العنوان الحركة على خط مستقيم بسم هللا الرحمن الرحيم ف خ العنوان الحركة على خط مستقيم ف ( )5-1 المتجهات ( )5-2 االحتكاك ( )5-3 القوة والحركة في بعدين خ

Download Report

Transcript العنوان الحركة على خط مستقيم بسم هللا الرحمن الرحيم ف خ العنوان الحركة على خط مستقيم ف ( )5-1 المتجهات ( )5-2 االحتكاك ( )5-3 القوة والحركة في بعدين خ

‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫بسم هللا الرحمن الرحيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )5-1‬المتجهات‬
‫(‪ )5-2‬االحتكاك‬
‫(‪ )5-3‬القوة والحركة في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫إن القوى التي تؤثر بها سطح الصخرة في‬
‫المتسلق ليست قوى أفقية أو عمودية‬
‫يمكن اختيار نظام إحداثي وتوجيهه‬
‫بالطريقة المناسبة لتحليل حالة ما‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫إذا دفعت أنت وصديقك الطاولة بقوة (‪)40 N‬‬
‫في اتجاه اليمين‬
‫يكون متجه القوة المحصلة يساوي (‪)80 N‬‬
‫متجه القوى‬
‫متجه المحصلة‬
‫‪40 N‬‬
‫‪80 N‬‬
‫‪40 N‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫لحل مسئلة في بعدين بطريقة الرسم تحتاج إلى منقلة‬
‫ومسطرة وذلك لرسم التجهات بالزوايا الصحيحة وقياس‬
‫مقدار المتجه المحصلة واتجاهه‬
‫ويمكن جمع المتجهات بوضع ذيل متجه على رأس متجه‬
‫آخر ثم رسم المتجه المحصلة بتوصيل ذيل المتجه األول‬
‫مع رأس المتجه الثاني‪ ،‬مثل ا‪:‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )1‬مخطط الجسم الحر‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫(‪ )2‬حرك أحد التجهين ليصبح ذيله عند رأس‬
‫المتجه اآلخر دون تغير الطول واالتجاه‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )3‬رسم التجهة المحصلة من ذيل التجه‬
‫(‪ )B‬إلى رأس المتجه (‪:)A‬‬
‫‪R‬‬
‫(المحصلة)‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )1‬نظرية فيثاغورس‪:‬‬
‫إذا كانت الزاوية بين متجهين (‪)A‬‬
‫و (‪ )B‬قائمة فإن مجموع مربعي ‪A‬‬
‫مقداري المتجهين يساوي مربع‬
‫مقدار المتجه المحصلة‬
‫‪2‬‬
‫‪B‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2‬‬
‫‪A‬‬
‫=‬
‫‪R‬‬
‫‪B‬‬
‫‪2‬‬
‫‪R‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫(‪ )2‬قانون جيب التمام‪:‬‬
‫مربع مقدار المتجه المحصلة يساوي مجموع‬
‫مربعي مقداري المتجهين مطروحاا منه ضعف‬
‫حاصل ضرب مقداري المتجهين مضروباا في‬
‫جيب تمام الزاوية التي بينهما‬
‫)‪Cos(Ѳ‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Ѳ‬‬
‫‪B‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪R =A +B –2AB‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫‪R‬‬
‫(‪ )3‬قانون الجيب‪:‬‬
‫مقدار المحصلة مقسوم على جيب‬
‫الزاوية التي بين المتجهين يساوي‬
‫مقدار أحد المتجهين مقسوما على‬
‫جيب الزاوية التي تقابلها‬
‫خ‬
‫‪a‬‬
‫‪b‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Ѳ‬‬
‫‪B‬‬
‫___ = ‪R‬‬
‫___ = ‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫___‬
‫‪Sin b‬‬
‫‪Sin a‬‬
‫‪Sin Ѳ‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫يجب اختيار نظام إحداثي موجب في محور‬
‫(‪ )X‬ويتقاطع مع محور (‪ )Y‬في نقطة األصل‬
‫يجب اختيار اتجاه محور (‪ )X‬لحل المسألة‬
‫اسهل من بعضها اآلخر مثل ا (اتجاه الشرق‬
‫(‪ – )+X‬واتجاه الشمال (‪))+Y‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫متجه (‪ )A‬يمثل االنتقال بمقدار (‪ )5‬وحدات على المحور‬
‫(‪ )X‬و االنتقال بمقدار (‪ )4‬وحدات على المحور (‪)Y‬‬
‫على صورة متجهين ُيرمز لهما بـِ (‪ )AX‬و (‪ )AY‬على المخطط‬
‫إن (‪ )AX‬يوازي محور (‪ )X‬و (‪ )AY‬يوازي محور (‪)Y‬‬
‫وإذا جمع (‪ )AX‬مع (‪ )AY‬فإن المحصلة تساوي المتجه األصلي (‪)A‬‬
‫‪A = AX + AY‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫تسمى عملية تجزئة المتجه إلى مركباته‬
‫(تحليل المتجه)‬
‫وتمثل الزاوية (‪ )Ѳ‬اتجاه المتجه (‪)A‬‬
‫الزاوية (‪ )Ѳ‬مقيسة في عكس اتجاه عقارب‬
‫الساعة من محول (‪ )X‬الموجب‬
‫‪AX => AX = A Cos Ѳ‬‬
‫___=_______= ‪Cos Ѳ‬‬
‫الضلع المجاور‬
‫‪A‬‬
‫الوتر‬
‫‪AY => AY = A Sin Ѳ‬‬
‫___=_______= ‪Sin Ѳ‬‬
‫الضلع المقابل‬
‫‪A‬‬
‫الوتر‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫عندما تكون الزاوية التي يصنعها المتجه مع المحور (‪ )X‬الموجب‬
‫أكبر من (‪ )90o‬فإن إشارة إحدى المركبتين أو كلتيهما تكون سالبة‬
‫الربع األول‬
‫)‪AY>0 , (+‬‬
‫الربع الثاني‬
‫)‪AY>0 , (+‬‬
‫)‪AX>0 , (+‬‬
‫)‪AX<0 , (-‬‬
‫)‪AX>0 , (+‬‬
‫)‪AX<0 , (-‬‬
‫)‪AY<0 , (-‬‬
‫الربع الرابع‬
‫)‪AY<0 , (-‬‬
‫الربع الثالث‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫تحلل المتجهات إلى مركباتها ليسهل عملية‬
‫جمع المتجهات من الناحية الحسابية‬
‫فيمكن جمع متجهين أو أكثر مثل‬
‫(‪ A‬و ‪ B‬و ‪ )... C‬وذلك بتحليل كل‬
‫متجه إلى مركبتيه (‪ )X‬و (‪ )Y‬أوال ا‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫ثم تجمع المركبات األفقية (مركبات‬
‫المحور ‪ )X‬للمتجهات لتكون المركبة‬
‫األفقية للمحصلة‪:‬‬
‫‪RX=AX+BX+CX‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫وتجمع المركبات الرأسية (مركبات‬
‫المحور ‪ )Y‬للمتجهات لتكون المركبة‬
‫الرأسية للمحصلة‪:‬‬
‫‪RY=AY+BY+CY‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫ولحساب مقدار المتجه المحصلة‪:‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪2‬‬
‫‪+R‬‬
‫‪X‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪R =R‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫وإليجاد الزاوية أو اتجاه المحصلة‪:‬‬
‫‪R‬‬
‫) ‪( __Y‬‬
‫‪RX‬‬
‫‪-1‬‬
‫‪tan‬‬
‫=‪Ѳ‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫وعندما تكون الزاوية (‪ )Ѳ>0‬فإن أغلب اآلالت‬
‫الحسابية تعطي الزاوية بين (‪ )0o‬و (‪)90o‬‬
‫وعندما تكون الزاوية (‪ )Ѳ<0‬فإن الزاوية تكون بين (‪ )0o‬و (‪)-90o‬‬
‫(((المحصلة)))‬
‫‪RY‬‬
‫‪+X‬‬
‫(((التحليل)))‬
‫‪+Y‬‬
‫‪+Y‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫‪CY‬‬
‫‪B‬‬
‫‪BY‬‬
‫‪A‬‬
‫‪RX‬‬
‫‪+X‬‬
‫‪CX‬‬
‫‪BX‬‬
‫‪AX‬‬
‫‪AY‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫إذا دفعت كتاباا فوق سطح الطاولة فإن الكتاب‬
‫يستمر في الحركة لفترة قصيرة ثم يتوقف‬
‫تسبب قوة االحتكاك التي تؤثر في الكتاب‬
‫تسارعاا في اتجاه يعاكس اتجاه حركته‬
‫فاالحتكاك موجود من حولنا كعند بدء حركة‬
‫السيارة أو الدراجة الهوائية وعند وقوفنا‬
‫فإذا مشيت يوماا على الجليد أو ارض زلقة‬
‫فستدرك حينها أهمية االحتكاك‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫عند دفع الكتاب فوق سطح الطاولة‬
‫فإنه يتأثر بقوة االحتكاك الحركي‬
‫االحتكاك السكوني‪ :‬هي عبارة عن قوة تؤثر‬
‫في سطح بوساطة سطح آخر عندما ال‬
‫تكون هناك حركة بينهما‬
‫وعندما تصبح قوتك أكبر من القيمة القصوى للحتكاك‬
‫ذ في الحركة ويبدأ االحتكاك‬
‫السكوني تبدأ األريكة عندئ ٍ‬
‫الحركي في التأثير بدال ا من االحتكاك السكوني‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫تعتمد قوة االحتكاك بشكل أساسي على‬
‫المواد التي تتكون منها السطوح‬
‫إذ المهم هو القوة العمودية بين الجسمين‬
‫‪FN‬‬
‫‪F‬‬
‫‪Fg‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫فكلما زادت قوة دفع جسم لآلخر كانت قوة‬
‫االحتكاك الناتجة أكبر‬
‫إن هناك تناسباا طردياا بين قوة االحتكاك‬
‫الحركي والقوة العمودية‬
‫قوة‬
‫االحتكاك‬
‫الحركي‬
‫القوة العمودية‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫و ُيسمى ميل الخط (معامل االحتكاك‬
‫الحركي) ويرمز له بالرمز (‪)Kµ‬‬
‫)‬
‫‪F‬‬
‫‪µ‬‬
‫‪f‬‬
‫(=‬
‫‪K‬‬
‫‪N k‬‬
‫معامل االحتكاك‬
‫الحركي‬
‫قوة االحتكاك‬
‫الحركي‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫تربط قوة االحتكاك السكوني القصوى‬
‫بالقوة العمودية بطريقة مشابهة لتلك‬
‫التي ترتبط بها قوة االحتكاك الحركي‬
‫)‬
‫‪F‬‬
‫‪µ‬‬
‫‪f‬‬
‫(≤‬
‫‪s‬‬
‫‪N s‬‬
‫معامل االحتكاك‬
‫السكوني‬
‫قوة االحتكاك‬
‫السكوني‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫جميع السطوح خشنة عند النظر إليها بالميكروسكوب‬
‫حتى تلك التي تبدو ملساء‬
‫فعندما يتلمس سطحان فإن النتوءات البارزة من السطحين‬
‫تتلمس وتتشكل بينها روابط مؤقتة‬
‫عند التعامل مع الحاالت التي تتضمن قوى االحتكاك‬
‫ينبغي تذكر األمور التالية‪:‬‬
‫‪‬يؤثر االحتكاك دائماا في اتجاه يعاكس اتجاه الحركة (أو عندما يكون‬
‫الجسم على وشك الحركة في حالة االحتكاك السكوني)‬
‫‪‬يعتمد مقدار قوة االحتكاك على مقدار القوة العمودية بين السطحين ‪،‬‬
‫ولكن ليس من الضروري أن يعتمد على وزن أي من الجسمين‬
‫‪‬حاصل ضرب معامل االحتكاك السكوني في القوة العمودية يعطي‬
‫القمية القصوى لقوة االحتكاك السكوني‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫من أمثلة القوى في ُبعدين‪:‬‬
‫(‪ )1‬احتكاك بين سطحين‬
‫(‪ )2‬الحركة في مستوى أفقي‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫ان الجسم يتزن عندما تكون محصلة‬
‫القوى المؤثرة فيه صفراا‬
‫وطبقاا لقانون نيوتن الثاني ال يتسارع‬
‫الجسم عندما ال توجد قوة محصلة تؤثر فيه‬
‫ولذا فإن اتزانه يعني أنه ساكن أو يتحرك‬
‫بسرعة ثابتة في خط مستقيم‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫مثال‪ :‬ثلث قوى تؤثر في جسم نقطي‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫ولجمع المتجهات الثلثة (‪ ، )C,B,A‬إن المتجهات الثلثة‬
‫تشكل مثلثاا مغلقاا‬
‫لذا فإن القوة المحصلة تساوي صفراا ‪ ،‬لذا يكون‬
‫الجسم متزناا‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫لنفترض أن قوتين تؤثران في جسم ما وأن محصلتهما ال‬
‫تساوي صفراا‬
‫فكيف يكمن إيجاد قوة ثالثة لتصبح المحصلة صفراا ويكون عندها‬
‫الجسم متزناا (القوة الموازنة)‬
‫‪R B‬‬
‫‪A‬‬
‫القوة الموازنة=‪- R‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القوى في بعدين‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫(‪ )1‬عندما ينزلق متزلج على مستوى مائل‪:‬‬
‫‪+Y‬‬
‫‪Ѳ‬‬
‫‪+X‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )2‬لرسم الشكل التوضيحي للمتزلج‪:‬‬
‫بداية‬
‫‪V‬‬
‫المحصلة ‪F‬‬
‫‪a‬‬
‫نهاية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )3‬ولرسم مخطط الجسم الحر‪:‬‬
‫‪+Y‬‬
‫‪FN‬‬
‫‪Fk‬‬
‫‪Ѳ‬‬
‫‪+X‬‬
‫‪Fg‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫ان تسارع المتزلج يكون في اتجاه المستوى‬
‫المائل في اتجاه المحور (‪ )X‬الموجب‬
‫أما محور (‪ )Y‬فيكون عموديا على المحور‬
‫(‪ )X‬وعلى السطح المائل‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫تم بحمد هللا‬
‫خ‬