الحركة الدائرية: منتظمة ومتنوعة

الحركة الدائرية (MC) هي الحركة التي يقوم بها الجسم في مسار دائري أو منحني.

هناك كميات مهمة يجب مراعاتها عند أداء هذه الحركة ، حيث يكون اتجاه سرعتها زاوية. هذه هي الفترة والتردد.

الفترة التي تقاس بالثواني هي الفترة الزمنية. التردد ، الذي يُقاس بالهرتز ، هو استمراريته ، أي أنه يحدد عدد مرات الدوران.

مثال: يمكن أن تستغرق السيارة x ثانية (فترة) لتقريب التقاطع الدائري ، وهو ما يمكنها القيام به مرة واحدة أو أكثر (التردد).

حركة دائرية موحدة

تحدث الحركة الدائرية المنتظمة (MCU) عندما يصف الجسم مسارًا منحنيًا مع سرعة ثابتة.

على سبيل المثال ، شفرات المروحة وشفرات الخلاط وعجلة Ferris في مدينة الملاهي وعجلات السيارات.

حركة دائرية متنوعة بشكل موحد

تصف الحركة الدائرية المتنوعة بشكل موحد (MCUV) أيضًا مسارًا منحنيًا ، مهما كان تختلف السرعة خلال الدورة.

وبالتالي ، فإن الحركة الدائرية المتسارعة هي التي يخرج فيها الجسم من السكون ويبدأ في التحرك.

صيغ الحركة الدائرية

تختلف عن الحركات الخطية ، تعتمد الحركة الدائرية نوعًا آخر من الحجم يسمى المقادير الزاويّةحيث تكون القياسات بالراديان وهي:

قوة الجاذبية

ال قوة الجاذبية موجود في حركات دائرية ، يتم حسابه باستخدام صيغة قانون نيوتن الثاني (مبدأ الديناميات):

أين،

F_ç: قوة الجاذبية (N)
م: الكتلة (كلغ)
ال_ç: تسارع الجاذبية (م / ث²)

تسارع الجاذبية

ال تسارع الجاذبية يحدث في الأجسام التي تتبع مسارًا دائريًا أو منحنيًا ، ويتم حسابها بالتعبير التالي:

أين،

ال_ç: تسارع الجاذبية (م / ث²)
الخامس: السرعة (م / ث)
ص: نصف قطر المسار الدائري (م)

موقف الزاوي

يمثل الموضع الزاوي ، الذي يمثله الحرف اليوناني phi (φ) ، قوسًا لجزء من المسار المشار إليه بزاوية معينة.

φ = S / r

أين،

φ: موقع زاوية (راد)
س: موقف (م)
ص: نصف قطر الدائرة (م)

النزوح الزاوي

يمثل الإزاحة الزاوية ، التي يمثلها Δφ (دلتا فاي) ، الموضع الزاوي النهائي والموضع الزاوي الأولي للمسار.

Δφ = ΔS / ص

أين،

Δφ: الإزاحة الزاوية (rad)
س: الفرق بين موضع النهاية وموضع البداية (م)
ص: نصف قطر الدائرة (م).

متوسط ​​السرعة الزاوية

ال السرعة الزاوية، الذي يمثله الحرف اليوناني أوميغا (ω) ، يشير إلى الإزاحة الزاوية بالفاصل الزمني للحركة في المسار.

ω_م = Δφ / Δt

أين،

ω_م: السرعة الزاوية المتوسطة (راديان / ثانية)
Δφ: الإزاحة الزاوية (rad)
ر. الفاصل الزمني للحركة (فترات)

وتجدر الإشارة إلى أن السرعة العرضية متعامدة مع العجلة التي تكون في هذه الحالة جاذبة. هذا لأنه يشير دائمًا إلى مركز المسار وليس فارغًا.

متوسط ​​التسارع الزاوي

يمثل التسارع الزاوي ، الذي يمثله الحرف اليوناني ألفا (α) ، الإزاحة الزاوية خلال الفترة الزمنية للمسار.

α = ω / Δt

أين،

α: يعني التسارع الزاوي (راديان / ثانية²)
ω: السرعة الزاوية المتوسطة (راديان / ثانية)
ر: الفاصل الزمني للمسار (فترات)

نرى أيضا: الصيغ الحركية

تمارين على الحركة الدائرية

1. (PUC-SP) تم تزويد Lucas بمروحة ، بعد 20 ثانية من تشغيلها ، تصل إلى تردد 300 دورة في الدقيقة في حركة متسارعة بشكل منتظم.

جعلته الروح العلمية للوكاس يتساءل ما هو عدد الدورات التي تقوم بها شفرات المروحة خلال تلك الفترة الزمنية. وجد باستخدام معرفته بالفيزياء

أ) 300 لفة
ب) 900 لفة
ج) 18000 لفة
د) 50 لفة
هـ) 6000 لفة

انظر للاجابة

البديل الصحيح: د) 50 لفة.

نرى أيضا: الصيغ الفيزيائية

2. (UFRS) يكمل الجسم في حركة دائرية منتظمة 20 دورة في 10 ثوانٍ. الفترة (في) والتردد (في s-1) للحركة هي ، على التوالي:

أ) 0.50 و 2.0
ب) 2.0 و 0.50
ج) 0.50 و 5.0
د) 10 و 20
هـ) 20 و 2.0

انظر للاجابة

البديل الصحيح: أ) 0.50 و 2.0.

لمزيد من الأسئلة ، راجعتمارين على الحركة الدائرية المنتظمة.

3. (Unifesp) يركب الأب والابن دراجاتهما ويمشيان جنبًا إلى جنب بنفس السرعة. من المعروف أن قطر العجلات على دراجة الأب يبلغ ضعف قطر عجلات دراجة الابن.

يمكن القول أن عجلات دراجة الأب تدور معها

أ) نصف التردد والسرعة الزاوية التي تدور بها عجلات دراجة الطفل.
ب) نفس التردد والسرعة الزاوية التي تدور بها عجلات دراجة الطفل.
ج) ضعف التردد والسرعة الزاوية التي تدور بها عجلات دراجة الطفل.
د) نفس تردد عجلات دراجة الطفل ولكن بنصف السرعة الزاوية.
هـ) نفس تردد عجلات دراجة الطفل ولكن بضعف السرعة الزاوية.

انظر للاجابة

البديل الصحيح: أ) نصف التردد والسرعة الزاوية التي تدور بها عجلات دراجة الطفل.

اقرأ أيضا:

• حركة موحدة
• حركة موحدة مستقيمة
• كمية الحركة