النزوح في حركة دائرية: 9 حقائق (اقرأ هذا أولاً!)


في الميكانيكا ، نواجه حركة دائرية ، حيث تتحرك الأشياء على طول منحنى. دعونا نركز على الإزاحة في حركة دائرية.

على عكس الإزاحة الخطية ، وهي الفرق بين المواضع الأولية والنهائية ، تُعطى أهمية كبيرة في الحركة الدائرية للإزاحة الزاوية ، وهي مقياس لإزاحة الأجسام بوحدات الراديان. يعطي فكرة عن زاوية حركة الجسم على طول مسار دائري.

النزوح هو في الواقع كمية مادية مهمة في الميكانيكا. دعونا نحصل على فهم أعمق للإزاحة في سياق الحركة الدائرية.

هل الحركة الدائرية لها إزاحة؟

الإزاحة هي إحدى الكميات الفيزيائية التي نواجهها في الميكانيكا. يجب أن نستكشف ما إذا كانت الإزاحة ذات صلة بالحركة الدائرية.

الحركة الدائرية لها إزاحة. يُطلق على قياس أقل مسافة بين المواضع الأولية والنهائية للحركة الإزاحة ، ويتم تحديدها كميًا عن طريق تحديد كل من الحجم والاتجاه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإزاحة الزاوية لها صلة في سياق الإزاحة الدائرية.

بالنسبة لجسم في حركة دائرية ، فإن المقدار الصافي للإزاحة الخطية عند إكمال دائرة واحدة هو صفر. ومع ذلك ، فإن الإزاحة الزاوية تعطي قياسًا للزاوية التي تغطيها حركة الجسم على طول الدائرة. تُعطى الإزاحة الزاوية بوحدة قياس الزاوية ، أي الراديان أو الدرجات.

كيف يكون للحركة الدائرية الإزاحة؟

الحركة الدائرية هي التغيير في موضع أو حركة كائن على طول مسار منحني أو دائرة. دعونا نفحص كيف أن الحركة الدائرية لها إزاحة.

تأتي الحركة الدائرية بإزاحة خطية وزاوية. بالنسبة لحركة الجسم على طول دائرة ، يتم تغطية زاوية معينة أثناء تحركه من نقطة إلى نقطة أخرى ، وبالتالي تأتي الإزاحة الزاوية. إذن ، الحركة الدائرية لها إزاحة زاوية مقدارها 360 درجة عندما تكمل دائرة واحدة.

لماذا الحركة الدائرية لها إزاحة؟

الجسم في حركة دائرية يغير موقعه بالنسبة للوقت. دعونا نلقي نظرة على سبب كون الإزاحة جزءًا من الحركة الدائرية.

الحركات الدائرية لها إزاحة لأن الجسم يغير موضعه من نقطة إلى أخرى وفي كل موضع توجد سرعة خطية محدودة يتغير اتجاهها دائمًا. لا توجد سرعة بدون إزاحة.

السرعة الخطية هي مقياس الإزاحة لكل وحدة زمنية. أثناء حركة كائن في مسار دائري ، تُعطى السرعة عند نقطة على طول حركته من خلال توجيه الظل على طول اتجاه الحركة.

متى يكون للحركة الدائرية إزاحة؟

من المعروف عمومًا أن الجسم المتحرك به إزاحة ، لكن دعونا نناقش المواقف التي يكون فيها لحركة دائرية إزاحة.

الحركة الدائرية لها إزاحة عندما يتحرك الجسم على طول المسار الدائري ويتوقف عند أي نقطة غير الموضع الأولي. ومع ذلك ، هناك قيمة محددة للإزاحة الزاوية عندما يكون الجسم في حالة حركة.

دائمًا ما يكون للكائن المتحرك قيمة إزاحة ما لم يكن موضعه الأولي والنهائي متماثلين. ولكن حتى عندما يكمل الجسم دائرة واحدة ، فإن قيمة الإزاحة الزاوية لا تساوي صفرًا وتساوي 2π راديان أو 360 درجة.

كيف تجد الإزاحة الدائرية؟

الإزاحة في حركة دائرية هي كمية مادية مهمة. دعنا نستكشف طرق إيجاد الإزاحة في حركة دائرية.

  • يمكن إيجاد الإزاحة الخطية بطول الوتر بين الموضعين الابتدائي والنهائي.
  • لتحديد الإزاحة الزاوية ، لدينا الصيغة θ = ق / ص
  • أين، θ = الإزاحة الزاوية (بالدرجات أو الراديان) ، s = طول القوس أو المسافة التي يقطعها الجسم ، r = نصف قطر الدائرة

يوضح الشكل الحركة الدائرية والجسيم يتحرك من الموضع A0 إلى أ (ر). يمكن الحصول على الإزاحة الخطية من خلال قياس قطعة مستقيمة تربط بين النقطتين. تُعطى الإزاحة الزاوية بقيمة θ.

متى يكون الإزاحة صفرًا في حركة دائرية؟

هناك حالات يكون فيها الجسم متحركًا ، لكن الإزاحة تساوي صفرًا. دعونا نحلل المواقف التي يكون فيها الإزاحة صفرًا في حركة دائرية.

في حركة دائرية ، الإزاحة تساوي صفرًا عندما يبدأ الجسم حركته من نقطة معينة ، ويتحرك على طول مسار دائري ، ويصل أخيرًا إلى نفس الموقف الأولي. مثال آخر يمكن أن تكون فيه الإزاحة صفرًا وهي عندما يكون الجسم في حالة راحة ولا يغير موضعه.

يبقى الإزاحة صفرًا بغض النظر عن عدد الدورات التي تم إكمالها من الموضع الأولي إلى الموضع النهائي.

ما اتجاه الإزاحة في حركة دائرية؟

يتم قياس الإزاحة ، وهي كمية متجهة ، من حيث الحجم والاتجاه. دعونا نحصل على وصف موجز لاتجاه الإزاحة في حركة دائرية.

يتم تحديد اتجاه الإزاحة الزاوية في حركة دائرية بواسطة قاعدة إبهام اليد اليمنى. وبالمثل ، من الموضع الأولي إلى الموضع النهائي هو اتجاه الإزاحة الخطية في أي حركة ، وبالتالي في حركة دائرية.

بالتوافق مع قاعدة الإبهام اليمنى ، يشير الإبهام في اتجاه الإزاحة الزاوية إذا كانت أصابع اليد اليمنى تتجعد في نمط دائري حول اتجاه الحركة. إذا كانت الأصابع ملتوية في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة ، فإن الإزاحة الزاوية تكون موجبة والعكس صحيح.

مشكلة النزوح في الحركة الدائرية

يكمل الجسم ثلاثة أرباع المسار في حركة دائرية. أوجد إزاحته الخطية والإزاحة الزاوية إذا كان نصف القطر يساوي 7 سم ومحيطه 44 سم.

حل:

إذا كان محيط الدائرة = ٤٤ سم

نصف قطر الدائرة r = 7 سم

يكمل الجسم مسافة ثلاثة أرباع. هذا يعني أن الكائن ينتقل من A إلى B عبر المسار المنحني. وبالتالي ، ستكون المسافة المقطوعة

ق = (3/4) × 44 سم

الإزاحة في حركة دائرية
الشكل 1

بما أن الإزاحة هي أقصر طريق بين النقطة الأولية (أ) والنقطة الأخيرة (ب) ،

لذلك ، من الشكل ، فإن الإزاحة هي أقصر مقطع خط أزرق اللون AB

إذا كان مركز الدائرة هو O ، إذن

بواسطة نظرية فيثاغورس ،

AB = [OA2 + OB2] (1 / 2) cm

AB = [72 + 72] (1 / 2) cm

AB = 7 × 2(1 / 2) cm

AB = 9.899 سم

يتم إعطاء الإزاحة الزاوية بواسطة

θ = ق / ص

θ = (3/4) × (44/7)

θ = 1.5 π راديان

ولذلك، الإزاحة الخطية = 9.899 cm موجه من A إلى B على طول الخط الذي يربط A و B.

الإزاحة الزاوية = + 4.71 راديان لأن اتجاه الحركة عكس اتجاه عقارب الساعة.

في الختام

بشكل عام ، تعاملنا مع الإزاحة في حركة دائرية ، والتي تتضمن الإزاحة الخطية والزاوية. ناقشنا الحقائق حول متى وكيف تكون قيمة الإزاحة صفرًا وغير صفرية.

ديكشا دينيش

مرحبًا ، أنا Deeksha Dinesh ، أتابع حاليًا التخرج في الفيزياء مع تخصص في مجال الفيزياء الفلكية. أحب تقديم المفاهيم بطريقة أبسط للقراء.

آخر المقالات

رابط إلى هل يمكن أن يكون المجال الكهربائي سالبًا؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل يمكن أن يكون المجال الكهربائي سالبًا؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

المجال الكهربائي هو منطقة محاطة بجسيم مشحون. في هذه المقالة ، سنناقش ما إذا كان هذا الحقل يمكن أن يكون سالبًا أم لا اعتمادًا على الشحنة. لا يمكن للمجال الكهربائي أبدًا ...

link to هل الطاقة الحرارية الأرضية متجددة أم غير متجددة؟ 7 حقائق

هل الطاقة الحرارية الجوفية متجددة أم غير متجددة؟ 7 حقائق

بناءً على انقراض مصادر الطاقة ، فإننا نستمد الطاقة على أنها متجددة وغير متجددة. دعونا نناقش الطاقة الحرارية الأرضية المتجددة أو غير المتجددة. الطاقة الحرارية الأرضية متجددة. و ...