حركة دائريةزي موحد هو نوع من الحركة التي تحدث مع ● السرعةتسلقثابت على طول مسار الشكل دائري. على الرغم من تلقي زي الصفة ، فإن هذه الحركة هي معجل، نظرًا لأن التغيير في اتجاه متجه السرعة يعني وجود أ تسارع الجاذبية الاتجاه الشعاعي الذي يشير اتجاهه إلى مركز المنحنى.
نرى أيضا: حركة موحدة - الصيغ والمفاهيم والتمارين
مقدمة في الحركة الدائرية المنتظمة
الحركة الدائرية المنتظمة (MCU) هو الذي يتحرك فيه الجسيم على طول مسار دائري نصف قطر ثابت. في هذا النوع من الحركة ، كلاهما السرعة العددية بما يخص السرعة الزاوية ثابتة ، ولكن الحركةمعجل، لأنه في هذا النوع من المسار يجب أن يكون هناك تسارع يشير في اتجاه نصف القطر ، دائمًا باتجاه مركز المنحنى ، يسمى تسارع الجاذبية.
منذ أن غطت المسار في MCU é دائري، يمكن حساب الفضاء الذي يجتازه الجسيم (ΔS) من أ قوس المحيط، بحيث يكون طول الدور الكامل يساوي 2πR ، حيث R يمثل مقدار نصف قطر هذه الدائرة.
السرعة العددية v يفعل الحركة الدائرية المنتظمة، بدوره ، يتم حسابه من خلال النسبة بين الفضاءسافرت (ΔS) و فترة راحةفيزمن (Δt) ، كما هو موضح أدناه:
في الصيغة أعلاه ، من الممكن فصل الكميات الزاوية عن الكميات المكانية. من خلال القيام بذلك ، توجد صيغة أخرى لـ ● السرعةتسلق. توضح هذه الصيغة أنه يمكن حساب معامل السرعة القياسية التي يتحرك فيها الجسيم من المنتج بين ● السرعةالزاوي (ω) و نصف قطر المسار (ص).
ال ● السرعةالزاوي عادة ما يسمى ترددالزاوي وكذلك من نبض. وحدة قياسها هي راديان في الثانية (راد / ث). ومع ذلك ، بما أن الراديان هو أ قياس الزاوية، وليس أ الكمية المادية، وحدة قياس السرعة الزاوية ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، هي s-1، وهو ما يعادل هرتز (هرتز).
ترتبط السرعة الزاوية أيضًا بكميتين مهمتين أخريين للحركات الدائرية: التردد (و) و الفترة (T). يشير التردد ، الذي تكون وحدة قياسه أيضًا بالهرتز ، إلى مقدار دوران الجسيم يؤدي كل ثانية ، بينما تشير الفترة الزمنية إلى الوقت اللازم لهذا الجسيم ليقطع دورة واحدة اكتمال. وبالتالي ، فإن التكرار والفترة كميات متناسبة عكسياً وترتبط ببعضها البعض. يشاهد:
تسارع الجاذبية المركزية على MCU
ال تسارع الجاذبية هو الذي أشر دائمًا إلى مركز المنحنى يؤديها جسيم في حركة دائرية. يمكن إنتاج هذا التسارع بواسطة أ شعبية, قوة الاحتكاك, القوة المغناطيسية، من بين أمور أخرى.
مثل تسارع عددي، يتم قياس تسارع الجاذبية آنسة². ومع ذلك ، فإن المعنى المادي لتسارع الجاذبية يختلف عن معنى التسارع القياسي. بينما يشير الأخير إلى تغير حجم السرعة، يشير التسارع المركزي أ الاختلاف في اتجاه السرعةبفضل الشخصية المتجه السرعة في حركة دائرية.
ال معادلة تستخدم لحساب مقدار عجلة الجاذبية المركزية لجسيم في MCU على النحو التالي:
اقرأ أيضا: حركة دائرية: MCU و MCUV
تمارين حلها على حركة دائرية موحدة
السؤال رقم 1 -أوجد السرعة الزاوية لجسيم يولد حركة دائرية منتظمة على مسار نصف قطر منتظم يساوي 0.5 م ، بسرعة ثابتة 2.0 م / ث.
أ) 1.5 راد / ثانية
ب) 3.0 راديان / ثانية
ج) 4.0 راديان / ثانية
د) 1.0 راديان / ثانية
القرار:
بناءً على المعلومات التي يوفرها بيان التمرين ، سنحسب السرعة الزاوية.
وفقًا لحساباتنا ، وجدنا أن السرعة الزاوية لهذا الجسيم تساوي 4.0 راديان / ثانية ، لذا فإن البديل الصحيح هو الحرف C.
السؤال 2 - يكمل جسيم في حركة دائرية منتظمة دورتين على محيط بنصف قطر يساوي 2.0 م ، في فترة زمنية قدرها 4.0 ثوانٍ. حدد فترة ووتيرة هذه الحركة.
أ) 0.5 هرتز و 2.0 ثانية
ب) 0.4 هرتز و 4.0 ثانية
ج) 4.0 هرتز و 2.0 ثانية
د) 2.0 هرتز و 4.0 ثانية
القرار:
ينص البيان على أن الجسيم يكمل جولتين في 4.0 ثانية ، مما يشير إلى أن الأمر يستغرق 2.0 ثانية لإكمال كل جولة. هذه النتيجة ، إذن ، هي الفترة. التردد ، بدوره ، يتم تحديده بواسطة معكوس الفترة ويجب أن يساوي 1/2 ، أي 0.5 هرتز ، لذا فإن البديل الصحيح هو الحرف ا.
* لتنزيل الخريطة الذهنية بصيغة PDF ، انقر هنا!
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniforme-mcu.htm
