محاكاة الحركة الدائرية — فيزياء 1
الأول الثانوي الفصل الدراسي الثاني الدرس 6-2 الكتاب ص 168–171 محاكاة قانون
جرّب بنفسك قوانين درس «الحركة الدائرية» من كتاب فيزياء 1: غيّر القيم في المحاكاة وشاهد النتيجة مباشرة، ثم نفّذ المهام الاستقصائية وتحقق من فهمك.
شغّل المحاكاة وغيّر القيم بنفسك
المحاكاة والمهام الاستقصائية والتقويم متاحة بحساب مجاني.
أنشئ حساب طالب مجاني لديك حساب؟ سجّل الدخول ✓ مجاني بالكامل · أنت معلم؟ حساب معلمأهداف الدرس
- تفسّر لماذا يتسارع الجسم الذي يتحرك بسرعة ثابتة المقدار في مسار دائري.
- تصف كيف يعتمد مقدار التسارع المركزي على سرعة الجسم، ونصف قطر مساره الدائري.
- تحدّد القوة التي تسبب التسارع المركزي.
القوانين والعلاقات
التسارع المركزيac = v²/r
مقدار السرعة في الحركة الدائرية المنتظمةv = 2πr/T
التسارع المركزي بدلالة الزمن الدوريac = 4π²r/T²
القانون الثاني لنيوتن في الحركة الدائريةFمحصلة = mac
المفردات
الحركة الدائرية المنتظمةالتسارع المركزيالقوة المركزية
المفاهيم الرئيسة
- الحركة الدائرية المنتظمة هي حركة جسم أو جسيم بسرعة ثابتة المقدار حول دائرة نصف قطرها ثابت.
- متجه الموقع r طوله لا يتغير ولكن اتجاهه يتغير، ومتجه السرعة المتجهة يكون دائمًا عموديًّا على متجه الموقع؛ أي مماسًّا لمحيط الدائرة، فيبقى مقداره ثابتًا لكن اتجاهه يتغير.
- لأن اتجاه السرعة المتجهة يتغير فإن الجسم يتسارع. واتجاه التغير في السرعة Δv يكون نحو مركز الدائرة، لذا يُسمّى هذا التسارع التسارع المركزي.
- يشير اتجاه التسارع المركزي إلى مركز الدائرة دائمًا، ويساوي مقداره حاصل قسمة مربع السرعة على نصف قطر دائرة الحركة: ac = v²/r.
- القوة المحصلة التي تسبب التسارع المركزي في اتجاه المركز تسمى القوة المركزية، وقد تكون قوة شد في خيط، أو قوة جذب كتلي، أو قوة احتكاك.
- عندما تنعطف السيارة فجأة يشعر الراكب بأنه يُدفع إلى الخارج، ويسمى ذلك القوة الطاردة المركزية، ولكنها قوة وهمية لا وجود لها؛ فالراكب يستمر في خط مستقيم حسب القانون الأول لنيوتن ما لم تؤثر فيه قوة.
مثال محلول
مثال 2 (من الكتاب): الحركة الدائرية المنتظمةأُديرت سدادة مطاطية كتلتها 13 g، مثبتة عند طرف خيط طوله 0.93 m، في مسار دائري أفقي لتكمل دورة كاملة خلال 1.18 s. احسب مقدار قوة الشد التي يؤثر بها الخيط في السدادة.
- التسارع المركزي
- ac = 4π²r/T² = 4π²(0.93 m)/(1.18 s)² = 26 m/s²
- قوة الشد
- بتطبيق القانون الثاني لنيوتن: FT = mac = (0.013 kg)(26 m/s²) = 0.34 N
- تقويم الجواب
- قوة الشد تساوي ثلاثة أمثال وزن السدادة تقريبًا، وهذا منطقي لمثل هذه الأجسام الخفيفة.
داخل المحاكاة
- التهيئة والتنبؤ بعد التسجيل
- المحاكاة التفاعلية بعد التسجيل
- المهام الاستقصائية بعد التسجيل
- مثال محلول آخر بعد التسجيل
- التقويم الختامي بعد التسجيل
- الملخص والواجب المنزلي بعد التسجيل
- وضع العرض للمعلم بعد التسجيل
