الحركة الدورانية هي أحد التطبيقات العملية المعاصرة لقوانين نيوتن في الحركة. وتضع هذه القوانين الثلاثة أساسًا متينًا لفهم حركة الأجسام وسلوكها، وقام العالم إسحاق نيوتن بتجميع هذه القوانين الثلاثة لأول مرة لشرح الظواهر الفيزيائية المختلفة المتعلقة بحركة الأجسام التي نواجهها في حياتنا اليومية. الجسم والقوة والسرعة.
يمكننا الاستعانة بقانون نيوتن الأول لتفسير ظاهرة تصادم السيارات. عندما تسير السيارة في خط مستقيم، فإنها تستمر في ذلك المسار حتى تصطدم بعائق، مما يؤدي إلى تغير سرعتها واتجاهها. إذا واجهت السيارة فجأة عائقًا أثناء القيادة بسرعة عالية، فقد يؤثر ذلك على كل شيء في السيارة، بما في ذلك الركاب والأشياء. أدناه، سنراجع استخدامات الحركة الدورانية في الحياة اليومية.
محتوى
تطبيقات الحركة الدورانية في الحياة اليومية
المحتويات
ونرى كل يوم أمثلة كثيرة على الحركة الدورانية، مثل حركة المروحة التي تدور حول مركزها وتتحرك أذرعها بشكل دوراني. تتضمن علم الحركة تغيير وضع واتجاه الجسم مع مرور الوقت، ومن خلاله يتم عرض قوانين نيوتن للحركة وأنواع الحركة الأساسية.
قوانين نيوتن للحركة
وتمثل قوانين نيوتن للحركة، والتي تتعلق بحركة الأجسام وتفاعلها، والسرعة، والزمن، تطوراً هائلاً في الفيزياء على مدى أكثر من ثلاثة قرون. ولا تزال هذه القوانين مطبقة على نطاق واسع وبشكل جميل في حياتنا اليومية:
القانون الأول
- ينص هذا القانون على أن الجسم الساكن سيظل ساكنًا ما لم تؤثر عليه قوة خارجية، ولن يبدأ الجسم في الحركة أو التوقف أو تغيير اتجاهه إلا إذا تغير بسبب قوة خارجية. ولاية.
القانون الثاني
- تنص على أن القوة المؤثرة على جسم ما تساوي كتلة الجسم مضروبة في تسارعه، ويمكن التعبير عنها بالعلاقة التالية: القوة = الكتلة × التسارع. تعد القوة والتسارع من الكميات المتجهة، ويمكن أن تكون القوة متجهًا واحدًا أو مجموعة من القوى.
- عندما يتم التأثير على جسم بقوة ثابتة، فإنه يتسارع بمعدل ثابت؛ وإذا تم التأثير على جسم ساكن بواسطة قوة خارجية، فإنه يتسارع في اتجاه تلك القوة أو مجموع القوى المؤثرة عليه. إذا كان الجسم متحركًا، فيمكن أن تؤثر القوة على سرعته أو تغير اتجاه حركته، اعتمادًا على القوة المطبقة واتجاه الجسم.
القانون الثالث
- ينص قانون نيوتن الثالث على أن كل فعل ينتج عنه رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. ينطبق هذا القانون على تفاعل جسمين، أحدهما يتأثر بقوة من الآخر، فعندما يدفع أحد الجسمين الآخر بقوة معينة، فإن الجسم الآخر يدفع أيضًا بنفس القوة في لحظة الدفع. إذا كان الجسم المؤثر أكبر بكثير من الجسم الآخر، فقد لا يكون تأثير القوة المعاكسة ملحوظًا.
نوع التمرين
- ويختص علم الميكانيكا الحديث بأنواع الحركة، ومنها الحركة الانتقالية، والدورانية، والتذبذبية، وسنستعرض تفاصيلها فيما يلي:
الحركة الانتقالية
- الحركة الخطية تعني أن الجسم يتحرك في خط مستقيم في اتجاه معين ومسافة ثابتة، ويتحرك الجسم بنفس الطريقة.
حركة دورانية
- يركز الفرع المالي للديناميكيات الانتقالية على حركة الأشياء ويستخدم القوانين والمعادلات لشرح هذه الحركة.
- تتأثر حركة الأجسام بقوى مختلفة مثل الجاذبية والاحتكاك، ويمكن لمبدأ الحركة الانتقالية تفسير ظواهر مثل حرارة المادة من خلال فهم جزيئات المادة.
- عندما نتحدث عن “عزم القوة” فإننا نشير إلى دوران جسم حول محوره، والذي يتأثر بمقدار القوة اللازمة لإنتاج تلك الحركة، وتمثله العلاقة الرياضية: عزم الدوران = القوة × المسافة س الاتجاه.
- المسافة هي المسافة بين مركز دوران الجسم والنقطة التي يتم تطبيق القوة عليها (وتسمى “الذراع”)، بينما الزاوية هي العلاقة بين القوة والذراع أثناء دوران الجسم حول محوره. ، فإنها تكتسب طاقة حركية نتيجة لتوازن القوى.
الحركة التذبذبية
- وهذه الحركة هي نتيجة التغيرات المتكررة في الحركة مع مرور الوقت، أي أن نفس الحركة تتكرر عدة مرات خلال فترة محددة.
- ومن الأمثلة الواضحة على هذا النوع من الحركة حركة البندول، الذي يتأرجح ذهابًا وإيابًا حول نقطة التوازن، ويكرر نفس الحركة عدة مرات.
