سم بسرعة 5 متر/ثانية.
- احسب السرعة الزاوية للقطعة.
- ارسم أشعة السرعة في كلتا الحالتين.
- ارسم شعاع التغير في السرعة في الحركة الدائرية المنتظمة.
- استنتج القوة المؤثرة على القطعة.
الحل:
السرعة الزاوية هي سرعة الجسم في الحركة الدائرية المنتظمة مقسومة على نصف قطر المسار.
ω=rv
ω=10 سم5 م/ث⋅100 سم1 متر=201 راديان/ثانية
في الحركة المستقيمة المنتظمة، تكون أشعة السرعة دائمًا موازية لاتجاه السرعة.
في الحركة الدائرية المنتظمة، تكون أشعة السرعة دائمًا عمودية على نصف قطر المسار.
شعاع التغير في السرعة:
شعاع التغير في السرعة هو متجه يمثل تغير السرعة في لحظة معينة.
في الحركة الدائرية المنتظمة، يكون شعاع التغير في السرعة دائمًا عموديًا على نصف قطر المسار واتجاهه هو اتجاه القوة المؤثرة على الجسم.
القوة المؤثرة على القطعة:
في الحركة الدائرية المنتظمة، تكون القوة المؤثرة على الجسم قوة مركزية تحافظ على دوران الجسم في مسار دائري.
القوة المركزية هي القوة التي تؤثر على الجسم في اتجاه مركز المسار.
في هذه الحالة، تكون القوة المؤثرة على القطعة هي قوة شد الخيط.
F=rmv2=10 سم(200 جرام)⋅(5 م/ث)2⋅100 سم1 متر=5 نيوتن
التمثيل البياني:
يمكن تمثيل أشعة السرعة في الحركة الدائرية المنتظمة وشعاع التغير في السرعة في الرسم البياني التالي:
في هذا الرسم البياني، يمثل المحور الأفقي الزمن، بينما يمثل المحور الرأسي سرعة الجسم.
تشير أشعة السرعة إلى اتجاه السرعة في كل لحظة.
يشير شعاع التغير في السرعة إلى تغير السرعة في لحظة معينة.
الخاتمة:
في هذا التمرين، تعلمنا كيفية حساب السرعة الزاوية في الحركة الدائرية المنتظمة وكيفية تمثيل أشعة السرعة في كلتا الحالتين. كما تعلمنا كيفية استنتاج القوة المؤثرة على الجسم في الحركة الدائرية المنتظمة.