الكيناتيكا الدورانية المفاهيم المستخدمة في الحديث عن مسببات الحركة الدورانية لها علاقة كبيرة بمفاهيم مسببات الحركة الخطية

الكيناتيكا الدورانية 1 القوة الغير مركزية عندما تكون القوة المؤثرة على السجادة لا تمر بمركز ثقلها فإن السجادة سوف تنتقل بطريقة خطية و دو رانية وباتجاه يحدده خط القوة نسبة الى مركز ثقل السجادة. (شكل 1-6) فيما عدا كون الجسك مثبت من طرف من اطرافه، فإن الجسم سوف يدور حول مركز ثقله. اذا القوة التي لا يمر خط تأثيرها بمركز ثقل الجسم او بنقطة تثبيت تسمى قوة مركزية. (أ) (ب) (ج)

الكيناتيكا الدورانية 2 القوة المزدوجة تحدث عندما يكون هناك قوتين متساويتين و متوازيتين و متضادتين (شكل 2-6) قوتين غير مركزيتين تقوم كل واحدة بتدوير الحصان في جهة معاكسة للأخرى ولأن القوتين متساويتين و متضادتين فلا يوجد المكتبية لتحريك الحصان الى أي من الجهتين. تأثير القوتين لتدوير الحصان لا يوجد ما يعيقه بوجود الأخرى مما يعني ان كل واحدة تساهم مع الأخرى في تدوير الحصان في مكانه. الخلاصة لما سبق: القوة الموجهة لمركز الجسم تؤدي الى انتقال الجسم خطيا المزدوج يؤدي الى دوران الجسم القوة الغير مركزية تؤدي الى دوران و انتقال

الكيناتيكا الدورانية 3 عزم الدوران عندما تحدثنا عن المزدوج قلنا ان المزدوج يؤدي الى دوران و الدوران يعتمد على شيئين: مقدار القوة المؤثرة المسافة بين خطي القوة المؤثرة (المزدوج) عندما تقترب القوتين من بعضيهما يقل مقدار التأثير و العكس صحيح من ذلك يتضح ان حاصل ضرب القيمتين يعطي ما يسمى بعزم الدوران او عزم القوة. (عزم الدوران= القوة x المسافة) المسافة تعني المسافة العمودية بين خطي القوتين كما في المثال السابق-الحصان. تعرف المسافة عندما يكون احد نقاط الجسم ثابتة و الجسم يودر حولها بأنها المسافة العمودية بين خط تأثير القوة و محور الدوران_ او اقصر مسافة بين محور الدوران وخط تأثير القوة.

الكيناتيكا الدورانية 4 عزم التدوير عزم الدوران الناتج من الازدواج هو نفسه عزم الدوران الناتج من ضرب المسافة من المحور الى خط تأثير القوة في القوة. (شكل 4-6) طريقتين لإيجاد العزم:

الكيناتيكا الدورانية 4أ الأولى عن طريق ايجاد ذراع القوة

الكيناتيكا الدورانية 5 الطريقة الثانية: تعتمد هذه الطريقة على ايجاد مكونات القوة العمودية و الأفقية كما يلي: القوة الأفقية القوة العمودية العزم لأن المكون الأفقي يمر بمحور الدوران فإنه لا ينتج أي عزم. يتضح مما سبق تساوي النتيجتين بكل الطريقتين.

الكيناتيكا الدورانية 6 عندما يرغب الجداف في تغيير العزم فيمكن له زيادة او نقصان مقدار القوة او تعديل ذراع القوة. بالنسبة الى تغيير ذراع القوة، يمكن له عمل التالي: تغير نقطة اتصال اليد بالمجداف تغيير اتجاه قوته تغيير نقطة تمفصل المجداف مع القارب

الكيناتيكا الدورانية 7 مثال على السباح (شكل 5-6) يمكن في هذه الحالة تعديل المسافة وليس القوة لأن وزن الجسم ثابت. المسافة تعدل بتغيير درجة ميلان الجسم.

الكيناتيكا الدورانية 8 محصلة العزوم (أ) (ب) الشكل رقم (6.6). محصلة العزوم المبذولة من كل ولد يحدد على أي جهة تدور المرجيحة. عندما يؤثر مجموعة من العزوم على جسم ما نسبة الى نقطة معينة، فيمكن الحصول على محصلة تأثير هذه العزوم بجمعها نسبة الى النقطة المشار اليها. (شكل a6-6) لعبة المرجيحة كل طفل ينتج عزم مساوي لوزنه مضروبا في المسافة من مركز ثقله الى المحور (X،Y) و في اتجاه اما مع او ضد عقارب الساعة. في حال X .y متساويان فإن العزم يعتمد فقط على وزن الطفل فقط. في الوضع الثاني (شكل B6-6) ماذا سوف يحدث؟

الكيناتيكا الدورانية 9 التوازن عندما يكون جميع اطراف الجسم ثابتة أوتتحرك بسرعة ثابتة، فإن الجسم يطلق عليه في حالة اتزان؟ اللاعب في شكل (7-6) يعطي مثالا للتوازن. يؤثر على اللاعب ثلاث قوى خارجية: وزن اللاعب Fr تأثير الحلق على يد اللاعب اليمنى FL تأثير الحلق على يد اللاعب اليسرى لمعرفة محصلة القوى في الاتجاهين x-y يمكن عمل التالي:

الكيناتيكا الدورانية 10 مما سبق يتضح ان مجموع القوى في الاتجاه العمودي و الأفقي يجب ان يكون صفر لكي يتحقق التوازن ايضا البيانات الموضحة في الشكل تتيح معرفة محصلة العزوم نسبة الى أي نقطة. نتيجة: محصلة العزوم حول أي نقطة في أي مستوى حركة حيث تأثر القوى يساوي صفر

الكيناتيكا الدورانية 11 يمكن عندما يكون الجسم في حالة اتزان يمكن الاستفادة من الخصائص المذكورة في ايجاد القوى الغير معروفة. نفرض ان وزن اللاعب =600 نيوتن الزاوية 75 d= 1.8 القوة الأفقية يمكن حسابها الآن Fcosθ =80.4N القوة العمودية Fsin θ=300N يتضح من النتائج ان وزن الجسم مدعوم من قبل كلتا اليدين بالتساوي مما يعني تجانس وضع اللاعب.

الكيناتيكا الدورانية 12 مثال خصائص التوازن يمكن استخدامها في حالات الرغبة في معرفة مقدار القوة اللازمة للإخلال بتوازن جسم ما. (شكل 8-6) قانون مسابقة الحواجز ينص على ان تصميم الحاجز يجب ان يتطلب قوة تساوي 3.6 كجم او 35 نيوتن موجهة الى منصف اعلى الحجز لكي تخل بتوازنه و تقلبه. لكي نمنع قوى اقل من 35 نيوتن من قلب الحاجز، نضع اوزان اضافية توضع على دعامات الحاجز ألأرضية. السؤال كيفية و ضع هذه الأوزان؟

الكيناتيكا الدورانية 13 لنفترض الأرقام الموجودة على الشكل المقابل:ارتفاع=1.07م عندما يتعرض الحاجز الى قوة تعادل 35نيوتن على اعلى الحاجز، العزم المضاد حول AB 35x 1.07=37.5 نيوتن اذا كل رجل داعمة تزن 8 نيوتن و نقطة تأثيرها في منتصف 0.6م من طولها، عزم التدوير المضاد و الناتج من الأقدام يساوي: 8x 0.3x 2= 4.8 نيوتن.م اذا كل رجل داعمة عليها انتاج عزم اضافي يساوي: 37.5-4.8/2=16.4 نيوتن.م لأن طول القدم يساوي0.6م فإن اقل وزن يمكن اضافته هو:16.4/0.6=27.3 نيوتن. في حال كون الأوزان اثقل من ذلك ، لابد من تقريب الأوزان الى المحور ِAB. ايضا في حال تخفيض ارتفاع الحاجز، يجب ايضا تقريب الأوزان الى المحور.

الكيناتيكا الدورانية 14 الروافع الرافعة هي عبارة عن قضيب صلب يتمحور في نقطة ويؤثر عليه قوتان في نقطين اخريين. نقطة التمحور تسمى المحور او الارتكاز و النقطة الأخرى المقاومة و الأخيرة القوة. من اهم الروافع الموجودة هي ما يتضمنه جيم الإنسان من روافع و التي ليس بالضرورة كونه طويلة و نحيفة و مستقيمة. (شكل 9-6) وظائف الرافعة تتمثل في التالي: زيادة تأثير القوة. يدون الرافعة لابد من النتاج قوة مساوية للحمل المراد رفعة بينما بواسطة الرافعة القوة المبذولة يمكن ان تكون اقل من الحمل المرفوع بكثير.( شكل 10-6) من ذلك يتضح ان العضلة المربعه تنتج قوة فقط قدرها 24 نيوتن لكي تثبت وزن الجمجمة البالغ 72 نيوتن.

الكيناتيكا الدورانية 15 2- الرافعة يمكن ان تزيد في المسافة التي تتحركها نقطة ما. (شكل 11-6) الرافعة في هذا المثال تتمثل في ساق اللاعب و مفصل الركبة كمحور. القوة ناتجة من العضلات المادة لمفصل الركبة و المقاومة من تأثير الكرة على الرجل. اذا الرجل تتحرك 30 درجة خلال اتصال الرجل بالكرة خلال عملية الركل، النقطة A تتحرك خلال محيط قدره 2.6سم بينما النقطة B تتحرك خلال محيط قدره 26سم و الضرب عشر مرات مقارنة بالنقطة A .S=rθ . سرعة النقطة B ايضل تعادل عشر مرات سرعة النقطة A.

الكيناتيكا الدورانية 16 شكل (12-6) انواع الروافع و ما تعطيه من تأثير من جهة السرعة و القوة.

الكيناتيكا الدورانية 17 الاتزان شكل 27-6 يوضح حالة الجسم في وضع اتزان مستقر (الاتزان المستقر هو الحالة التي يعود فيها الجسم الى حالته من الاتزان بعد فقده الاتزان) شكل 28-6 يوضح حالة جسم في وضع اتزان غير مستقر ( الاتزان الغير مستقر هي الحالة التي لا يعود فيها الجسم الى حالة الاستقرار بعد فقده الاتزان) شكل 29-6 يوضح حالة اتزان طبيعي ( وزن الكرة و رد الفعل دائما متساويان و متضادان)

الكيناتيكا الدورانية 18 حالة ااتزان الجسم تعتمد على التالي: موقع خط الجاذبية الأرضية نسبة الى قاعدة الارتكاز وزن الجسم ارتفاع مركز الثقل نسبة الى قاعدة الارتكاز امثلة: السباح، البدا المنخفض، تقسيم اللاعبين الى فئات شكل 31-6 يوضح تساوي العاملين(الوزن وموقع خط الجاذبية) يبقى العامل الثالث وهو ارتفاع مركز الثقل.

الكيناتيكا الدورانية 19 عزم القصور شكل 34-6 كمية الحركة الدورانية شكل 36-6 يوضح التبادل بين عناصر معادلة كمية الحركة الدورانية (قانون نيوتن الدوراني الأول) ( الجسم الدائر يستمر في حركته الدروانية مع كمية حركة دورانية ثابتة ماعدا عند تأثير عزم تدوير خارجي)

الكيناتيكا الدورانية 19أ

الكيناتيكا الدورانية 20 شكل 38-6 يوضح الاختلاف بين لاعبين في الأداء بالنظر الى كمية الحركة الدورانية. قانون نيوتن الدوراني الثاني T=Iά

الكيناتيكا الدورانية 21 قانون نيوتن الدوراني الثالث. شكل 40-6 و 41-6

قوة الطرد(FR ) و الجذب المركزية (FT) الكيناتيكا الدورانية 22 قوة الطرد(FR ) و الجذب المركزية (FT)