الحركة الدورانية غير المنتظمة ( Non – uniform circular Motion)

وتمثل حركة جسم يدور بسرعة متغيرة كدالة للزمن وبذلك فإن الجسم سوف يكتسب نوعان من التسارع، الأول تساع خطي والثاني تسارع مركزي، ولذلك فسوف تتولد قوتان تؤثران على الجسم، الاولى قوة خطية مماسية للحركة F_T والثانية قوة مركزية نحو مركز الدائرة F_r وكما في الشكل (1-1) حيث يمكن القول أن متجه القوة المحصلة المؤثرة على الجسم تساوي:

F = F_T + F_r   

وكذلك سوف يتولد نوعان من التسارع أحدهما خطي (a_T) والآخر مركزي (a_r) حيث:

الشكل (1-1)

ولنفترض وجود جسم كتلته (m) معلق بصرف حبل طوله (r) وجعل الجسم يدور بسرعة متغيرة حول مركز الدوران كما في الشكل (1.2). لإيجاد قيمة الشد في الحبل وقيمة تسارع الجسم المماسي، نقوم بتحليل القوى المؤثرة على الجسم حيث:

الشكل (1-2)

يؤثر وزن الجسم (mg) إلى الأسفل (نحو مركز الأرض)، وحيث أن الجسم يميل عند المحور الصادي بزاوية (θ)، إذا يمكن تحليل الوزن إلى مركبتان، إحداهما مماسية للحركة والاخرى عمودية للحركة حيث:

المركبة المماسية للوزن: mg sin θ

المركبة العمودية للوزن: mg cos θ

وفي المقابل فإن الشد في الحبل (T) يمثل القوة التي تجذب الجسم نحو مركز الدوران، إذا القوة المركزية التي تتولد من الحركة الدورانية ستساوي محصلة القوى باتجاه مركز الدائرة حيث:

تمثل المعادلة (1) مقدار الشد في الحبل الذي يعتمد فقط على قيمة الزاوية (θ). وكذلك فإن المركبة المماسية للوزن تمثل القوة الوحيدة بالاتجاه المماسي ، إذا:

تمثل المعادلة (2) مقدار التسارع المماسي للجسم، ويلاحظ أنه كذلك يعتمد على زاوية الميل عن المحور الصادي (θ).

ومن الممكن دراسة حالتان للمعادلتين (1) ، (2) وهما:

1) عند أعلى نقطة في المسار الدائري حيث θ = 180^o

وبالتعويض في المعادلة (1) نحصل على:

وهو يمثل أقل شد في الحبل يمكن أن يتولد أثناء الحركة.

وبالتعويض في المعادلة (2) نحصل على:

a_T = 0

وهو قيمة تسارع الجسم المماسي في تلك النقطة.

2) عند أوطئ نقطة في السمار الدائري حيث θ = 0^o

وبالتعويض في المعادلة (1) نحصل على:

وهذا يمثل أكبر شد في الحبل يتولد من الحركة.

وبالتعويض بالمعادلة (2) نحصل على:

a_T = 0

ويمثل تسارع الجسم المماسي في تلك النقطة.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشعائر يواصل تحضيراته لتنظيم عمل المواكب الحسينية في زيارة الأربعين

قسم شؤون المعارف يناقش تحضيرات المؤتمر العلمي الأول لمركز تراث البصرة

قسم الشؤون الفكرية يقيم دورة تطويرية لملاكات هيأة المساءلة والعدالة في الأرشفة الإلكترونية

المجمع العلمي ينظم مجلس عزاء في قضاء الهندية

المزيد

الآخبار الصحية

نصائح عملية للحد من التعرق المفرط في الصيف

أطباء يحذرون: مكمل غذائي شائع قد يدمر الجهاز العصبي

تحذير طبي من تأثير جانبي "غير متوقع" لحقن التخسيس

حمامات الثلج قد تكون خطيرة وأحيانا مميتة.. ما السبب؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

أكبر جدارية شمسية في العالم تدخل موسوعة غينيس.. مشروع ضخم

تسارع دوران الأرض يثير القلق.. وتحذيرات من "كوارث محتملة" ؟

"سوذبيز" تطرح أكبر قطعة من المريخ على الأرض في مزاد علني

أوبن أيه آي تعتزم إطلاق متصفح إنترنت يعمل بالذكاء الاصطناعي

المزيد

مواضيع ذات صلة

لعبة الجولف المصغرة (ميكانيكا ارتداد الكرة في لعبة الجولف المصغرة: كيف تحدد زاوية الانعكاس مسار الكرة نحو الحفرة )

لعبة التنس (المواضع المثلى للتصادم في مضرب التنس: زخم، دوران، واهتزازات)

لعبة رمي الحلقات (تحليل الحركة الدورانية والتصادم المحوري في رميات الحلقات المعدنية)

ضربات كرة الراح ( تحليل ديناميكي لدوران الكرة وتأثير الاحتكاك على مسارها في كرة الراح )

خُدع الكرة المطاطية (خدع كرة السوبر بول: عندما يتحكم الدوران والاحتكاك في مسار الارتداد)

رميات البولينج (فيزياء رميات البولينج: كيف تؤثر الاحتكاك والدوران على مسار الكرة وإسقاط القوارير)

کسر سنّ القلم الرصاص(فيزياء كسر سن القلم الرصاص: القوى والتوترات وراء الانكسار)

برج المكعبات المائل (برج المكعبات المائل: تحقيق التوازن الأمثل وتحدي التعلق في الهواء)

سقوط المداخن والأقلام الرصاص والأشجار(حين تنحني المدخنة: فيزياء السقوط والانكسار)

آثار الصخور المتحركة (فيزياء الصخور المتحركة: كيف تدفع الرياح أثقال الطبيعة على الأرض؟)

العُقد (فيزياء عقدة الوتد: كيف تتحمل العقدة الأثقال دون الانفلات)

كباش الجبال الصخرية وتسلق الصخور(تحليل ميكانيكي للاحتكاك والتشبث في تسلق كباش الجبال الصخرية)