لوحدة 2 : القوى والحركات المنحنية

من طرف RimA الأربعاء نوفمبر 07, 2012 10:17 am

الوحدة 2 : القوى والحركات المنحنية
الكفاءات المستهدفة :

يعرف حساب السرعة انطلاقا من تصوير متعاقب .

يرسم شعاع السرعة في الحركات المنحنية .

يوظف مبدأ العطالة للكشف عن وضعيات وتفسيرها بواسطة القوة المؤثرة .

يكشف عن مميزات القوة المؤثرة على متحرك بمقارنتها مع شعاع السرعة .

ماهو الفرق بين السقوط الحر لجسم وحركة قذيفة ؟ .

ماهي القوة المطبقة على المتحرك في كل حالة ؟ .

ماطبيعة القوة المطبقة على كل متحرك ؟ .

لماذا لايسقط القمر على الأرض ؟ .

كيف ترسل الأقمار الأصطناعية الى الفضاء ؟ .

1.نشاطات
يقذف لاعب كرة برجله كما توضحه الصورة (الشكل 1) .
ماهو حسب رايك مسار الكرة ؟

اقترح تصويرا متعاقبا لاوضاع الكرة خلال حركتها .

هل تخضع الكرة لقوة خلال حركتها ؟

مثل بشعاع كيفي في موضعين مختلفين هذه القوة ان وجدت .

ندفع كرية معدنية صغيرة على طاولة افقية ملساء الشكل 2 فتنطلق في اتجاه حافة الطاولة .
ما هو نوع حركة الكرية على الطاولة ؟ ولماذا ؟

ماهومسارها بعد مغادرة الطاولة ؟

أكمل التصوير المتعاقب لحركة الكرية ( الشكل3 )

هل هناك قوة مطبقة عليهافوق الطاولة ؟

هل هناك قوة مطبقة عليها بعد مغادرة الطاولة؟ علل ؟

مثل بشعاع كيفي في موضعين مختلفين هذه القوة ان وجدت .

تقطع سيارة منعطفا دائريا بسرعة ثابتة( الشكل 4)

مثلالاوضاع المتتالية لنقطة من السيارة خلال حركتها .

في رايك كيف تكون القوة المطبقة على هذه النقطة المتحركة ناقش .

مثل بشعاع كيفي هذه القوة في موضعين مختلفين .

نشاطات تجريبية

دراسة حركة كرة مقذوفة أفقيا
ندفع كرة صغيرة على سطح طاولة افقية ملساء فتتجه نحو الحافة لتنطلق في الهواء حتى تسقط على سطح الارض وفق مسار منحني( الشكل 5 ) يمثل تسجيلا للاوضاع المتتالية لمركز الكرة خلال حركتها انقل على ورق شفاف هذا التسجيل مع اتمام ترقيم المواضع .

ـ حركة الكرة على الطاولة
ما هونوع حركة الكرة على الطاولة؟
مثل شعاع السرعة اللحظية في الموضع M1 باختيار سلم مناسب

ما هي خصائص شعاع السرعة اللحظية في الموضع M4 الذي يوافق لحظة مغادرتها الطاولة؟ مثله على الرسم .

ـ حركة الكرة بعد مغادرتها الطاولة

الدراسة الشعاعية للحركة ( استعن بالوثيقة التقنية للأجابة )
أحسب قيم السرعة اللحظية Δv في المواضع M5,M7,M9,M11
مثل اشعتها على الرسم باستعمال نفس السلم السابق ماذا تلاحظ ؟
حدد بيانيا اشعة تغير السرعةΔv في المواضع 1 ومثلها على السم ما تلاحخصائصها
ماذا تستنتج عن القوة المطبقة على الكرية ؟

مثلها بلون اخر على نفس الرسم في المواضع .M6,8 M , M10.

ماهومصدر هذه القوة؟ اشرح.

الدراسة البيانية للحركة: ارفق الرسم بمعلم(y , x , o ) متعامد ومتجانس ولتسهيل الدراسة اختير مبداه منطبقا مع اول موضع للكرة عند مغادرتها الطاولة

اسقط كل المواضع على المحورين ox و oy .

الحركة وفق ox

قارن المسافات المتتالية المقطوعة وفق المحور ox ماذا تلاحظ ؟ ماذا تستنتج بالنسبة لقيمة السرعة وفق هذا المحور ؟

قارن قيمة هذه السرعة مع قيمة سرعة الكرة فوق الطاولة ماذا تستنتج ؟

ماهو أثرالقوة المطبقة على الكرة على حركتها وفق المحور ox ؟ علل .

الحركة وفق oy

قارن المسافات المتتالية المقطوعة وفق المحور oy, ماذا تلاحظ؟ ماذا تستنتج بالنسبة لقيمة السرعة وفق هذا المحور ؟

حدد قيمة تغير السرعة وفق هذا المحور. ماذا تلاحظ ؟

قارن هذه القيمة مع طويلة شعاع تغير السرعة المحددة سابقا في الدراسة الشعاعية .

علاقة المدى بالشروط الأبتدائية : حقق عمليا التجربة المدروسة سابقا في الشكل 2 بدفع كرية بالاصبع على طاولة افقية راقب حركة الكرية منذ مغادرتها الطاولة اعد العملية ثلاث مرات مغيرا كيفية الدفع لتنقل الكرية على الطاولة بسرعة مختلفة القيمة في كل مرة .

مقارنة الحركات :

اقترح وسيلة تمكنك من تسجيل اثر سقوط الكرية على سطح الارض .

مثل كيفيا على نفس الرسم شكل مسار الكرية في الحالات الثلاث مع تعليم المواضع

المتتالية لمركز الكرية بنقاط على هذه المسارات باعتبار فترة زمنية كيفية τ متساوية . ماذا تلاحظ ؟

في رايك هل الكرية خاضعة لنفس القوة في الحالات الثلاث .

ماهو سبب عدم سقوط الكرية في نفس الموضع على الارض في كل حالة ؟

مقارنة حركة القذيفة بالسقوط الحر

امسك الكرية بين اصبعين في حافة الطاولة ثم اتركها تسقط دون قذفها (الشكل 6 )

1. مانوع الحركة في هذه الحالة ؟

2. ارسم مسارها والأوضاع المتتالية للكرية خلال نفس الفترة الزمنية τ

3. قارن هذه الحركة بحركة الكريات المقذوفة سابقا , اين يكمن التماثل وماهو سبب الاختلاف

بينهما ؟
4 . نسمي *مدى القذف * البعد الافقي الذي يفصل موضع القذف عن موضع سقوط الكرية علىالارض (موضع القذف في هذه الحالة هو حافة الطاولة ).بماذا يتعلق المدى في هذه التجربة ؟
استنتج باكمال العبارات التالية ـ

شكل 7

X

- كل جسم يقذف .......... ابتدائية ............. من ارتفاع h عن سطح الارض
يسقط متبعا .......... منحنيا تحت تأثير ............ ثابتة شاقولية الحامل
و ........... نحو سطح الأرض , وهي قوة جذب ................ للكرية .
- ............... مدى القذف x في هذه الظروف بقيمة .......... الابتدائية للكرية .

نريد دراسة حركة كرة يقذفها لاعب برجله ,حيث تنطلق بسرعة ابتدائية v0 ,(الشكل 8 أ ) نعطي في(الشكل8ب)التسجيل الممثل لمواضع الكرة خلال فترات زمنية متساوية τ = 0.2 s

أ - وصف الحركة
1ـ كيف يتغير شعاع السرعة اللحظية من موضع لاخر ؟ مثله في ثلاثة مواضع متتالية من مرحلة
الصعود ,ثم ثلاثة مواضع متتالية من مرحلة النزول .
2ـ مانوع الحركة في مرحلة الصعود وما نوعها في مرحلة النزول ؟ علل.
3ـ ارسم مسار الكرة واستنتج اعلى موضع تبلغه . هل هذا الموضع ممثل في الوثيقة ؟ ناقش .
4 ـ حدد خصائص شعاع تغير السرعة في المرحلتين . ماذا تستنتج ؟
ب ـ تحديد القوة المطبقة على الكرة
1ـ ماهي القوة المطبقة على الكرة خلال حركتها ؟مثلها كيفيا في كل المواضع التي مثل فيها شعاع
السرعة. علل.
2ـ قارن حامل القوة مع حامل شعاع السرعة في كل المواضع . ماذا تستنتج ؟
3ـ قارن جهتها مع جهة شعاع السرعة في كل المواضع. ماذا تستنتج ؟
4ـ ماهي الزاوية التي يصنعها حامل القوة وحامل السرعة في المواضع المدروسة
(منفرجة ـ حادة ـ قائمة ) ؟
5ـ كيف تتغير هذه الزاوية خلال الحركة ؟
جـ ـ دراسة اثر شعاع القوة على شعاع السرعة
1ـ حلل في المواضع السابقة , باستعمال الألوان , شعاع السرعة V الى مركبتيه الشعاعيتين :
الافقية x v والشاقولية vy , بحيث تكون دائما v = vx + vy
2ـ قارن حامل القوة المطبقة على الكرة مع حاملي المركبتين vx vy في كل لحظة .
3ـ كيف تتغير قيمة المركبتين في مرحلتي الصعود والنزول ؟
4ـ هل تتغير جهة المركبتين في مرحلة الصعود ؟ وفي مرحلة النزول ؟
5ـ ماذا تستنتج عن اثر القوة على المركبةvy خلال الصعود ؟
6ـ ماذا تستنتج عن اثر القوة على المركبة vy خلال النزول ؟
7ـ ماذا تستنتج عن اثر القوة على المركبة vx خلال المرحلتين ؟
8ـ ماذا يحدث للمركبة vy اثر مرور الكرة من اعلى موضع تشغله ؟ هل تتغير جهتها ؟
9ـ استنتج شعاع السرعة في اعلى موضع تبلغه الكرة ومثله .
10ـ ماذا تستنتج عن اثر شعاع القوة على شعاع السرعةv عندما يكون حامليهما متعامدين دوما
(في كل لحظة) ؟ ما طبيعة الحركة في هذه الحالة وما نوعها ؟

3 ـ الحركة الدائرية المنتظمة
3.1ـ تعريف الحركة الدائرية المنتظمة : نقول عن حركة جسم انها دائرية منتظمة اذا كان مسارها دائريا وسرعة المتحرك ثابتة القيمة ومتغيرة المنحى خلال الحركة ,أي ان شعاع السرعة ,في الحركة الدائرية المنتظمة ,يحافظ على قيمته ويتغير منحاه وجهته في كل لحظة .
من دراستنا لاثر شعاع القوة على شعاع السرعة في الحركات المستقيمة والحركات المنحنية ,نعلم ان في الحركات المستقيمة شعاع القوة وشعاع السرعة منطبقان ,ويؤدي ذلك الى تغير في قيمة السرعة اما في الحركات المنحنية شعاع القوة يصنع زاوية مع حامل شعاع السرعة , فيغير قيمة ومنحى وجهة شعاع السرعة مالم تكن هذه الزاوية قائمة (انظر العمل التطبيقي ). واذا كان حامل شعاع القوة عموديا على حامل شعاع السرعة فيتغير حامل السرعة وجهتها دون تغير قيمتها .
3.2ـ مواصفات شعاع السرعة وشعاع القوة في الحركة الدائرية المنتظمة :
ان شعاع القوةF يكون في كل لحظة عموديا على شعاع السرعة v وموجها نحو التقعر الداخلي للمسمار .أي ان شعاع القوة يكون عموديا على المماس للمسار في كل نقطة وفي كل لحظة ,أي انه منطبق في كل لحظة على نصف قطر الدائرة ومتجها نحو مركزها (لان نصف قطر دائرة عمودي على المماس ).(الشكل 9)

3.3ـ تصديق تجربي :
تجربة : للتاكد تجريبيا من خصائص القوة في الحركة الدائرية المنتظمة ,نقوم بتسجيل الحركة التالية
ـ نستعمل *جسما محمولا ذاتيا *وهو قرص تحتوي قاعدته السفلية ثقوبا صغيرة ويبث فيه هواء مضغوط من الاعلى بحيث خروج الهواء المضغوط من الاسفل *وسادة هوائية * بينه وبين الطاولة الافقية التي تحمله .ذلك ما يسمح له بالتحرك دون احتكاك عليه .
ـ نشد القرص بخيط رفيع عديم الامتطاط طوله L الى نقطة O على حافة الطاولة ثم نقذفه بمسطرة (الشكل 10 ) يرفق القرص والطاولة بتجهيز يسمح بترك آثار مواضع القرص على ورقة خلال فترات زمنية متساوية ومحددة .
ـ نعطي في الشكل 11 تسجيلا لاثار مركز القرص M خلال حركته .
تحليل التجربة : نلاحظ من التسجيل ان :
ـ اعتمادا على هذا التسجيل برهن ان الحركة دائرية منتظمة .
ـ ارسم ا شعة السرعة في المواضع M1 , M3 , 5M , (باختصار سلم كييفي ملائم )
ـ حدد خصائص شعاع تغير السرعة ΔV في موضعين ملائمين .
برهن ان القوة المطبقة على القرص من طرف الخيط ثابتة الشدة محمولة علىنصف القطر
وموجهة نحو مركز الدائرة .
ـ كيف تكون حركة هذا القرص المقذوف في حالة غياب الخيط ؟علل .
ـ ماهي حركة القرص اذا انقطع الخيط فجاة ؟علل .

3.4ـتطبيقات الحركة الدائرية :
أ ـ لماذا لايسقط القمر على الارض ؟
اول من فسر دوران القمر حول الارض العالم ا سحاق نيوتن ,الذي بنى نظرية الجذب العام
من ملاحظاته لحركة الكواكب واعتمادا على اعمال اسلافه غاليلي وكيبلر اذ يحكى ان الفكرة
التي سمحت له بربط حركة الاجسام على الارض بحركة الكواكب هو سقوط تفاحة من
شجرة كان جالسا بجوارها (ابحث عن تفاصيل اسطورة تفاحة نيوتن في الانترنيت ) يقال ان
نيوتن تساءل عن سبب سقوط التفاحة على الارض وعدم سقوط القمر عليها .فوصل الى
نتيجة ان التفاحة تسقط من ارتفاع معين بدون سرعة ابتدائية ,فتكون حركتها مستقيمة
متسارعة نحو الارض ,تحت تاثير قوة جذب الارض لها ,اما القمر فهو ايضا يخضع لقوة
جذب الارض ولكنه متحرك بسرعة معينة فهو في حالة سقوط دائم نحو الارض مثل التفاحة
,لكن سرعته العمودية على منحى شعاع القوة تكسبه حركة دائرية منتظمة .
ب ـ تصديق تجربي

لنعد الى تجربة الكرية المقذوفة من حافة الطاولة ولكن هذه المرة نضع فوق الطاولة الاولى طاولة اخرى صغيرة لنقذف منها الكرية , (الشكل 12) نمثل المسارات المختلفة للكرية حسب قيمة سرعة قذفها حيث :
ـ الحالة (1): السرعة الابتدائية للكرية معدومة 0 = V01 ,تكون حالة سقوط حر .
ـ الحالات (2,3,4) : يكون للكرية سرع ابتدائية افقية متفاوتة القيمة V04 > V03 > V02
نلاحظ ان مدى القذيفة في هذه الحالة يتزايد الى ان تسقط الكرية خارج حدود الطاولة وهي في
كل الحالات خاضعة لقوة جذب الارض لها فهي تتجه دوما نحو الارض . جـ ـ من القذيفة الى القمر الا صطناعي :كيف يمكن ان نجعل من كرتنا قمرا اصطناعيا يدور حول الارض ؟ من اجل ذلك نتخيل كما فعله نيوتن في عهده ,اننا نقذف من اعلى جبل هذه الكرية بسرع افقية متفاوتة القيمة (الشكل13 ), مثلما حققناه في التجربة السابقة . اذا كانت سرعة القذف كافية بحيث يكون لها حركة دائرية نصف قطرها اكبر من نصف قطر الارض لنصبح قمرا اصطناعيا يدور حولها .
ـ حركة القمر حول الارض
لايسقط القمر على الارض لان له سرعة كافية للمحافظة على مداره . يقال عن القمر انه في
سقوط دائم على الارض دون لمسها .

بطاقة تقنية ( ص 212 )
تحديد شعاعي السرعة وتغير السرعة بيانيا
1)كيف نحدد السرعة اللحظية في الحركات المنحنية ؟
لحساب قيمة السرعة اللحظية في الحركات المنحنية نعتمد على تعريف السرعة المتوسطة
vm=d/Δt
حيث d هي المسافة المقطوعة من طرف المتحرك بين الموضعين المعتبرين , و Δt الفاصل الزمني المستغرق لقطع هذه المسافة .
1.1ـ تحديد قيمة السرعة المتوسطة بيانيا :
لتحديد قيمة السرعة المتوسطة بيانيا في حركة منحنية نعتمد على المثال .
نعتبر التسجيل الممثل في الشكل 1, الممثل لحركة منحنية كيفية ,حيث مواضع المتحرك تفصلها مجالات زمنية متساوية τ .
السرعة المتوسطة بين الموضعين M1 و M3 مثلا, هي : vm=d/Δt=M1M3/Δt ,لان المسافة d المقطوعة من طرف المتحرك بين لحظتي مرور المتحرك من M1 الى M3 هنا هي القوس M1M3 ,وΔt هو الفاصل الزمني بين لحظتي مرور المتحرك من M1 الىM3
وباعتبار Δt صغيرا جدا , نقبل ان القوس والوتر بين الموضعين يكونان منطبقين تقرييا ,أي ان مثالنا هذا , نقبل ان M1M3=M1M3 .في هذه الحالة يمكن ان نكتب السرعة المتوسطة بين M1 وM3 على الشكل الذي اعتدناه في الحركة المستقيمة
:Vm=V13=M1M3/Δt=M1M3/2τ
بهذه الطريقة يمكن تحديد بيانيا قيمة السرعة المتوسطة Vm بين الموضعين يفصلهما مجال زمنيΔt بقياس طول الوتر الواصل بين هذين الموضعين مباشرة على التسجيل ثم قسمته علىΔt .في مثالنا هذا : نقيس بالمسطرة طول الوترM1M3 ونحسب قيمة السرعة المتوسطة بالعلاقة :V13=M1M3/2τ

1.2ـ تحديد وتمثيل السرعة اللحظية في الحركة المنحنية :
بالمقارنة مع حساب السرعةاللحظية في الحركة المستقيمة ,وبما ان المجال الزمني Δt المستعمل لحساب السرعة المتوسطة قصير جدا ,يمكن اعتبار ان قيمة السرعة المتوسطة هنا تساوي قيمة السرعة اللحظية في منتصف المجال الزمني , أي في مثالنا, عند الموضعM2 ,يمكن ان نكتب :v2=v13=M1M3/2
ونمثلها بشعاع v2 مبدأه M2 ,حامله مماسي للمسار في وجهته في جهة الحركة وقيمته :v2=M1M3/2
باستعمال سلم رسم مناسب . (انظر الشكل 2)

2) تحديد وتمثيل شعاع تغير السرعة ΔV في الحركة المنحنية :
لتحديد,عمليا ,شعاع تغير السرعة Δv في الحركات المنحنية ,نعتمد نفس الخطوات المتبعة في حالة الحركات المستقيمة .
نستعين بالتسجيل الممثل في الشكل 3,حيث مواضع المتحرك تفصلها مجلات زمنية متساوية لتحديد شعاع نغير السرعة Δv في الموضع ,نتبع الخطوات التالية:
ـ نعتبر الموضعين M4 وM2 المجاورين للموضع المعتبر M3 ,ونمثل فيهما شعاعي السرعة اللحظية v2 و v4 ,على الترتيب, باستعمالسلم تمثيل السرعة.
ـ نعتبر ان شعاع تغير السرعة ΔV3 في الموضعM3 يساوي الفرق الشعاعي بين شعاعي السرعةΔV3=V4-V2 V2 V4
ـ كيف نحدد بيانيا ΔV3 ؟
1 . نختار نقطة كيفية 0خارج التسجيل (انظر الشكل 3 )
2. انطلاقا من هذه النقطة 0نرسم شعاعا v2 مساير للشعاع v4 .
3. انطلاقا دائما من هذه النقطة 0 نرسم شعاعا v4 مساير للشعاع v4 .
4. نرسم الشعاع Δv3 , بحيث تكون بدايته في نهاية v2 ونهايته في نهايةv4 بهذا الترتيب Δv3=v4-v2 .
5. بما ان v4 v2 و يسايران v2 و v4 على الترتيب ,فان Δv3 يساير Δv3 .
6. تكون اذا خصائص الشعاع Δv3 هي :
ـ بدايته الموضع المعتبرM3
ـ حامله موازي لحامل Δv3
ΔV3 ـ جهته هي جهة Δv3
ـ قيمته تساوي طويلة Δv3 المقاسة بيانيا على الرسم باعتماد سلم تمثيل
السرعات

3) مثال تطبيقي
يمثل الشكل 4 تسجيل حركة منحنية لنقطة متحركة M ,الاوضاع المتتالية للنقطة M تفصلها مجالات زمنية متساوية τ حيث = 0.04 s τ ,سلم تمثيل المسافات في الصورة هو:
1cm 0.05 m
تحديد شعاع تغير السرعة
1) ـ نقيس طول الوترين 2M0M و M2M4 حيث :
= 2.8 cm 2M0M على الوثيقة وباستعمال سلم المسافات نجد= 0.14 cm 2M0M في الحقيقة وباستعمال سلم المسافات نجد = 0.28 cm M2M4
2) ـ نحسب السرعتين V1 و 3V في الموضعين M1 و 3M المجاورين للنقطة M2
ـ حساب V1 : 2τ = 0.14/0.08 = 1.75 m/s / 2M0M V1=
ـ حساب 3V : 2τ = 0.28/0.08 = 3.5 m/s / M0M4 V3=

3) ـ تمثيل اشعة السرعة :
ـ نرسم أشعة السرعة V1 و V3 باختيار السلم التالي 1 cm 1m/s
اذن طول V1 على الرسم هو: cm 1.75
وطول V3 على الرسم هو : 3.5 cm
ـ بعد رسم ΔV2 نقيس طوله بالمسطرة على الرسم نجد 2.6 cm وباعتماد سلم السرعات نستنتج قيمة Δv2=2,6m/s: .
تنبيه: في الحركات المنحنية , حوامل اشعة السرعة ليست منطبقة , أي ان العلاقة الشعاعية ΔV2=V3—V1 تعني ان قيمة ΔV2 لاتقايس بطرح قيمتي V3 وV1 , بل تحدد قيمة ΔV2
بقياس بيانيا على الرسم طول الشعاع Δv2 , واستنتاج قيمتها بالاعتماد على سلم السرعات .

4) كيف ندرس تطور شعاع السرعة خلال الحركة ؟
رأينا في الفقرة السابقة كيف نحدد بيانيا خصائص شعاع تغير السرعة ( الحامل , الجهة
والقيمة) فيموضع من مواضع الحركة . سنتطرق هنا الى كيفية ابراز تطور شعاع تغير
السرعة بيانيا خلال الحركة .نعتمد لذلك على مثال كيفي .نعتبر التسجيل التالي (الشكل 5) أين
مواضع المتحرك تفصلها مجالات زمنية متساوية :
ـ نرقم المواضع وفق الترتيب الزمني ثم نمثل في كل موضع أ شعة السرعة اللحظية
ـ نختار نقطة كيفية 0 خارج التسجيل
ـ نرسم من هذه النقطة أ شعة مسايرة لاشعة وفق الترتيب الزمني .
ـ نوصل بين نهايات الاشعة مثنى مثنى على الترتيب بخطوط مستقيمة ونوجهها دائما من
الشعاع الاول نحو الشعاع الذي يليه , وفق الترتيب الزمني لاشعة السرعة
ـ تمثل كل من هذه الاشعة , اشعة تغير السرعة بين المواضع التي يشغلها المتحرك على
الترتيب من M 2 الى M 4 .
يسمح لنا هذا التمثيل تتبع التغيرات خلال الحركة , جهة وقيمة .يسمى هذا التمثيل
*مخطط اشعة السرعة * Hodographe وبما أن خصائص ΔV تخبرنا عن خصائص
القوة المطبقة على الجسم المتحرك , فان هذا التمثيل يسمح لنا باستنتاج خصائص هذه القوة
خلال الحركة .

ملاحظة :

لماذا عند تحديد شعاع تغير السرعة في الطريقة الاولى اعتمادنا على مجال زمني قدره Δt=2τ , وفي الطريقة الثانية (مخطط اشعة السرعة )اخذنا ΔV= τ ؟

1ـ في الطريقة الاولى كنا بحاجة لمعرفة موضع المتحرك في منتصف المجال الزمني لتمثيل

شعاع تغير السرعة Δv عنده .

2ـ في الطريقة الثانية ,لم نكن بحاجة لتمثيل شعاع تغير السرعة ΔV عند أي موضع بل كنا

نبحث على كيفية نغير هذا الشعاع خلال الحركة ,لذلك اخذنا ΔV= ,وهو أقصر مجال

زمني في التسجيل ,كما يسمح لنا ذلك بالحصول على عدد اكبر من أ شعة ΔV.

أحتفظ بالأهــــــــــــم

1 ـ الحركة المنحنية :

اذا تحرك جسم وفق مسار منحن فانه :

ـ يكون حتما خاضعا لقوة (حسب مبدا العطالة ).

ـ يكون شعاع السرعة خلال الحركة مماسي للمسار في الموضع المعتبر .

ـ يكون لشعاع تغير السرعة Δv وشعاع القوة f دوما نفس الحامل ونفس الجهة ويتجهان نحو تقعر

المسار .

2 ـ حركة القذيفة :

اذا قذف جسم بسرعة ابدائية v0 تصنع زاوية α مع الافق فان :

ـ لشعاع تغير السرعة Δv قيمة ثابتة خلال الحركة ويته نحو مركز الارض .

ـ الجسم يخضع لقوة تاثير الارض عليه وهي قوة ثابتة القيمة والجهة والمنحى .

ـ سرعة الجسم وفق المحور الافقي ox ثابتة أي حركة منتظمة .

ـ سرعة الجسم وفق المحور الشاقولى oy متغيرة بانتظام

ـ *مدى القذف *يتعلق بالشروط الابتدائية .

3 ـ الحركة الدائرية المنتظمة :

ـ يكون مسار الحركة دائريا وشعاع سرعة المتحرك ثابتة القيمة ومتغير المنحى .

ـ يخضع الجسم لقوة F ثابتة القيمة تتجه نحو مركز الدائرة , نقول عن القوة في هذه الحالةانها مركزية

ـ في الحركة الدائرية المنتظمة تغير القوة Fمنحى شعاع السرعة دون تغير قيمته .

ـ يكون شعاع تغيرالسرعة Δv منطبقا دوما مع شعاع القوة F , يتجه نحو مركز الدائرة وله قيمة ثابتة

للمزيــــــــــد ... للمزيــــــــــد ...

اطلاق الاقمار الاصطناعية والمركبات الفضائية :

تطلق الاقمار الاصطناعية (السواتل ), المركبات والمسابير الفضائية من قواعد خاصة تدعى *قواعد الاطلاق *, وتتم هذه العملية بصواريخ الاطلاق وفق القوانين الاساسية للميكانيك .

يتعلق شكل المسارات (اوالمدارات )التي تاخذها هذه الاجسام المنطلقة من الارض ,بالسرعة التي تعطى لها عند النقطة P , التي تمثل بداية وضعها في مدارها:

ـ اذاكانت قيمة سرعة الجسم عند النقطة P ضعيفة, فانه يسقط على الارض بمسار على شكل قطع مكافىء .

ـ ومن اجل سرعة محددة تتعلق بالارتفاع الاعظم Pلايسقط الجسم بل يتخذ مسارا دائريا وتدعى هذه السرعة *السرعة الفضائية الاولى *(او سرعة توضع السواتل )ورمزها vs وتقدر بـ ـ7.5Km/s من اجل مدار بعيد عن الارض بـ 800Km (انظر الشكل المقابل ـ الحالة 1).

ـ اما اذا كانت سرعة الجسم المفذوف عند P , اكبر بقليل من vs , فانه يتخذ مسارا اهليجيا

ـ التحرر من الجاذبية الارضية :في الحالة التي تصل فيها سرعة السائل (والمركبة الفضائية او المسبار) عند P الى سرعة التحرر من الجاذبية الارضية او *السرعة الفضائية الثانية *ورمزها v1 ,يبتعد الساتل عن الارض .تتوفر هذه الشروط من اجل v1=vs.11/2 أي ما يقارب 11Km/s

ـ من اجل قيمة للسرعة اكبر بقليل من v1 يتخذ الجسم بدا من P مسارا على شكل قطع مكافىء اما اذا كانت السرعة اكبر بكثير من v1 يصبح المسار المتخذ عبارة عن قطع زائد

المدارات المختلفة للسواتل

2 ـ 1. المدار القطبي ـ orbite polaire :

ـ يمر الساتل فوق القطبين في كل دورة .

ـ تشاهد الارض كلها .(او يسمح الساتل كل أرجاء الأرض ).

ـ المدار عمودي بالنسبة لمحور خط الاستواء .

2 ـ 2 . المدار المائل ـ orbite inclinèe :

ـ له نفس خصائص المدار القطبي , أي يمر فوق القطبين في كل دورة , ولكنه مائل

بالنسبة لمحور خط الاستواء

2 ـ3 . المدار الارضي المستقر ـ orbite gèostationnaire :

ـ الارتفاع الاعظم 36000Km.

ـ يوجدفي مستوى خط الاستواء

ـ سرعة الدوران حول الارض تساوي سرعة دوران الارض حول نفسها

(لذا يبدو الساتل في هذه الحالة مستقرا ) .

2 ـ 4 . المدار الشمسي المتواقت ـorbite hèliosynchrone

ـ له دائما نفس التوجه بالنسبة للشمس .

ـ مشاهدة الارض ممكنة بنفس شروط الاضاءة عند كل مرور .

1ــــ

31