ما هي سعة الحركة: كيفية حسابها


الحركة التوافقية البسيطة هي شكل من أشكال الحركة الدورية التي يتحرك فيها جسم أو جسيم حول موضعه المركزي. دعنا نعرف ما هي سعة الحركة.

في SHM ، عندما يتحرك الجسم حول نقطة ثابتة ، فإنه يغطي الإزاحة على جانبي النقطة. هذا الحد الأقصى للإزاحة التي يغطيها الجسيم أو الجسم يسمى سعة الحركة. هناك احتمال أن تكون سالبة ، والتي تظهر فقط الإزاحة في الاتجاه المعاكس.  

لقد رأينا جميعًا أو عرفنا أنه يبدأ في الاهتزاز لبضع ثوان عند ضرب وتر الجيتار. يتحرك أولاً من موضع توازنه إلى جانب واحد ثم ينتقل إلى الجانب الآخر من المرور إلى وضع التوازن. الآن ، هذه الحركة الكاملة ذهابًا وإيابًا للخيط هي الحركة الدورية.

هنا ينشأ شيء آخر عندما يبدأ الخيط في الاهتزاز ، تظهر قوة استعادة ، تعمل بشكل متناسب طرديًا مع إزاحة الجسيم. ومن ثم هذا بسيط مثال على التوافقية البسيطة اقتراح. 

في هذا المثال ، إزاحة الخيط على جانبي الموضع المركزي هو اتساعها. دعونا نفهمها بطريقة بسيطة. عندما نسير عبر الماضي ، تتأرجح أيدينا للأمام والخلف. الآن سيكون المدى الذي ترفع فيه يدك اتساعها.

ما هي سعة الحركة
الصورة الائتمان: Pixabay
ما هي سعة الحركة

نحن نعلم أن SHM هي معادلة موجية جيبية. ومن ثم يتم تمثيل حركة الجسيم على أنها الموجة الرسم التخطيطي.

في هذا الشكل ، يمكننا أن نرى أن الجسيم يقوم بإزاحة قصوى متساوية على كلا الجانبين. لذلك فإن المسافة XY هي سعة الحركة. الرمز الذي يرمز إلى السعة هو A ، وبما أنه مقياس للإزاحة ، فإن وحدته القياسية هي متر (م). يمكن أن يكون هناك وحدة أخرى أيضًا ، مثل السنتيمتر. 

كيفية حساب سعة الحركة

لقد فهمنا ما هي سعة الحركة الآن ؛ السؤال التالي الذي يطرح نفسه هو كيفية حساب سعة الحركة. الحركة التوافقية البسيطة هي أ دالة موجية جيبية؛ لذلك ، يمكن تمثيل معادلة SHM كدالة للجيب أو جيب التمام.

x = A sin (t + ϕ) أو x = A cos (t + ϕ)

هنا،

س هو إزاحة الموجة 

أ هي سعة الحركة

ω هو التردد الزاوي 

ر هي الفترة

ϕ هي زاوية المرحلة

من المعادلة أعلاه ، يمكننا حساب سعة من الحركة.

لنفترض أننا حصلنا على معادلة SHM على أنها x = 2sin (4t). الآن ، بمقارنة المعادلة بمعادلة الموجة الجيبية x = A sin (ωt + ϕ) ، نحصل على السعة بمقدار 2 متر.

ما هي سعة الحركة

في الشكل التالي ، يمكننا بسهولة حساب السعة. من الشكل ، السعة 5 م.

الأسئلة المتداولة (FAQs)

ما هي الحركة التوافقية البسيطة؟ 

في الفيزياء ، يمكن أن تتنوع الحركة ، مثل الحركة التوافقية والموجة والدائرية البسيطة. 

الحركة التوافقية البسيطة هي حركة ذهاب وإياب للجسيم أو الجسم. في هذه الحركة ، تعمل قوة الاستعادة بشكل غير مباشر متناسبًا مع السعة. مثال: الآلات الموسيقية ، القفز بالحبال ، إلخ. 

هل SHM هو نفس الحركة الدورية؟

الحركة الدورية هي الحركة التي يكرر فيها الجسم حركته على فترات منتظمة. 

الحركة التوافقية البسيطة هي حالة خاصة للحركة الدورية تظهر فيها ، عند الحركة ، قوة استعادة ، والتي تزيد أو تنقص مع سعة الحركة. 

ما هي سعة الحركة؟

لتحديد حركة توافقية بسيطة ، نستخدم بعض مفاهيم الفيزياء الأساسية. واحد منهم هو السعة. 

السعة هي أقصى إزاحة يكملها جسم أو جسيمات حول نقطتها المركزية. لنفترض أن ارتفاع الكرة يصل إلى 50 سم كحد أقصى ، ثم يصبح اتساع الكرة 50 سم

أعط مثالا على سعة الحركة.

سعة الحركة هي أقصى إزاحة لجسم متحرك. 

في الشكل أعلاه ، يمكننا أن نرى أن البندول يزيح على كلا الجانبين حتى النقطة A و B. لذلك ، تصبح المسافة OA و OB هي سعة البندول المتحرك. 

كيف تحسب سعة الحركة؟ 

الحركة التوافقية البسيطة هي دالة موجية جيبية. يمكن تمثيل معادلتها على أنها دالة sine أو دالة جيب التمام. 

يتم تمثيل معادلة SHM على النحو التالي:

x = A sin (t + ϕ) أو x = A cos (t + ϕ)

هنا،

س هو إزاحة الموجة 

أ هي سعة الحركة

ω هو التردد الزاوي 

ر هي الفترة

ϕ هي زاوية المرحلة

تستخدم المعادلة لحساب سعة الحركة. 

ما هي العوامل التي يعتمد عليها السعة؟

السعة تعتمد فقط على طاقة الجسم المتحرك. 

السعة تتناسب طرديًا مع الجذر التربيعي إذا كانت الطاقة مشتتة. كما أنه لا يعتمد على أي عامل آخر لـ SHM مثل التردد أو الفترة الزمنية.  

كيف السعة تؤثر على الحركة؟  

تتنوع قوة الاستعادة التي تظهر بشكل مباشر إلى سعة الحركة. 

يؤدي ارتفاع السعة إلى زيادة القوة ، مما يؤدي إلى زيادة التسارع. السعة ليس لها أي تأثير على التردد والزاوية تردد. لذلك السعة لا تؤثر على الحركة. 

ما هو رمز ووحدة سعة الحركة؟ 

اتساع الجسيم المتحرك هو المسافة بين النقطتين المركزية والنقطة المتطرفة.

يُشار إلى سعة الحركة بالرمز A لأنها مقياس الإزاحة ، وبالتالي وحدتها بالمتر. إنه يعطي فكرة عن المدى الذي يمكن أن يتحرك فيه الجسم واكتساب أعلى موضع.

ربيعة خالد

مرحباً ، أنا ربيعة خالد ، أتابع حاليًا درجة الماجستير في الرياضيات. كتابة المقالات هي شغفي وأنا أكتب بشكل احترافي منذ أكثر من عام حتى الآن. كوني طالب علوم ، لدي موهبة في القراءة والكتابة عن العلوم وكل ما يتعلق بها. إذا أعجبك ما أكتبه ، يمكنك التواصل معي على LinkedIn: https://www.linkedin.com/mwlite/in/rabiya-khalid-bba02921a في وقت فراغي ، أطلِق جانبي الإبداعي على لوحة الرسم. يمكنك التحقق من لوحاتي على: https://www.instagram.com/chronicles_studio/

آخر المقالات