اعداد الأستاذ/ عبدالرؤوف أحمد يوسف

Παρουσίαση με θέμα: "اعداد الأستاذ/ عبدالرؤوف أحمد يوسف"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 اعداد الأستاذ/ عبدالرؤوف أحمد يوسف
وزارة التربية المركز الإقليمي لتطوير البرمجيات التعليمية التوجيه الفني العام للعلوم الفيزياء الباب الأول الحركة الدائرية اعداد الأستاذ/ عبدالرؤوف أحمد يوسف

2 الحركة الدائرية الحركة الدائرية : -
هي حركة الجسم في مسار دائري أو شبه دائري أو جزء من الدائرة (( المنحنيات )) الحركة الدائرية المنتظمة :- هي حركة الجسم الذي يقطع أقواس متساوية في فترات زمنية متساوية

3 الحركة الدائرية المنتظمة
ب ص ص ن ن نق جـ أ ن ن ص ص د القوس ( أ ب ) = القوس ( ب جـ ) = القوس ( جـ د ) = القوس ( د أ )

4 مصطلحات الحركة الدائرية :
الإزاحة الخطية ( ص) : هي المسافة القوسية المقطوعة علي محيط الدائرة , تقاس بالمتر ص = 2 л نق عندما تكون الإزاحة دورة كاملة ( محيط الدائرة ) الإزاحة الزاوية ( هـ ) : هي المسافة المقطوعة مقدرة بالزاوية , تقاس بالراديان هـ = 2 л ص = هـ نق

5 الراديان : هو الزاوية التي طول قوسها يساوي نصف قطرها الزاوية بالراديان = الزاوية بالدرجة × л 180

6 الزمن الدوري (ز) : هو الزمن اللازم للجسم لعمل دورة كاملة , يقاس بالثانية
زمن دوران الأرض دورة واحدة حول محورها = 24 ساعة = ثانية زمن دوران الأرض دورة واحدة حول الشمس = يوم = × ثانية التردد ( ذ ) : عدد الدورات التي يعملها الجسم في الثانية , يقاس دورة / ثانية

7 العلاقة بين الزمن الدوري والتردد : الزمن الدوري = 1 التردد
العلاقة بين الزمن الدوري والتردد : الزمن الدوري = التردد

8 السرعة الخطية ( ع ) : هي معدل تغير الإزاحة الخطية بالنسبة للزمن السرعة الخطية = الإزاحة الخطية ÷ الزمن ع = 2л نق ÷ ز

9 السرعة الزاوية ( W) : هي معدل تغير الإزاحة الزاوية بالنسبة للزمن السرعة الزاوية = الإزاحة الزاوية ÷ الزمن W = 2л ÷ ز

10 السرعة الخطية والزاوية بدلالة التردد
ع = 2л نق ذ W = 2л ذ

11 العلاقة بين السرعة الخطية والسرعة الزاوية
السرعة الخطية = السرعة الزاوية × نصف القطر ع = w × نق

12 عجلة الجذب المركزية ( جـ ) :
هي عجلة ناتجة عن تغير اتجاه السرعة الخطية أثناء حركة الجسم حركة دائرية أ ع أ ∆ ف نق ∆ ن ب نق ع أ = ع ب = ع ع ب

13 من مثلث المتجهات ع أ , ع ب , Δع ومثلث أ م ب (( القوس أب صغير جدا Δ ف ))
من تشابه المثلثين Δع = Δ ف بما أن Δ ف = ع Δ ن ع نق Δع = ع2 Δ ن نق جـ = ع2 ÷ نق حيث جـ ≡ عجلة الجذب المركزية تقاس بـ متر / ث2

14 قوة الجذب المركزية ( ق ) :
هي القوة التي تحفظ الجسم في مساره الدائري , تقاس بوحدة النيوتن , تتجه نحو مركز المسار الدائري قوة الجذب المركزية = الكتلة × عجلة الجذب المركزي ق = ك جـ ق = ك ع2 ÷ نق

15 صور قوة الجذب المركزية قوة الشد في الحبل قوة التثاقل
القوة الناتجة عن الميلان القوة الكهروستاتيكية قوة الاحتكاك

16 قوانين أخري لحساب قوة الجذب المركزية :
ق = 4 л2ك نق ÷ ز2( بدلالة الزمن الدوري ) ق = 4 л2ك نق ذ ( بدلالة التردد ) ق = ك نق w ( بدلالة السرعة الزاوية ) ق = ك w ع (بدلالة السرعة الزاوية والخطية )

17 السؤال الأول : أكمل : الكتلة
السؤال الأول : أكمل : الكتلة 1- قوة الجذب المركزية تتناسب طردياً مع و وعكسياً مع 2- السرعة المماسة ثابتة ومتغيرة ومتعامدة على و و 3-عجلة الجذب المركزية تتناسب مع مربع السرعة و مع نصف قطر المسار الدائري . نصف قطر المسار مربع السرعة الاتجاه المقدار نصف القطر قوة الجذب المركزية عجلة الجذب المركزية طرديا عكسيا

18 4- إذا زادت السرعة الزاوية إلى الضعف فإن الزمن الدوري. إلى. والتردد
4- إذا زادت السرعة الزاوية إلى الضعف فإن الزمن الدوري إلى والتردد إلى 5- إذا أكمل الجسم دورة كاملة فإن المسافة تمثل والزاوية المزاحة تساوي والزمن يسمى بـ يزيد النصف يقـــل الضعف محيط الدائرة 360֩ , 2 л الزمن الدوري

19 أجب عن ما يأتي : ما المقدار الفيزيائي الذي ينتج من تغير اتجاه السرعة لجسم يتحرك في مسار دائري هو ب) قوة الجذب المركزية تعتمد على . (i) (ii) (iii) ج) عجلة الجذب المركزية تتوقف على . (i) (ii) عجلة الجذب المركزية مربع السرعة الكتلة نصف قطر المسار الدائري نصف قطر المسار الدائري مربع السرعة

20 من الأمثلة التي تتحرك حركة دائرية .
(i) (ii) (iii) هـ) سرعة السيارة في طريق منحنى تتوقف على . (i) (ii) (iii) و) من استخدامات جهاز النابذة . (i) (ii) (iii) حركة السيارات في المنحنيات دوران القمر حول الارض دوران الكواكب حول الشمس عجلة السقوط الحر زاوية الميلان نصف قطر المسار فرز الزبد عن اللبن فرز السكر عن المولاص فرز البلازما عن الدم

21 أكتب المصطلح العلمي الدال على المعاني
1- حركة جسم على محيط الدائرة بحيث يقطع أقواسا متساوية في أزمنة متساوية 2- طول القوس الذي يقطعه الجسم خلال وحدة الزمن 3- القوة التي تشد أو تربط الجسم بمركز الدائرة الحركة الدائرية المنتظمة السرعة المماسية قوة الجذب المركزية

22 4- الزمن الذي يستغرقه الجسم لعمل دورة كاملة ..........................................
5- عدد الدورات التي تحدث في الثانية : الزمن الدوري التردد

23 ضع علامة ( ) أمام العبارة الصحيحة وعلامة ( ) أمام العبارة الخطأ :
ضع علامة ( ) أمام العبارة الصحيحة وعلامة ( ) أمام العبارة الخطأ : 1- السرعة الخطية في الحركة الدائرية هي الزاوية المزاحة في وحدة الزمن (......) 2- يزيد الزمن الدوري لجسم يتحرك دائريا بزيادة عدد الدورات (......) 3- تزيد السرعة لسيارة تسير على طريق منحني بزيادة الكتلة (......) X X X

24 5- الراديان وحدة قياس السرعة الخطية (...... )
4- إذا زادت السرعة الزاوية بمقدار الضعف فإن الزمن الدوري يقل بمقدار النصف ( ) 5- الراديان وحدة قياس السرعة الخطية ( ) 6- عندما يسير راكب دراجة في مسار دائري يميل نحو المركز ( ) √ X √

25 7- التردد لجسم يتحرك في مسار دائري يزيد بزيادة عدد الدورات (...... )
7- التردد لجسم يتحرك في مسار دائري يزيد بزيادة عدد الدورات ( ) 8- إذا أكمل الجسم دورة كاملة فإن الزاوية المزاحة تساوي ( ) 9- تزيد السرعة الخطية لجسم يتحرك دائريا بزيادة الزمن الدوري ( ) √ X X

26 علل 1- الجسم المتحرك حركة دائرية يكتسب عجلة بالرغم من أن السرعة ثابتة . 2- يوجد فرق بين الدورة الحقيقية (الزمن الدوري) للقمر حول الأرض والدورة الظاهرية (الشهر القمري) بسبب قوة الجذب المركزية الناتجة من تغير اتجاه السرعة لان القمر يتبع الأرض في دورانها حول الشمس

27 3- عندما يسير راكب الدراجة في طريق دائري لابد أن يميل .
4- ترصف طرق المرور السريع بصورة مائلة في المنحنيات لتوليد قوة الجذب المركزية لكي يحافظ على مساره الدائري لإمداد السيارات بقوة الجذب المركزية

28 5- يحافظ القمر على مداره الدائري حول الأرض
6- راكب الدراجة عندما يتحرك خطياً يكون في حالة توازن . بسبب قوة الجذب المركزية وهي قوة التثاقل بسبب توازن القوتين الوزن ورد الفعل الأرضي

29 7- قوة الطرد المركزية قوة غير أصلية .
8-لا تسقط السفينة الفضائية أثناء دورانها حول الأرض . لأنها تظهر عند انعدام قوة الجذب المركزية بسبب قوة الطرد المركزية

30 9- رجل الفضاء داخل سفينة فضائية يكـــــون في حالة انعدام وزن
10- لا يهرب القمر إلى الشمس عـــندما يقع بين الأرض والشمس بالرغم من قـــــوة جــــــذب الشمس. (لا تنسى دوران القمر حول الأرض) بسبب توازن القوتين قوة الجذب المركزي وقوة الطرد بسبب قوة الطرد

31 مثال (1) جسم كتلته 10 كجم يدور بانتظـــام فـــي مــسار دائري نصف قطره 1.5 متر بمعدل 4 دورات في الثانية أحسب : 1- السرعة الخطية ؟ 2- العجلة المركزية ؟ 3- قوة الجذب المركزية المؤثرة علي الجسم ؟

32 مثال (2) جسم كتلته 2 كجم يتحــــرك في مـــسار دائري قطره 20 متر إذا احتاج الجسم الي 10 ثواني لعمل 5 دورات كاملة أحسب ما يلي : 1- الزمن الدوري ؟ 2- تردد الجسم ؟ 3- التسارع المركزي ؟ 4- القوة المؤثرة علي الجسم ؟

33 مثال (3) جـــسم كتلته 4كجم تؤثر عـــليه قـــوة مــركزية مقدارها 60 نيوتن إذا دار الجسم 5 دورات في 20 ثانية أحسب : 1- التسارع المركزي للجسم ؟ 2- سرعة دوران الجسم ؟

34 مثال (4) يدور جسم في مــــسار دائري نصف قطره 40 سم بسرعة 4 متر/ث , جد ســـرعته الزاوية ؟

35 مثال (5) جسم كتلته 10 كجم يتحرك بانتظام علي محيط دائرة نصف قطرها 5 أمتار بســــرعة مقدارها 30 دورة في الدقيقة , أحسب كل من : 1- السرعة الزاوية ؟ السرعة المماسية ؟ 3- قوة الجذب المركزية ؟ الزمن الدوري ؟

36 مثال (6) يتحـــرك جــسم في مسار دائري بعجــــلة جذب مركزية قدرها 4 متر / ث2 0 فإذا كان نصــف قطر المسار يبلغ 16 مترا , جد : 1- السرعة الخطية ؟ 2- السرعة الزاوية ؟ 2- الزمن الدوري ؟

37 مثال (7) ربط جسم كتلته 100 جم بخيط طوله 50 سم ثم حرك الجسم في مدار دائري بسرعة 720 دورة / دقيقة ,جد 1- تردد الجسم ؟ الزمن الدوري ؟ 3- سرعته الزاوية ؟ السرعة الخطية للجسم 5- الإزاحة الزاوية للجسم خلال 10 ثواني ؟ 6- قوة الجذب المركزية ؟ 7- ماذا يحدث إذا انقطع الخيط ؟

38 مثال (8) جسم كتلته 5كجم يدور في مسار دائري يكمل دورة كاملة في زمن قدره 3.14 ثانية يقطع فيها إزاحة خطية قدرها 628 متر , جد الاتي 1- التردد نصف قطر المسار الدائري 3- السرعة الخطية السرعة الزاوية 5- عجلة الجذب المركزية قوة الجذب المركزي

39 مثال (9) احسب السرعة التي تدور بها الأرض حول محــــورها علما بان نصف قـــــطر الأرض 6400 كم وزمن دورانها حـول مــــحورها 24 ساعة ؟ (( 465 متر /ث ))

40 الحركة الدائرية علي سطح الأرض
أذا كنت تركب دراجة ستلاحظ أن الدراجة تميل علي المستوي الرأسي الذي كانت فيه عند اضطرارها للسير في طريق شبه دائري أو منحني , نتيجة لتولد قوة جذب مركزية تحفظها في مسارها الدائري ( الميلان يولد قوة جذب مركزية )

41 ر ر جتا هـ هـ ق رجا هـ و ق = - ر جا هـ و = - ر جتا هـ

42 من الشكل نجد أن : ق = رجا هـ , و = رجتا هـ ق رجا هـ و رجتا هـ ق = و ظا هـ و = ك د ق = ك د ظا هـ =

43 لكي تكون حركة الجسم علي سطح الأرض متزنة يجب أن تكون :
قوة الجذب المركزية التي تحفظ الجسم في مساره = قوة الجذب الناتجة عن الميلان ك ع2 = ك د ظا هـ نق

44 ع2 = نق د ظا هـ ع = نق د ظا هـ ظا هـ = ع2 نق د

45 مثال (10) رجــــل كتلته 90 كجم يركــب دراجـــة كـــتلتها 60 كجم يتحرك في طريق منحني نصف قطــره 30 متر وبسرعة مقدارها 10 3 م/ ث , أحسب الــزاوية التي يميل بها مع الرأسي حتى يحـــافظ علي حركته في هذا الطريق ؟ (خذ د = 10 متر/ ث2 ) أحسب مقدار القوة الناتجة عن الميلان

46 مثال (11) سيارة كتلتها 1طن تسير بسرعة 9متر/ث في طريق دائري نصف قطر انحنائه 5 متر يميل علي المستوي الأفقي بزاوية 45 º جد : 1- قوة الجذب المركزية الناتجة عن الميلان ؟ 2- قوة الجذب الفعلية ؟ 3- السرعة المناسبة للطريق ؟ 4- زاوية الميل التي تبقي السيارة علي مسارها الدائري ؟

47 مثال (12) سيارة كتلتها 1 طن تسير بسرعة 72 كلم / س في طريق دائري نصف قطر انحنائه 100 متر ويميل علي المــــستوي الأفقي بزاوية (هـ) 15 درجة 0 جـــد قـــوة الجذب المركزية علي هذه السيارة وبين ما إذا كانت هذه السرعة مناسبة لهذا الطريق ( د = 9.8 متر/ث2 ) ؟

48 القوة الطاردة المركزية :
هي قوة غير أصلية تنتج كرد فعل لقوة الجذب المركزية , تساوي قــــوة الجذب المركزية في المقدار وتضادها في الاتجاه ق = ك ع2 نق

49 تطبيقات قوة الطرد المركزية
1- النابذة : أ- فصل الزبد من اللبن ب- فصل المولاص من السكر ج- فصل البلازما من الدم د- فصل الأملاح عن البول 2- الغرف الدوارة ( لعبة للترفيه )

50 الحركة الكواكب وضع العالم الألماني كبلر قــــوانين تحكم حركة الكواكب في دورانها حول الشمس 0 عطارد - الزهرة - الأرض – المريخ – المشتري - زحل - أورانوس - نبتون - بلوتو

51 قانون كبلر الأول : ( قانون المدارات )
كل كوكب يدور في مدار اهليلجي بحيث تكون الشمس في إحدى بؤرتي هذا المدار الاهليلجي

52 قانون كبلر الثاني ( قانون المساحات ) :
الخط الواصل بين الشمس وكل كوكب يرسم مساحات متساوية في أزمنة متساوية

53 قانون كبلر الثالث ( قانون الزمن الدوري ) :
مكعب متوسط المسافة بين الشمس والكوكب يتناسب طــــرديا مع مـــربع الزمن الدوري للكوكب

54 قانون كبلر الثالث ( قانون الزمن الدوري )
نق 3 α ز 2 نق 3 = × ز 2

55 مثال (1) المسافة بين كوكب المــــــشتري والشمـس تعادل 5 أضـــــعاف المــــسافة بين الأرض والشمس , أحسب عدد السنين المــــطلوبة لكي يدور المـــشتري دورة كــامـلة حــــول الشــمــس , عـــلما بأن الأرض تدور دورة كاملة حول الشمس في سنة واحدة ؟

56 مثال (2) كم يبعد كوكب ما من الشمس , عــلما بأنه يكمـــــل دورة كامــــلة حـــول الشـمس في 8 ســـنوات , إذا كــانت الأرض تبعـــد عن الشمـــس 150 مـــليون كلم وتكــمل دورة كاملة في سنة ؟

57 مثال (3) تدور الأرض دورة كامـــلة حــــول الشمس في يوم (1 سنة ) , أحسب 1-أحسب نصف قطر مدار الأرض حول الشمس ؟ 2-أحسب سرعة الأرض في مدارها حول الشمس؟ 3- أحسب سرعة دوران الأرض حول نفسها ؟

58 الأقمار الاصطناعية : هي عبارة عن أجهزة مصممة لأغــــراض معــــينة تدور علي ارتفاعات مختلفة عــن الأرض ويمكن وضعها في مدارها بواسطة صواريخ أو سفن فضائية 0

59 أنواع الأقمار الاصطناعية :
أنواع الأقمار الاصطناعية : 1- النوع الأول ( أقمار علي ارتفاعات منخفضة ( من 300 – 1000 كلم ) 1- التجسس : * تصوير الأهداف العسكرية علي سطح الأرض * تصنت علي المكالمات الهاتفية (اللاسلكية )

60 ج- تصوير ودراســة سطح الأرض والثروات التي عليها أو في جوفها
د- تصوير مواقع الإنسان علي سطح الأرض بواسطة أجهزة دقيقة معدة لذلك هـ - تستخــــدم للأرصاد الجــــوي وتصوير السحب وحركة الرياح وقياسات أخري

61 النوع الثاني (اقمار اتصالات )
هي عبارة عن أجسام تدور حــــول الأرض في ارتفاع معين يتم إرســـال الإشارات (الموجات) التليفزيونية إليها بواسطة أجـــــهزة إرسال في شكل طبق موجه إلي القمر المعني ثم يقوم ذلك القمر بإعــادة إرسال هذه الإشارات إلي الأرض فتقطي مساحة واسعة علي سطح الأرض 0

62 ارتفاع أقمار الاتصالات عن سطح الأرض :
ارتفاع أقمار الاتصالات عن سطح الأرض : يحسب ارتفاع أي قمر عن سطح الأرض باستخدام قانون كبلر الثالث ف 3 = × ز 2

63 مثال (1) أحسب ارتفاع قمر اتصالات عن سطح الأرض علما بأن زمن دورانه حول الأرض دورة كاملة 24 ساعة

64 السرعة الفلكية الأولي :
هي أقل سرعة تسمـــح للقمــــــر الصناعي بالدوران حول الأرض ع = ج ك أ ف حيث ع ≡ السرعة الفلكية الأولي = 8 كلم / ث

65 سرعة الإفلات : هي السرعة اللازمة لصاروخ ينطلق من الأرض للإفلات من مجال الجاذبية الأرضية طاقة الحركة ˂ طاقة الوضع 1 ك ع2 ˂ ج ك أ ك ف ع = ج ك أ ف

66 السرعة الفلكية الثالثة :
هي السرعة اللازمة للجسم للإفلات من مـــجال جاذبية الشمس

67 مثال (2) احسب سرعة الافلات لقمر اصـــــطناعي مــــن جـــــاذبية الأرض إذا كان نصف قــــطر الارض 6400 كلم وعجلة السقوط الحر عند سطحـــها 10 متر/ ث2