يتحرك غطاس كتلته 85

يتحرك غطاس كتلته 85

 يتحرك غطاس كتلته85 kg نحو طرف لوح القفز, فإذا كان طول اللوح3.5 m وكتلته14 kg , وثبت بواسطة داعمين, أحدهما عند مركز الكتلة, والآخر عند أحد طرفي اللوح, فما مقدار لقوة المؤثرة في كل داعم؟

Fالمركز= 1.8 x 103 N و Fالطرف=-8.3 x 102 N

مركز الكتلة هل يمكن أن يكون مركز كتلة جسم في نقطة خارج الجسم؟ وضح ذلك.

لا يوجد شيء في التعريف يتطلب أن تكون كتلة الجسم أو جزء منها في مركز الكتلة

26.استقرار الجسم لماذا تكون المركبة المعدلة التي أضيف إليها نوابض لتبدو مرتفعة, أقل استقراراً من مركبة مشابهة غير معدلة؟ مركز الكتلة يرتفع ولكن لا يزداد حجم قاعدتها

27.شرطا الاتزان أعط مثالاً على جسم في الحالات التالية:

a.متزن دورانياً, ولكنه غير متزن انتقالياً. كتاب ساقط دون دوران

.bمتزن انتقالياً, ولكنه غير متزن دورانياً.

لعبة ميزان غير متزنة، حيث تدور لعبة الميزان حتى تضرب قدم اللاعب بالأرض

28. مركز الكتلة أين يقع مركز كتلة لفة شريط لاصق؟

اربط خيطا بإحدى زوايا الكتاب وعلقه ثم ارسم خطا علي طول الخيط اربط الخيط بزاوية أخري من زوايا الكتاب وعلقه ثانية وارسم خطا آخر على امتداد الخيط سيكون مركز الكتلة في نقطة تقاطع الخطين

29.تعيين مركز الكتلة وضح كيف يمكنك إيجاد مركز كتلة هذا الكتاب؟

كتلة الأرض تؤثر بقوة إلي أسفل ، سطح القرص الدوار يؤثر بقوتين إلي أعلى والى الداخل

30.دوران الأطر المرجعية إذا وضعت قطعة نقد على قرص دوار, وبدأت في الانزلاق إلى الخارج عند زيادة سرعة دورانها, فما القوى المؤثرة فيها؟

تؤثر الطريق بقوة في الإطارات مما يؤدي إلي توقف السيارة، مركز الكتلة فوق الطريق لذا توجد محصلة عزم علي السيارة يحاول تدوير السيارة في الاتجاه الذي يجعل مقدمتها تنخفض إلي أسفل.

التقويم

31.أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المفاهيم التالية:

التسارع الزاوي, نصف القطر, التسارع المماسي, التسارع المركزي.

التسارع المركزي

اتقان المفاهيم

32.تدور عجلة دراجة هوائية بمعدل ثابت 25 rev/min. فهل تقل سرعتها الزاوية المتجهة أم تزداد أم تبقى ثابتة؟ تبقي ثابتة

33.تدور لعبة بمعدل ثابت .5 rev/min فهل تسارعها الزاوي موجب أم سالب أم صفراً؟ صفر

34.هل تدور جميع أجزاء الأرض بالمعدل نفسه؟ وضح ذلك.

نعم، لان كل أجزاء الجسم الصلب تدور بالمعدل نفسه.

35.تدور عجلة دراجة بمعدل ثابت 14 rev/min. فهل يكون اتجاه التسارع الكلي لنقطة على الإطار إلى الداخل, أم إلى الخارج, أم مماسياً, أم صفراً؟ نحو الداخل (قوة مركزية)

.36لماذا يعد عزم الدوران أهم من القوة عند محاولة شد البرغي؟

يجب أن ينتج تسارع زاوي لشد البرغي عزوم مختلفة يمكن أن تؤثر في مفتاح الشد باستخدام أطوال مختلفة

37.رتب العزوم المؤثرة في الأبواب الخمسة في الشكل1-12 من الأقل إلى الأكبر. ولاحظ أن مقدار القوة هو نفسه في الأبواب كلها.

38.لمعايرة العجلات توضع عجلة السيارة على محور دوران رأسي, وتضاف إليها أثقال لجعلها في وضع أفقي. لماذا تكافئ عملية وضع الأثقال على العجلة عملية تحريك مركز كتلتها حتى يصبح في منتصفها؟

عندما يتزن الدولاب بحيث لا يدور في أي اتجاه عندها لا يؤثر فيه عزم وهذا يعني أن مركز الكتلة في نقطة المركز

39.يقود سائق سيارة بطريقة خطرة, حيث يقودها على دولابين جانبيين فقط. فأين يكون مركز كتلة السيارة؟

يكون مباشرة فوق الخط بين النقطتين اللتين يلامس الدولابان عندهما الارض ليس هناك محصلة عزم علي السيارة لذلك فهي متزنة ومستقرة مؤقتا.

40.لماذا تتزن عندما تقف على أطراف أصابع قدميك حافياً, ولا تستطيع الاتزان إذا وقفت مواجهاً للجدار وأصابع قدميك تلامسه؟

يجب أن يكون مركز كتلتك فوق نقطة الدعم ولكن مركز كتلتك تقريبا في مركز جسمك لذلك وأنت على رؤوس أصابعك فان نصف جسمك تقريبا يجب أن يكون إما رؤوس أصابعك والنصف الآخر خلفها إذا كانت رؤوس أصابعك مقابل الحائط لا يكون أي جزء من جسمك أمام رؤوس أصابعك

41.لماذا يظهر لاعب الجمباز وكأنة يطير في الهواء عندما يرفع ذراعيه فوق رأسه في أثناء القفز؟

يحرك مركز كتلته قريبا من رأسه

42.لماذا يكون احتمال انقلاب سيارة لها دواليب أقطارها كبيرة أكبر من احتمال انقلاب سيارة ذات دواليب أقطارها صغيرة؟

مركز الكتلة للسيارة ذات الدواليب الكبيرة يقع عند نقطة اعلي مما في السيارات ذات الدواليب الصغيرة لذا يمكن أن تنقلب دون أن تميل

تطبيق المفاهيم

43ناقلا حركة, أحدهما صغير والآخر كبير, متصلان أحدهما بالآخر ويدوران كما في الشكل 1-13. قارن أولا بين سرعتيهما الزاويتين المتجهتين, ثم بين السرعتين الخطيتين لسنين متصلين معاً.

السرعات الخطية للأسنان متماثلة لان أنصاف الأقطار مختلفة وتكون السرعات الزاوية مختلفة

44.الدوران في حوض الغسالة ما مبدأ عمل الغسالة؟ وكيف يؤثر دوران الحوض في الغسيل؟ أشرح ذلك بدلالة القوى على الملابس والماء.

يخضع الماء والملابس في دائرة الدوران لتسارع مركزي تؤثر اسطوانة الدوران بقوي في الملابس ولكن عندما يصل الماء الثقوب في اسطوانة الدوران لا تؤثر فيه قوي مركزية للداخل وعندها يتحرك بخط مستقيم خارج اسطوانة الدوران

45.الإطار المثقوب افترض أن أحد إطارات سيارتك قد ثقب, وأخرجت العدة ووجد أن هناك مشكلة في مقبض مفتاح الشد المستخدم لفك صمولة البراغي الثابتة, وأنه من المستحيل فك الصواميل, فاقترح على زميلك عدة طرائق لزيادة العزم المؤثر لفكها. اذكر ثلاث طرائق يمكن أن يقترحها عليك زميلك؟

ضع أنبوب إطالة في طرف مفتاح الشد لزيادة ذراع القوة اثر بقوتك بزاوية عمودية في مفتاح الشد او زد القوة المؤثرة بالوقوف على طرف مفتاح الشد

46. الألعاب البهلوانية يسير لاعب بهلواني على حبل حاملاً قضيباً يتدلى طرفاه أسفل مركزه. انظر إلى الشكل1-14 . كيف يؤدي القضيب إلى زيادة اتزان اللاعب؟تلميح: ابحث في مركز الكتلة.

تدلي طرفي القضيب يجعل مركز الكتلة يقترب من السلك مما يقلل من عزم الدوران علي اللاعب ويزيد من ثباته ، كذلك يزيد القضيب من عزم القصور الذاتي للاعب ويعمل كل من زيادة عزم القصور الذاتي وتقليل العزم المؤثر علي تقليل التسارع الزاوي إذا أصبح اللاعب في حالة عدم اتزان، كذلك يستطيع اللاعب استخدام القضيب لإزاحة مركز الكتلة من اجل الاتزان

47.لعبة الحصان الدوار عندما كنت تجلس على لعبة الحصان الدوار, قذفت مفتاحاً نحو صديقك الواقف على الأرض لكي يلتقطه. هل يجب عليك قذف المفتاح قبل أن تصل النقطة التي يقف عندها صديقك بوقت قصير, أم تنتظر حتى يصبح صديقك خلفك مباشرة؟ وضح ذلك.

لك سرعة مماسية نحو الأمام لذا سوف ينطلق المفتاح من يدك بتلك السرعة لذلك عليك قذفه قبل ذلك

.48لماذا نهمل القوى التي تؤثر في محور دوران جسم ما في حالة اتزان ميكانيكي عند حساب محصلة العزم عليه؟

العزم الناتج عن هذه القوي يساوي صفرا لان طول الذراع للقوة يساوي صفرا

49.لماذا نجعل عادة محور الدوران عند نقطة تؤثر بها قوة أو أكثر في الجسم عند حل مسائل في الاتزان الميكانيكي؟

هذا يجعل العزم المتولد من القوة مساويا للصفر مما يقلل من عدد العزوم التي يجب أن تحسب

إتقان حل المسائل

1-1وصف الحركة الدورانية

50.نصف قطر الحافة الخارجية لإطار سيارة45 cm وسرعته23 m/s . ما مقدار السرعة الزاوية للإطار بوحدة rad/s؟ 51 rad/s

51.تدور عجلة بحيث تتحرك نقطة عند حافتها الخارجية مسافة1.5 m . وإذا كان نصف قطر العجلة 2.50m كما في الشكل1-15 فما مقدار الزاوية (بوحدات radians) التي دارتها العجلة؟ 0.6 rad

52.أديرت عجلة قيادة سيارة بزاوية قدرها128˚ . انظر الشكل 1-16, فإذا كان نصف قطرها22 cm فما المسافة التي تتحركها نقطة على الطرف الخارجي لعجلة القيادة؟ 0.49 m

53.المروحة تدور مروحة بمعدل1880 rad/min .

a.ما مقدار سرعتها الزاوية المتجهة بوحدة rad/s؟ 197 rad/s

.bما مقدار الإزاحة الزاوية للمروحة خلال2.50 s ؟ 492 rad

54.تناقص دوران المروحة في السؤال السابق من 475 rev/min إلى 187rev/min خلال4.00 s , ما مقدار تسارعها الزاوي؟ -7.54 rad/s2

55.دولاب سيارة نصف قطرة9.00 cm كما في الشكل 1-17, يدور بمعدل2.50 rad/s . ما مقدار سرعة نقطة تقع على بعد7.00 cm من مركز الدوران؟ 17.5 cm/s

.56الغسالة غسالة قطر حوضها0.43m لها سرعتان: الأولى تدور بمعدل328rev/min , والأخرى بمعدل.542rev/min

a.ما نسبة التسارع المركزي لسرعة الدوران الأسرع والأبطأ؟ تذكر أنac=v²/r , v=rω 2.73

b.ما نسبة السرعة الخطية لجسم على سطح الحوض لكل من السرعتين؟ 1.65

.57جد القيمة القصوى للتسارع المركزي بدلالة g للغسالة في السؤال السابق. 71g

58.استخدم جهاز الطرد المركزي الفائق السرعة لفصل مكونات الدم, بحيث يولد تسارعاً مركزياً مقداره 0.35 × 10^6 gعلى بعد 2.50cm من المحور.ما مقدار السرعة الزاوية المتجهة اللازمة بوحدةrev/min ؟ 1.1x105 rev/min

هل يمكن ان يكون مركز كتلة الجسم في نقطة خارج الجسم

تتحرك سيارة صغيرة كتلتها 725 بسرعة 115 في اتجاه الشرق العلم نور

شرطا الاتزان اعط مثالا على جسم في الحالات التاليه

دوران الاطر المرجعية اذا وضعت قطعة نقد

اذا وضعت قطعة نقود على قرص دوار

استقرار الجسم لماذا تكون المركبة المعدلة

عندما تستخدم الكوابح ينخفض الجزء الامامي للسيارة الى اسفل لماذا

لماذا يظهر لاعب الجمباز وكأنه يطير