حركة دائرية في الفيزياء ، هي حركة يتحرك فيها الجسم على طول محيط دائرة قطرها ثابت ، وتكون الحركة بسرعة ثابتة واتجاه متغير.^[1][2]تسارع مركزيإنه تسارع الجسم في حركة دائرية منتظمة ، واتجاهه دائمًا نحو المركز ، وبالتالي يطلق عليه تسارع الجاذبية.

تتضمن أمثلة الحركة الدائرية:

• قمر صناعي يدور حول الأرض على ارتفاع ثابت.
• جسم مربوط بخيط يتأرجح في دوائر.
• سيارة تدور حول منحنى في مضمار السباق.
• يتحرك الإلكترون بشكل عمودي على مجال مغناطيسي.
• ترس يدور داخل آلية.

أنواع الحركة الدائرية[عدل]

تُعرَّف الحركة الدائرية بأنها حركة الجسم على محيط دائرة وتكون من نوعين ، إما منتظم أو غير منتظم.

الحركة الدائرية المنتظمة[عدل]

تحدث هذه الحركة عندما يقطع الجسم أقواسًا متساوية خلال فترات زمنية متساوية. يتم تحقيق ذلك إذا كان نصف قطر الدوران ثابتًا وكان الإطلاق ثابتًا. الجسم لديه فقط تسارع الجاذبية.

حركة دائرية غير منتظمة[عدل]

تحدث هذه الحركة عندما يقطع الجسم أقواسًا غير متساوية في أوقات متساوية ، ويتحقق ذلك إذا لم يكن نصف قطر الدوران ثابتًا أو لم يتم إصلاح الإطلاق أو لم يتم إصلاح كلاهما. الجسم لديه كلا من تسارع الجاذبية والتسارع العرضي.

• ملاحظةيمثل ظل الدائرة عند أي نقطة اتجاه السرعة عند تلك النقطة.

المفاهيم في حركة دائرية[عدل]

تسارع مركزي[عدل]

هو المعدل الزمني للتغير في اتجاه الحركة ، أي أن التسارع المركزي ينشأ نتيجة تغير في اتجاه الحركة دون الاعتماد على مقدارها ، ويتم حسابه من العلاقة:

T = A ^ 2 \ Naq

أين:

• (5) تسارع الجاذبية ، يقاس بوحدة m / s²).
• (ع) سرعة الجسم ، مقاسة بالوحدات (م / ث).
• (NR) نصف قطر الدوران ، يقاس بوحدات (م).

ومن مزايا هذا التسارع ما يلي:

• ثابت في الحجم ومتغير في الاتجاه إذا كانت الحركة الدائرية موحدة.
• متغير الحجم والاتجاه إذا كانت الحركة الدائرية غير منتظمة.

في كلتا الحالتين ، يتم توجيه التسارع نحو مركز الدوران ، لذلك يطلق عليه تسارع الجاذبية. ويلاحظ أن التسارع المركزي يعتمد على عاملين:

• تربيع سرعة الإبحار.
• وتحول دائرة نصف قطرها.

القوة المركزية[عدل]

قوة الجاذبية المركزية هي القوة اللازمة للتغيير المستمر لاتجاه الحركة التي تحافظ على دوران الجسم في مساره الدائري ، ويتم حسابها من العلاقة التالية:

قم = ككس²\ Naq ويقاس بالنيوتن.

يمكن كتابة العلاقة أعلاه بالشكل التالي قم = كجم ، حيث يمثل (ك) كتلة الجسم ويقاس بوحدات الكتلة (كجم). وتتميز هذه القوة بما يلي:

1. تخضع لقانون نيوتن الثاني للحركة.
2. لا يمكن أن تعمل لأنه لا يوجد نزوح نحو المركز.
3. قوة صافية وليست معادلة (غير متوازنة).
4. الجسم الذي يمر به غير متوازن.
5. إنها تساوي قوة القصور الذاتي التي تمنع الجسم من التحرك نحو مركز الدوران.
6. يكون اتجاهه دائمًا نحو مركز الدوران (أي في نفس الاتجاه مع تسارع الجاذبية).
7. يعتمد مقدارها على مربع البداية وكتلة الجسم ونصف قطر الدوران.
8. لا يمكن أن تكون صفراً لأن الجسم في هذه الحالة يتحرك باتجاه الظل في لحظة إيقاف التأثير وهي حركة خطية.
9. يكون مقدارها ثابتًا إذا كانت الحركة الدائرية منتظمة ومتغيرة إذا كانت الحركة غير منتظمة. في كلتا الحالتين ، يكون الاتجاه متغيرًا ، لكنه موجه نحو مركز الدائرة ، لذلك يطلق عليه القوة المركزية.

• ملاحظة: إن وجود قوة الجاذبية هو تطبيق لقانون نيوتن الأول للحركة لأنه يعمل على تغيير حالة الجسم.

قوة الجمود[عدل]

قوة القصور الذاتي هي قوة مساوية في الحجم ومعاكسة لقوة الجاذبية التي تعمل على جسم مختلف عن الجسم الذي تعمل عليه قوة الجاذبية. إنه تطبيق لقانون نيوتن الثالث للحركة (الفعل ورد الفعل) ويعتمد على كتلة الجسم ومربع رحيل الجسم ونصف قطر الدوران ، وهو مسؤول عن عدم السماح للجسم بالتحرك نحو مركز الدوران ، وهو يساوي وعكس قوة الجاذبية كما هو مذكور أعلاه.

كيفية حل مشاكل الحركة الدائرية[عدل]

1. نرسم الجسم ونبين القوى المؤثرة عليه أولاً ، ثم نأخذ القوى التي يتم توجيهها دائمًا نحو مركز الدوران كقوة مركزية.
2. إذا كانت هذه القوى مائلة ، فإننا نحللها إلى مكوناتها ونأخذ المكون الذي يتحرك نحو مركز الدوران كقوة مركزية.
3. إذا كانت تؤثر على الجسم بأكثر من قوة باتجاه مركز الدوران ، فإننا نحصل على نتيجة هذه القوى (نجمع القوى الموجودة في اتجاه واحد ، ونطرحها إذا كانت في اتجاهين متعاكسين)
4. نضع القوة أو القوة المحصلة مساوية للمصطلح (kx).²\ n) ونجد المطلوب من السؤال.
5. يمكننا الاستفادة من القوى الموجودة على المحور الرأسي لإيجاد بعض المجهول التي نحتاجها في الحل.

صور مختلفة للقوة المركزية[عدل]

قد تكون قوة الجاذبية على النحو التالي:

• إما أنها قوة شد ، كما هو الحال في خيط أو وتر أو سلك متصل بكرة تدور في دائرة أفقية.
• أو أن تكون قوة احتكاك كما في المنعطفات الأفقية.
• أو أنها قوة رد فعل ، كما هو الحال في مسار قطار ودوامة.
• أو مركب قوة الشد الأفقية ، كما في البندول المخروطي.
• أو المركبة الأفقية لرد الفعل ، كما في المنعطفات الأفقية المائلة.
• أو الوزن الناتج ورد الفعل كما في الجسور والمنحدرات.
• أو الوزن الناتج والتوتر ، كما في كرة مربوطة بخيط وتدور في دائرة عمودية.

الصيغ المشتقة[عدل]

هناك صيغ مشتقة يمكن استخدامها مباشرة للحل وهي:

• م = ق² \ Naq ج مع المنعطفات الأفقية.
• زا ه = ق² \ Naq ج مع كل المنعطفات المائلة بما في ذلك الدراجة والطائرة والبندول
• م = الصليب الأحمر / ساعة² مع جهاز التسلية الدورية.

من التطبيقات الرياضية إلى الحركة الدائرية المنتظمة[عدل]

كرة على خيط تدور في دائرة أفقية ، وعربة على مسار دائري أفقي ومسار مائل ، والسكك الحديدية ، والدائرة ، والدراجة ، والطائرة ، والبندول ، وعجلة فيريس.

من التطبيقات الرياضية إلى الحركة الدائرية غير المنتظمة[عدل]

الجسور ، المنحدرات ، الأفعوانية ، كرة متصلة بخيط يدور في دائرة عمودية.

أنظر أيضا[عدل]

• حركة دورانية
• زاوية الجرح
• معادلة الحركة
• قوة خيالية
• حركة ترددية
• المدار الثابت بالنسبة للأرض
• أرض جغرافية متزامنة مع الأرض
• راقصة (رياضيات)
• المدار الثابت بالنسبة للأرض
• حركة متناغمة بسيطة
• مقلاع (سلاح)

مرجع[عدل]

حركة دائرية في المشاريع الشقيقة:

• بوابة الفيزياء

تم الاسترجاع من «https://en.wikipedia.org/w/index.php؟title=circular motion & oldid = 60023445»