الحركة الدائرية المنتظمة
اكتب بين القوسين الاسم أو المصطلح العلمي الذي تدل عليه كلً من العبارات
التالية :
1
|
حركة
جسم على محيط دائرة بحيث يقطع أقواسا متساوية
خلال أزمنة متساوية .
|
(................... )
|
2
|
طول
القوس الذي يقطعه الجسم المتحرك على محيط الدائرة خلال وحدة الزمن .
|
(................... )
|
3
|
مقدار
الزاوية التي يمسحها نصف قطر الدائرة خلال وحدة الزمن .
|
(................... )
|
4
|
زاوية
مركزية طول قوسها يساوي نصف قطر الدائرة .
|
(................... )
|
5
|
عدد
الدورات التي يحدثها الجسم على محيط الدائرة خلال وحدة الزمن .
|
(................... )
|
6
|
الزمن الذي يستغرقه الجسم لعمل دورة كاملة .
|
(................... )
|
7
|
نوع
من أنواع الحركة تكون فيها القوة عمودية على متجه السرعة .
|
(................... )
|
8
|
القوة
ثابتة المقدار متغيرة الاتجاه والعمودية على متجه السرعة الخطية في الحركة
الدائرية .
|
(................... )
|
السؤال الثاني :
أكمل العبارات
العلمية التالية بما يناسبها :
1
|
يتحرك جسم حركة دائرية منتظمة إذا
قطع ………………………في …………………. .
|
2
|
السرعة التي يتحرك بها جسم على
محيط دائرة تكون ………… المقدار و ……….. الاتجاه .
|
3
|
الراديان هو زاوية ………………. طول
قوسها ………… نصف قطر الدائرة .
|
4
|
يتحرك الجسم حركة …………عندما يقطع أقواسا
متساوية الطول من دائرة خلال فترات زمنية متساويه .
|
5
|
طول القوس الذي يقطعه الجسم من
محيط الدائرة في وحدة الزمن هو.............................
|
6
|
إذا كان اتجاه القوة المؤثرة على
الجسم المتحرك عموديا على اتجاه مساره , فإن هذا المسار يكون ………… .
|
7
|
تنشأ العجلة الجاذبة المركزية
نتيجة التغير اللحظي ……………… لجسم يتحرك حركة دائرية منتظمة .
|
8
|
القوة الجاذبة المركزية لا تغير
من مقدار ……........ ولكن تغير من ................. .
|
9
|
يكون اتجاه العجلة المركزية في
الحركة الدائرية المنتظمة دوما………… اتجاه القوة الجاذبة المركزية وكلاهما ………………
على متجه السرعة الخطية .
|
10
|
تعمل القوه المركزية في الحركة
الدائرية المنتظمة على جذب الجسم المتحرك نحو ……………… .
|
11
|
طول المسار لدورة واحدة كاملة
هو......................... .
|
12
|
اتجاه العجلة المركزية
يكون..................مركز الدائرة .
|
13
|
اتجاه القوة المركزية
يكون.................... متجه السرعة.
|
14
|
القوة التي تمنع السيارة من
الانزلاق على الطريق هي قوة............................... .
|
15
|
السرعة التي تتحرك بها سيارة في
مسار دائري لا تتوقف على ………… وإنما تتوقف على ……… و ……..
.
|
16
|
إذا كان ترد جسم هو Hz ( 100 ) فإن عدد الدورات التي يعملها خلال S ( 1 ) يساوي ……………..
.
|
18
|
إذا تحرك جسم حركة دائرية منتظمة
نصف قطرها m (
2 ) وعمل ( 5 ) دورات خلال دقيقة واحدة , فانه يقطع مسافة
مقدارها …….(m ) بسرعة مقدارها ............ ( m/s ) .
|
السؤال الثالث :
ضع علامة ( ü ) في الدائرة الواقعة أمام العبارة الصحيحة و علامة
( × ) في الدائرة الواقعة أمام العبارة
غير الصحيحة في كلٍ مما يلي :
m
|
1
|
تمثل السرعة الخطية في الحركة
الدائرية المنتظمة بالزاوية التي يمسحها نصف قطر الدائرة خلال وحدة الزمن .
|
m
|
2
|
تزداد السرعة الآمنة القصوى لسيارة
تسير على منعطف دائري مائل بزيادة كتلة السيارة .
|
m
|
3
|
في الأيام الممطرة يجب تقليل سرعة السيارة
عند المنعطفات و ذلك لزيادة قوة الاحتكاك بين إطارات السيارة والطريق .
|
m
|
4
|
السرعة الخطية على منعطف دائري مائل
لا تتوقف على كتلة الجسم المتحرك .
|
m
|
5
|
حتى تسير سيارة على طريق دائري أفقي
بسرعة منتظمة , تحتاج إلى قوة جذب مركزية باستمرار .
|
m
|
6
|
عندما ينقطع الحبل المتصل بالدلو,
فان الدلو يتحرك مبتعداً عن مركز الدوران بتأثير قوة الطرد المركزي .
|
m
|
7
|
الراديان وحده قياس السرعة الخطية
في الحركة الدائرية المنتظمة .
|
m
|
8
|
عندما يسير راكب دراجة حول مسار
دائري فانه يميل بدراجته نحو المركز .
|
m
|
9
|
كلما زادت سرعة الجسيم الخطية زاد
الزمن الدوري للحركة.
|
m
|
10
|
تعتمد القوة المركزية على نصف قطر
الحركة .
|
m
|
11
|
السرعة القصوى الآمنة لسيارة تتحرك
على طريق منعطف دائري مائل تعتمد على نصف قطر الحركة وزاوية الميل .
|
السؤال الرابع :
ضع علامة ( ü
) في الدائرة المقابلة لأنسب إجابة لتكمل بها كل من العبارات التالية :
1
|
في الحركة الدائرية المنتظمة تكون السرعة المماسية
للجسم :
|
||||||||
|
m
|
ثابتة المقدار والاتجاه .
|
m
|
ثابتة المقدار و متغيرة الاتجاه .
|
|||||
|
m
|
متغيرة المقدار والاتجاه .
|
m
|
متغيرة المقدار وثابتة الاتجاه.
|
|||||
2
|
القوه الجاذبة المركزية تتناسب تناسبا :
|
||||||||
|
m
|
طرديا مع نصف قطر المسار .
|
m
|
عكسيا مع نصف قطر
المسار
|
|||||
|
m
|
طرديا مع مربع نصف قطر المسار
|
m
|
عكسيا مع مربع نصف قطر المسار
|
|||||
3
|
حجر كتلته kg ( 0.5 ) مربوط في طرف خيط طوله m ( 0.5 ) ويدور في وضع أفقي محدثاً ( 25 ) دورة خلال ( 5 ) ثواني , فإن قوة الجذب المركزية المؤثرة على
الحجر تساوي ( بوحدة النيوتن ) :
|
||||||||
|
m
|
2.5
|
m
|
25
|
m
|
31.25
|
m
|
125
|
|
4
|
حجر مربوط بخيط ويدور حركه دورانيه منتظمة في
مستوى أفقي فإذا قطع الخيط فان الحجر :
|
||||||||
|
m
|
يستمر بحركته حول المركز بنفس السرعة
|
m
|
يستمر بحركته حول
المركز بسرعة اقل
|
|||||
|
m
|
يسقط مباشرة على الأرض
|
m
|
يتحرك بخط مستقيم باتجاه السرعة الخطية .
|
|||||
5
|
يتحرك جسم في مسار دائري منتظم نصف
قطره cm ( 100
) بحيث كان زمنه الدوري يساوي S ( 2 ) فإن سرعته الخطية تساوي ( بوحدة m/s ) :
|
||||||||
|
m
|
л
|
m
|
10 л
|
m
|
2 л
|
m
|
0.5 л
|
|
6
|
يتحرك جسم حركــة دائرية منتظمة
بحيث يعمل دورة واحدة كل ثانية فإن سرعته الزاوية بوحدة ( Rad/s)تساوي :
|
||||||||
|
m
|
л
|
m
|
2 л
|
m
|
3 л
|
m
|
4 л
|
|
7
|
عندما تدور مروحة بسرعة زاوية
مقدارها Rad /s (60 л ) فإن زمنها الدوري ( بالثانية ) يساوي :
|
||||||||
|
m
|
30
|
m
|
|
m
|
|
m
|
|
|
8
|
جسم يتحرك حركة دائرية منتظمة على
محيط دائرة قطرها m ( 4 ) بحيث كان يحدث ( 150 ) دورة خلال نصف دقيقة .
فإن سرعته الخطية تساوي بوحدة ( m / S ):
|
||||||||
|
m
|
6.28
|
m
|
62.8
|
m
|
125.8
|
m
|
400
|
|
9
|
يتحـــرك جســـم على محيط دائرة
قطرها
m ( 2 ) بسرعة مماسية قدرها m/s ( 2
) فإن عجلته المركزية بوحدة ( m / s2 ) تساوي :
|
||||||||
|
m
|
|
m
|
4
|
m
|
6
|
m
|
9
|
|
10
|
ربط حجر في خيط طوله m ( 0.4) وأدير في وضع أفقي فكان زمنه الدوري s ( 0.2 ) فإن عجلته المركزية بوحدة ( m / s2 ) تساوي :
|
||||||||
|
m
|
20p
|
m
|
40p
|
m
|
20p2
|
m
|
40p2
|
|
11
|
تنتج قوة الجذب المركزية المؤثرة على سيارة
تسير على طريق أفقي دائري منحنى عن :
|
||||||||
|
m
|
وزن السيارة و قوة الفرامل
|
m
|
القصور الذاتي
للسيارة
|
|||||
|
m
|
قوة الاحتكاك بين إطارات السيارة والطريق
|
m
|
جميع
ما سبق .
|
|||||
12
|
السرعة الخطية القصوى الآمنة لجسم متحرك على
منعطف دائري مائل تتوقف على
|
||||||||
|
m
|
نصف قطر المنعطف وكتلة الجسم
|
m
|
نصف قطر المنعطف
وزاوية ميل المنعطف
|
|||||
|
m
|
زاوية ميل المنعطف وكتلة الجسم
|
m
|
عجلة الجاذبية وزاوية ميل المنعطف وكتلة
الجسم
|
|||||
13
|
أحد المخططات التالية يمثل العلاقة بين اتجاهات كل من السرعة الخطية و
العجلة الجاذبة المركزية والقوة الجاذبة المركزية لجسم يتحرك حركة دائرية منتظمة
:
|
||||||||
m
|
m
|
m
|
m
|
القسم الثاني :
الأسئلة المقالية
السؤال الخامس :
ب – في كل مجموعة مما يلي اختر من
العمود ( أ ) رقم العبارة المناسب و الذي يكمل عبارة العمود ( ب ) و ضعه أمامها :
المجموعة الأولى :
العمود ( أ )
|
العمود ( ب )
|
||
1
|
الراديان
|
|
تنتج من تغير اتجاه
السرعة الخطية بمرور الزمن
|
2
|
العجلة المركزية
|
|
عدد الدورات التي يعملها الجسم في
الثانية الواحدة
|
3
|
القوة المركزية
|
|
طول القوس الذي يقطعه
الجسم من محيط الدائرة في الثانية الواحدة
|
4
|
السرعة الخطية
|
|
تعمل على جذب الأجسام
المتحركة حركة دائرية نحو المركز
|
5
|
التردد
|
|
زاوية مركزية طول قوسها
يساوى طول نصف القطر
|
العمود ( أ )
|
العمود ( ب )
|
||
1
|
السرعة الخطية
|
|
وحدة قياسها ( درجة / ثانية ) أو (
Rad/s )
|
2
|
السرعة الزاوية
|
|
وحدة قياسها ( m/s2 )
|
3
|
العجلة الجاذبة المركزية
|
|
وحدة قياسها ( Kg.m/s2 ) أو ( N )
|
4
|
القوة الجاذبة المركزية
|
|
وحدة قياسها ( m/s )
|
العمود ( أ )
|
العمود ( ب )
|
||
1
|
السرعة الزاوية
|
|
الزمن الذي يستغرقه الجسم لعمل
دوره كاملة
|
2
|
السرعة الخطية
|
|
زاوية مركزيه طول قوسها يساوي نصف قطر
الدائرة
|
3
|
التردد
|
|
حركة جسم على محيط دائرة بحيث يقطع أقواسا متساوية
خلال أزمنة متساوية
|
4
|
راديان
|
|
طول القوس الذي يقطعه
الجسم من محيط الدائرة في وحده الزمن
|
5
|
الحركة الدائرية المنتظمة
|
|
مقدار الزاوية التي يمسحها نصف القطر
للدائرة خلال وحده الزمن
|
6
|
القوه الجاذبة المركزية
|
|
|
7
|
الزمن الدوري
|
|
لقوه ثابتة المقدار ومتغيرة
الاتجاه والعمودية على متجه السرعة الخطية في الحركة الدائرية
|
8
|
العجلة المركزية
|
|
عدد الدورات التي يحدثها
الجسم على محيط الدائرة خلال وحده الزمن
|
|
|
|
تنشأ من تغير اتجاه السرعة الخطية عند
كل لحظه وتكون عموديه على اتجاه السرعة باتجاه مركز الدائرة
|
مسلسل
|
العمود ( أ )
|
مسلسل
|
العمود ( ب )
|
1
|
القوة المركزية
|
|
الحركة الدائرية المنتظمة
|
2
|
زاوية مركزية طول قوسها يساوي نصف قطر الدائرة
|
|
r ..m . w2
|
3
|
جسم يقطع أقواس متساوية في أزمنة متساوية
|
|
الراديان
|
4
|
النسبة بين
السرعة الزاوية
و السرعة الخطية
|
|
نصف قطر الدائرة
|
5
|
مقدار ميل المنعطفات الدائرية
|
|
قوة الاحتكاك بين عجلات السيارة
وسطح الطريق
|
|
|
|
يتوقف على نصف قطر المنعطف الدائري والسرعة القصوى
المسموح فيها
|
أ
- علل لما يلي
تعليلاً علمياً دقيقاً :
1 – رغم
أن سرعة جسم يتحرك حركة دائرية منتظمة ثابتة إلا أنه يتحرك حركة معجلة .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
2 - تسمى
عجله الحركة في الحركة الدائرية المنتظمة عجلة مركزية .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
3 - معادلات الحركة المعجلة لا يمكن تطبيقها على
الحركة الدائرية المنتظمة .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
4 - إمالة الطرف الخارجي للطرقات عند المنعطفات .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
5 - السرعة القصوى الآمنة اللازمة على طريق دائري لا تعتمد على كتلة السيارة .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
6 - عندما يسير راكب دراجة حول مسار دائري فإنه
يميل بدراجته نحو المركز .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
7 –
انزلاق السيارات عند المنعطفات
و الدورانات في
الأيام الممطرة .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
8 - لا تبذل القوة الجاذبة المركزية شغلا
على جسم يتحرك حركة دائرية منتظمة .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
9- القوة الجاذبة المركزية والقوة الطاردة
المركزية تكونان زوجا من القوى غير المتزنة
.
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
ب – اشرح العبارات التالية :
1 – للسرعة الزاوية علاقة بالسرعة
الخطية للجسم الذي يتحرك حركه دائرية منتظمة .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
2 – الحركة الدائرية المنتظمة لجسم تصلح
كمبدأ لقياس الزمن .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
3 – نسمي قوه شد الخيط للجسم الذي يتحرك حركه
دائرية بالقوة المركزية
.
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
4 – وجود
عجلة في الحركة الدائرية رغم أن السرعة ثابتة المقدار .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
5 – إمالة الطرق عند المنعطفات الدائرية .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
6 – يمكن زيادة
السرعة الآمنة القصوى لوسائط النقل المختلفة على منعطف دائري أفقي دون تغيير نصف
قطر المنعطف .
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
استنتج :
- العلاقة رياضية تربط
بين السرعة الخطية والسرعة الزاوية لجسم
يتحرك حركة دائرية منتظمة
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
السؤال السابع :
حل
المسائل التالية :
1 جسم كتلته gm ( 50 )
يتحرك على محيط دائرة قطرها cm ( 400) حركة دائرية منتظمة فإذا
كان الجسيم يستغرق s ( 65 ) لعمل دورة كاملة .:
احسب
:
1 – تردد
الحركة .
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2 – السرعة
الزاوية.
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3 – السرعة
الخطية.
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4 – العجلة
المركزية
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
5 – قوة
الجذب المركزية
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2
تحرك جسيم كتلته ) g m 200 ) = m على محيط دائرة بسرعة مماسية m/s 125.6 فإذا
كان تردد الجسيم Hz ( 10 ) , احسب :
أ – نصف قطر المسار الدائري .
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ب – العجلة المركزية
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ج – قوة الجذب المركزية
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
د – السرعة الزاوية للجسم
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
هـ – الزاوية التي يمسحها نصف القطر خلال s ( 3 )
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3 تتحرك سيارة في مسار دائري نصف قطره m ( 200) وكانت زاوية ميل الطريق
تساوي ( ْ 14 )
احسب السرعة القصوى الآمنة للسيارة على
الطريق الدائري حتى لا تجنح عن مسارها ؟
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4 ربط جسم كتلته kg( 0.5 ) بطرف حبل طوله ( 1 )
ثم أدير في مستوى أفقي بمعدل ( 120 ) دورة كل دقيقة احسب ما يلي :
أ – السرعة الزاوية والسرعة الخطية للحجر .
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ب – العجلة المركزية
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ج – قوة شد الحبل على الجسم
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
5 . وضع جسم في سلة تتحرك على مسار دائري رأسي نصف
قطره cm ( 160) ما أقل سرعة يجب أن تعطى للسلة أثناء دورانها
تجعل الجسم لا يسقط منها عندما تصبح في قمة مسارها ؟ وما تردد الجسم عندئذ . ( اعتبر أن g =10 m/s2 )
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
6 قاطرة كتلتها kg ( 1000 ) تدور على منعطف دائري أفقي نصف قطره m ( 200 ) وبسرعة km/h ( 108 ) ، احسب ما يلي:
أ - القوة الأفقية التي تضغط بها عجلات القاطرة
على قضبان الخط الحديدي .
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ب – كم يجب إمالة الجانب
الخارجي للخط الحديدي حتى لا تنقلب القاطرة .
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
7 سياره تتحرك في مسار
دائري نصف قطره m( 20 ) وكانت زاوية ميل الطريق تساوي ( ْ 30) احسب السرعة القصوى للسيارة
على الطريق الدائري حتى لا تخرج عن مسارها .
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
8 مروحــة طــائرة عمـودية
كتلتــها Kg ( 50) تتـحرك في مسـار دائـري نصف قـطره m ( 5 ) تدور بمعدل ( 1500
) لفة خلال S ( 300 π )
احسب :
أ - السرعة الزاوية :
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ب -
السرعة الخطية :
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ج -
العجلة الجاذبة المركزية :
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
د.
القوة الجاذبة المركزية :
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
ااا
ReplyDeletePost a Comment