5 حقائق عن التسارع الزاوي والتسارع المركزي


سنقوم في هذه المقالة بتوضيح بعض الحقائق حول التسارع الزاوي والتسارع المركزي بطريقة مفصلة.

قبل البدء في وصف الحقائق المتعلقة بـ التسارع الزاوي و تسارع الجاذبية يجب أن تكون لدينا الفكرة الأساسية لهذين التسارعين. يمكن تعريف معدل تغير السرعة الزاوية لجسم يدور حول محور ثابت بأنه تسارع زاوي لذلك الجسم الدوار. في حالة تسارع الجاذبية المركزية لجسم متحرك في مسار دائري ، يتغير اتجاه السرعة باستمرار.

عندما يدور جسم حول محور ثابت ، فإنه يتحرك بسرعة ثابتة. مع استمرار هذا الجسم في الدوران ، يتغير اتجاهه مع سرعته. بسبب هذا التغيير في السرعة ، يتم إنتاج التسارع الزاوي والذي يُطلق عليه أيضًا تسارع الدوران. وحدته راديان / ثانية ^ 2. يمكن كتابة التسارع الزاوي (⍺) على النحو التالي ،

                                                                            ⍺ = dw / dt

حيث w هي السرعة الزاوية.

يحاول جسم متحرك دائمًا الاحتفاظ بسرعة ثابتة في مسار دائري ، لكن هذا لا يعني أنه يتحرك بسرعة ثابتة. مع تغير اتجاهه من وقت لآخر ، يتغير متجه السرعة (v) أيضًا من وقت لآخر. يُعرف معدل تغير السرعة (v) باسم تسارع الجاذبية. يتم توجيهه دائمًا نحو المركز. التعبير عن عجلة الجاذبية (أ) هو ،

                                                                                 أ = ت2/r

حيث r هو نصف قطر المسار الدائري.

التسارع الزاوي والتسارع الجاذب
تسارع الجاذبية من ويكيبيديا

هل التسارع الزاوي والعجلة المركزية متماثلان؟

لا ، الزاوي التسارع والجاذبية التسارع ليست هي نفسها. هم نوعان من الكميات المختلفة. على الرغم من وجود تشابه بينهما ، إلا أنهما ليسا متشابهين.

تشابه :

 التشابه هو أن التسارع الزاوي والتسارع المركزي كلاهما كميات متجهة.

الاختلافات:

الاختلافات أو الاختلافات بين هذه الزاوية التسارع والجاذبية التسارع مذكور أدناه:

  • لديهم فرق في وحداتهم. وحدة الزاوي التسارع راديان / ثانية 2 ووحدة الجاذبية المركزية التسارع متر / ثانية 2.
  • يرتبط التسارع الزاوي بالحركة الزاوية لجسم دوار حول محور ثابت بينما يرتبط التسارع الجاذب بحركة الجسم في مسار دائري.
  • التسارع الزاوي له اتجاه ثابت وهو اتجاه المحور ، أي اتجاه قاعدة المفتاح اللولبي بينما يتم توجيه التسارع المركزي نحو مركز المسار الدائري الذي يتغير من وقت لآخر.
  • التسارع الزاوي هو كمية مشتقة تتعلق بالحركة الزاوية لجسم ما ، لكن العجلة المركزية هي كمية خطية مشتقة.
  • عندما يدور جسم حول محور ثابت بسرعة زاويّة ثابتة (ث) ، يكون تسارعه الزاوي صفراً ولكن التسارع الجاذبي يكتسب قيمة محدودة مثل تسارع الجاذبية أ = ث2r أين ص هو نصف قطر المسار.

التسارع الزاوي والعجلة المركزية نفس العلاقة

لا ، التعبير أو علاقة التسارع الزاوي والتسارع الجاذب ليس هو نفسه.

نحن نعلم أن السرعة الزاوية (dw) = الإزاحة الزاوية / الوقت

                                                                      = (ϴ21) / (t-0)

ϴ1 هو موضع الجسيم الذي يتحرك حول محور ثابت في الوقت 0 ثانية و ϴ2 هو موضع الجسيم في الوقت t ثانية. هنا dϴ = (ϴ21) ، dt = (t-0)

                                                                   dw = dϴ / dt

من ثم التسارع الزاوي هو ، ⍺ = dw / dt

                                                                           = د / دت (دϴ / دت)

                                                                           ⍺ = د2ϴ / دينارا2

ومن ثم فإن وحداتهم مختلفة أيضًا. وحدة الزاوي التسارع راديان / ثانية ^ 2 ووحدة الجاذبية المركزية التسارع م / ث 2.

هل يؤثر التسارع الزاوي على تسارع الجاذبية؟

لا ، لا يؤثر التسارع الزاوي على قيمة التسارع الجاذبي لجسم يتحرك في مسار دائري ولكنه يؤثر على التسارع الخطي الكلي لذلك الجسم.

نحن نعلم أن قيمة عجلة الجذب المركزي (ac) هي ، ac = vt 2/ ص. أينt هي السرعة الخطية المماسية التي تساوي wr (w هي السرعة الزاوية و r نصف قطر ذلك المسار الدائري).

السبب الذي يرجع إلى إنتاج تسارع الجاذبية هو التغيير في اتجاه السرعة العرضية والتغير في حجمها هو السبب وراء إنتاج التسارع العرضي.

المماس التسارع والجاذبية التسارع أمر طبيعي دائمًا لبعضنا البعض. حجم إجمالي التسارع الخطي (أ) متجه لجسم صلب دوار حول المسار الدائري لنصف القطر r هو ،

                                                   a2 = أc 2 + وt 2

بالنسبة للحركة الدائرية المنتظمة للجسم ، تظل العجلة الزاوية صفراً. ومن هنا الخطي الكلي التسارع يعتمد على الجاذبية التسريع.

إجمالي التسارع الخطي من ويكيبيديا

الفرق بين تسارع الجاذبية والتسارع الزاوي

كانت الاختلافات التي تمت مناقشتها سابقًا تتعلق بالتعبير الرياضي والوحدات وما إلى ذلك لهذين التسارعين. لكننا الآن سنشتق هاتين العجلتين من خلال الأمثلة المقابلة لهما.

أمثلة على تسارع الجاذبية مذكورة أدناه:

ومن الأمثلة الشائعة جدًا حركة الحجر المرتبط بأحد طرفي الخيط. الآن إذا طبقنا قوة الجاذبية المركزية لتدوير الخيط ، فسنلاحظ أن الحجر يتحرك في مسار دائري واتجاه عجلة الجاذبية المركزية نحو المركز.

مثال آخر هو حركة الأرض حول الشمس. هنا قوة الجاذبية المطلوبة لهذه الحركة هي قوة الجاذبية.

فيما يلي أمثلة على التسارع الزاوي:

حركة ريش المروحة مثال على التسارع الزاوي.

مثال آخر هو ترتيب العجلة والمحور أو دوران عجلة دورة حول المحور الثابت.

كيف نحسب التسارع الزاوي من عجلة الجاذبية؟

صيغة تسارع الجاذبية هو،

                                                                                                 أ = ت2/r

الآن كلنا نعرف هذا الخطي السرعة والزاوية ترتبط السرعة w ببعضهما البعض من خلال العلاقة v = wr حيث r هو نصف قطر المسار. من هذا الصدد يمكن القول أن ، a = (wr) 2 / r

                                                                                                    = ث2.r2/r

                                                                                                    = ث2.r

إذا كانت قيم نصف القطر و تسارع الجاذبية متوفرة ثم يمكننا حساب السرعة الزاوية منها. نعلم أن العجلة الزاوية هي ، ⍺ = dw / dt.

ومن ثم من القيمة المحسوبة للسرعة الزاوية وقيمة الوقت المتوفرة في السؤال يمكننا حساب قيمة التسارع الزاوي.

في الختام

ناقشنا في هذه المقالة العلاقة بين التسارع الزاوي والتسارع المركزي ، وكيف يمكننا إيجاد التسارع الزاوي من عجلة الجاذبية ، واعتماد التسارع الزاوي على تسارع الجاذبية ، إلخ.

عنكيتا بيسواس

مرحباً ... أنا أنكيتا بيسواس. لقد حصلت على درجة البكالوريوس في الفيزياء بمرتبة الشرف وماجستير في الإلكترونيات. أعمل حاليًا مدرسًا للفيزياء في مدرسة ثانوية عليا. أنا متحمس جدًا لمجال فيزياء الطاقة العالية. أحب أن أكتب مفاهيم فيزيائية معقدة بكلمات مفهومة وبسيطة. دعنا نتواصل عبر LinkedIn:

آخر المقالات