ما هي الحركة النسبية: أمثلة ، مفاهيم شاملة ، مشاكل ، أسئلة وأجوبة


 

ما هي الحركة النسبية؟

الحركة النسبية هي الحركة بين جسمين متفاعلين يتم تعريفهما على أنهما

"حركة الجسم تتحرك بالنسبة لجسم آخر إما يتحرك أو في حالة راحة ، وهو ما يعرف بالحركة النسبية بين كلا الجسمين المتفاعلين."

أمثلة على الحركة النسبية

لنأخذ أحد الأمثلة التي تشرح معنى الحركة النسبية بين جسمين.

لنفترض أنك تسافر مع ركاب آخرين في قطار يتحرك بسرعة 40 كم / ساعة. هل لاحظت أنك تبدو ثابتًا للركاب الآخرين؟ ولكن إذا رآك شخص ما من خارج القطار ، فإن حركتك تبدو مشابهة لسرعة القطار بالنسبة له.

ستساعدنا نظرية الحركة النسبية في فهم سبب اختلاف هذه الحركات باختلاف المراقبين.

اشرح ما هي الحركة النسبية بالأمثلة والمشكلات
أمثلة توضح "ما هي الحركة النسبية؟"

كل الحركات لها مظاهر أو منظورات مختلفة ونحن نراها من إطارات مختلفة. ومن ثم ، عندما يتفاعل جسمان ، تصف تلك الإطارات المختلفة الحركة بين الأجسام المتفاعلة على أنها "حركة نسبية". 

ما هي نظرية الحركة النسبية؟

هل الحركة تعني نسبي؟

عندما يتفاعل جسمان متحركان مع بعضهما البعض ، يمكننا القول أن حركتهما نسبية. لكن السؤال التالي هوقريب لمن؟'، 

قد تبدو حركة جسمين متحركين مختلفة بالنسبة لمراقبين مختلفين بناءً على الإطارات التي لاحظوها. لذلك ، فإن حركتهم تتعلق بإطارات المراقب.

لماذا هو نسبي الحركة؟

الحركة النسبية هي تقدير حركة الجسم فيما يتعلق بالأجسام الأخرى المتحركة أو الثابتة. هذا يعني أن الحركة لم يتم تحديدها بالرجوع إلى الأرض ولكن مع الجسم المتحرك الآخر على الأرض.
لفهم حركة الجسم المتحرك ، نحتاج إلى ملاحظتها من إطارات محددة - لنقول أن حركة الجسم مرتبطة بهذا الإطار.

دعنا نوضح أنه أثناء تحديد "الحركة النسبية" ، يجب أن نأخذ في الاعتبار الأشياء الثلاثة:

  • جسدين متفاعلين
  • حركات الجثث
  • إطار المراقب

الحركة المطلقة مقابل الحركة النسبية

الحركة المطلقةالحركة النسبية
عندما تُلاحظ حركة الجسم من نقطة ثابتة ، يُقال إنها حركة مطلقة.عندما لا تكون هناك نقطة ثابتة لمراقبة حركة الجسم ، يقال إنها حركة نسبية.
لا يتغير وضع الجسم بمرور الوقت.يختلف وضع الجسم مع مرور الوقت.

اشرح ما هي الحركة المطلقة والنسبية مع المثالs?

المركبات المتحركة:

افترض أنك تقف على جانب الطريق وتراقب جميع المركبات الأخرى التي تمر بها. هنا أنت المراقب وموقفك لا يتغير.

ومن ثم ، فإن حركة المركبات مطلق لأن موقف المراقب لا يتغير مع مرور الوقت.

لكن عندما تسافر في سيارة ، فإنك تشاهد مركبات أخرى تمر من نافذة السيارة. ربما لاحظت أن المركبات تتحرك ببطء أمامك ؛ على الرغم من أنك تعرف سرعاتهم الفعلية ، إلا أنها عالية جدًا.

يحدث هذا بسبب الحركة النسبية بين سيارتك والمركبات الأخرى حيث يتغير موقع المراقب مع مرور الوقت.

الراحة والحركة هما مصطلحان نسبيان يتم شرحهما بالأمثلة

عندما لا يتغير وضع الجسم مع الوقت ، نقول إن الجسد في مكانه 'راحة'. في حين أن وضع الجسم يختلف مع الوقت ، نقول أن الجسد في 'اقتراح'.

يعتمد التغيير في وضع الجسم على محيطه. أو لنكون أكثر تحديدًا ، يتم تحديد بقية الجسم وحالة الحركة فيما يتعلق بمحيطه.

الكتاب على الطاولة:

إن وضع الكتاب على الطاولة لا يتغير فيما يتعلق بالطاولة نفسها. هنا ، يمكننا القول أن الكتاب موجود في بقية أو ثابتة فيما يتعلق بالجدول. 

ولكن عندما حمل شخص الكتاب وابتعد عن الطاولة ، تغير وضع الكتاب. حتى الآن يمكننا القول أن الكتاب موجود اقتراح أو يتحرك بالنسبة للطاولة.

تعتبر الراحة والحركة نسبيًا حيث أن الجسد في حالة راحة بالنسبة لجسم آخر قد يكون في حالة حركة فيما يتعلق بجسم آخر.

شخص يرتدي منطاد هواء ساخن:

للحصول على مزيد من اليقين بشأن هذا البيان ، دعنا نأخذ حالة أنك تقف على الأرض وتراقب شخصًا آخر يسافر في منطاد الهواء الساخن.

هنا ، يظهر الشخص الذي يسافر في البالون متحركًا فيما يتعلق بك أو بالأرض. لكن نفس الشخص في حالة راحة فيما يتعلق بالبالون المتحرك.

كيف الراحة والحركة النسبية؟

يرتبط موضع الكائن بحالة الراحة والحركة على النحو التالي:

  • إذا كان المراقب في حالة راحة أو ثابتًا في إطاره المرجعي ، فيجب أن يكون ذلك المراقب في حالة حركة إلى الإطار المرجعي لمراقب آخر.
  • إذا لم يكن كلا المراقبين في حالة راحة أو ثبات فيما يتعلق ببعضهما البعض ، فإنهما يحصلان على نتائج مختلفة.
  • استنادًا إلى الإطار المرجعي أو المنظور للمراقب ، يرتبط كل من الراحة والحركة.

الحركة النسبية والإطار المرجعي

تم تقديم مفهوم الإطار المرجعي لمناقشة الحركة النسبية بين هيئتين. أثناء تحديد السرعة المحددة للجسم المتحرك ، نشير إلى السرعة فيما يتعلق بإطار أو منظور معين كإطار مرجعي.

في مثال الركاب في القطار ، نقول إن الركاب الذين يسافرون في القطار يتحركون بالنسبة إلى الأرض. ومن ثم ، فإن الإطار المرجعي هو الأرض.
لكن عندما نفكر في الكون الخارجي حيث تدور الأرض حول الشمس في مدارها ، فإن الإطار المرجعي هو النظام الشمسي.

ما هو معنى الإطار المرجعي؟

يمكن تعريف الإطار المرجعي أو الإطارات المرجعية على أنه

"مجموعة من أنظمة الإحداثيات التي توضح الحركة النسبية بين جسمين متفاعلين من خلال قياس موضعهما وسرعتهما وتسارعهما." 

  • تحدد مجموعة من ثلاثة إحداثيات (x ، y ، z) حركة الجسم في الفضاء.
  • تحدد مجموعة من ثلاثة إحداثيات (x ، y ، z ، t) حركة جسم في أي حال.
يستخدم المراقب O في هذا الإطار الإحداثيات (x ، y ، z ، t) لوصف حدث في الزمكان ، يظهر كنجمة. (ائتمان الصورة: ويكيبيديا)

اعتمادًا على حركة الكائن ، يمتلك إطار المراجع مجموعتين على النحو التالي:

  1. الإطار المرجعي بالقصور الذاتي 
  2. أطر مرجعية غير بالقصور الذاتي

الإطار المرجعي بالقصور الذاتي مقابل الإطار المرجعي غير بالقصور الذاتي

الإطار المرجعي بالقصور الذاتيالإطار المرجعي غير بالقصور الذاتي
الإطار المرجعي حيث يظل الجسم مستقرًا أو يتحرك خطيًا بحركة ثابتة ما لم تؤثر عليه قوى خارجية.إطار مرجعي يتحرك في حركة دائرية أو خطية مع إطارات مرجعية أخرى بالقصور الذاتي.
قوانين نيوتن للحركة على الجسم صالحة.قوانين نيوتن للحركة على جسم ما غير صالحة.
عجلة الإطار تساوي صفرًا.تسارع الإطار غير صفري.

الحركة النسبية في 1D و 2 D

لنأخذ أمثلة الحركة النسبية التي تشرح مفاهيم الحركة النسبية في بعدين واحد أو بعدين.

اتجاه تحريك السيارة:

أثناء السفر في السيارة ، عندما تنظر من النافذة ، ترى مركبات أخرى تسير في نفس الاتجاه وبحركة متساوية جنبًا إلى جنب مع حافلتك. نظرًا لأن الحركة النسبية بينكما فيما يتعلق بهذه المركبات هي صفر ، فأنت تعتقد أن هذه المركبات لا تتحرك. لكن عندما ترى شجرة ثابتة أو أعمدة إنارة بالنسبة إلى الأرض ، فإنك تدرك أنها تتحرك نحوك.
هذه التصورات ناتجة عن الحركة النسبية بين مشاكل الجسمين ، وأنت المراقب في هذه الحالة.

اشرح ما هي الحركة النسبية في بعد واحد

نظرًا لأن الحركة أحادية البعد ، فإن جسمين يتحركان بشكل مستقيم في نفس الاتجاه أو الاتجاه المعاكس. نقدم أولاً الحركة النسبية بين جسمين متفاعلين في بُعد واحد.

السرعة النسبية في حركة ذات بعد واحد

لنأخذ حالة رجل يسافر في قطار باتجاه الغرب. نختار الغرب باعتباره اتجاه الموقع والأرض كإطار مرجعي. لذا فإننا نتعامل مع سرعة القطار المتحرك بالنسبة إلى الأرض مثل VTE، حيث يشير Subscript TW إلى "Train to Earth".

يسير الرجل باتجاه الشرق داخل القطار ، مما يدل على سرعة الرجل على شكل V.MT بالنسبة للإطار المرجعي للقطار المتحرك. لاحظ أن قيمة السرعة VMT سلبي حيث يتحرك الرجل في الاتجاه المعاكس للقطار.

ما هي الحركة النسبية في الصيغ ذات البعد الواحد؟

يمكن الحصول على صيغ الحركة النسبية في بعد واحد عن طريق إضافة متجهي السرعة. لذلك فإن سرعة الرجل بالنسبة إلى الأرض VME اعطي من قبل،

[اللاتكس] \ vec V_ {ME} = \ vec V_ {MT} + \ vec V_ {TE} [/ لاتكس] ..................... .. (1)

ما هي صيغة الحركة النسبية؟

رياضيا ، صيغة الحركة النسبية بين جسمين متفاعلين هي فرق المتجه بين سرعاتهما.

إذا كان V.1 هي سرعة الجسم 1 و V.2 هي سرعة جسم آخر 2.

السرعة النسبية من الجسم 1 المتحرك بالنسبة إلى 2 هو

V12 = الخامس1 - ف2 ………………….(أ)

وبالمثل ، فإن السرعة النسبية للجسم 2 تتحرك بالنسبة إلى 1 هي

V21= الخامس2 - ف1 ……………….(ب)

السرعة النسبية بين الأجسام المتفاعلة 1 و 2 هي سرعة ظهور الجسم 1 لمراقب على الجسم 2 والعكس صحيح.

اشرح ما هي الحركة النسبية بالأمثلة والمشكلات
صيغ الحركة النسبية في بعد واحد

اشرح ما هي الحركة النسبية في بعدين

دعنا نطبق مفهوم وصف حركة جسمين متفاعلين في بعدين. اعتبر النقطة P كجسيم متحرك و S و S 'كإطارين من المراجع

ما هو مثلث الحركة النسبية؟

مثلث الحركة النسبية هو شكل مثلث - يوضح الحركة النسبية بين الأجسام في بعدين.

اشرح ما هي الحركة النسبية بالأمثلة
مثلث الحركة النسبية
(صورة الائتمان: التجويف)

اشتق معادلة الحركة النسبية لمشكلة جسدين

وفقًا لشكل مثلث الحركة النسبية ، فإن الموضع المقاس لإطار S فيما يتعلق بإطار S هو [اللاتكس] \ vec r_ {S'S} [/ اللاتكس] ، في حين أن موضع الجسيم P فيما يتعلق بإطار S هو [اللاتكس ] \ vec r_ {PS '} [/ latex] وفيما يتعلق بإطار S هو [اللاتكس] \ vec r_ {PS} [/ اللاتكس]

من شكل مثلث الحركة النسبية ، نحصل عليه

[اللاتكس] \ vec r_ {PS} = \ vec r_ {PS '} + \ vec r_ {S'S} [/ اللاتكس]

سرعات الجسيم والأطر المرجعية هي مشتقات زمنية لمتجهات موقعها ، لذلك ،

[اللاتكس] \ vec V_ {PS} = \ vec V_ {PS '} + \ vec V_ {S'S} [/ اللاتكس]

المعادلة أعلاه تقول ذلك

السرعة النسبية بين الجسيم P والإطار S تساوي مجموع السرعات النسبية بين الجسيم P والإطار S '، وكلا الإطارين S' و S.

دعونا نرى كيف تسارع الجسيم P إلى إطارين مرجعيين ، S و S:

[اللاتكس] \ vec a_ {PS} = \ vec a_ {PS '} + \ vec a_ {S'S} [/ اللاتكس]

هنا ، نرى أنه إذا كانت السرعة النسبية بين الإطار S 'و S ثابتة ، [اللاتكس] \ vec a_ {S'S} = 0 [/ اللاتكس]. وبالتالي،

[اللاتكس] \ vec a_ {PS} = \ vec a_ {PS '} [/ اللاتكس]

تحليل الحركة النسبية

  • تشمل الحركة النسبية جميع جوانب الحركات مثل السرعة أو السرعة أو التسارع.
  • لوصف حركة الجسم ، يجب تحديد الإطارات المرجعية من حيث موضع الجسم وسرعته وتسارعه.
  • يتم ملاحظة الحركة النسبية للجسم من إطار مرجعي معين وتختلف فيما يتعلق باختيار الإطار المرجعي.
  • عندما يتحرك كلا الإطارين المرجعيين ، S و S ، نسبيًا بسرعة ثابتة ، فإن تسارع الأجسام التي لوحظت من كلا الإطارين المرجعيين متساوية.

ما هي العلاقة بين وقت المركز والحركة؟

يوضح الرسم البياني للموضع والوقت العلاقة بين الحركة وموضع الجسم من خلال توضيح مقدار تحركه من موضع إلى آخر في وقت معين.

ثم يحسب ميل الرسم البياني للموضع والوقت حركة الجسم.

موقف الوقت الرسم البياني

موقف الوقت الرسم البياني

متوسط ​​سرعة الجسم المتحرك يساوي التغيير في موضعه لكل تغيير مناظر في الوقت.

هنا ، يتم تمثيل التغيير في الموقف بـ Δs ، و t يمثل تغييرًا في الوقت.

ولذلك،

[اللاتكس] v = \ triangle s / \ triangle t [/ latex] …………………… (2)

من صيغة متوسط ​​السرعة ، يمكننا اشتقاق معادلات الحركة المختلفة.

تعطي المعادلة الأولى لاشتقاق الحركة العلاقة بين

دعنا نشتق أول معادلة للحركة والتي تعطي العلاقة بين السرعة والوقت.

العجلة على الجسم المتحرك تساوي التغير في سرعته لكل تغير مناظر في الزمن.

[اللاتكس] a = \ triangle v / \ triangle t [/ latex] …………………… (3)

دعنا نوسع Δv إلى vv0 وتكثف Δt إلى t. 

أين0 هي السرعة الابتدائية للجسم ، و v هي السرعة النهائية للجسم.

[لاتكس] أ = v-v_ {0} / t [/ لاتكس] ............. .. (4)

لنحل المعادلة أعلاه لـ v كدالة لـ t.

[اللاتكس] v = v_ {0} + at [/ latex] ……… .. (5)

تُعرف المعادلة (5) باسم المعادلة الأولى للحركة من حيث العلاقة بين السرعة والزمن.

المعادلة الثانية لاشتقاق الحركة تعطي العلاقة بين

دعنا نشتق المعادلة الثانية للحركة التي تعطي العلاقة بين الموضع والوقت.

قم بتوسيع Δs إلى ss0 وتكثف Δt إلى t. 

وبالتالي ، فإن المعادلة (2) يصبح ،

[لاتكس] v = s-s_ {0} / t [/ لاتكس] ……… .. (6)

نحصل على حل المعادلة أعلاه من حيث الموضع

[لاتكس] s = s_ {0} + vt [/ لاتكس] ……… .. (7)

وفقا ل قاعدة ميرتون,

"عندما يكون معدل التغير في أي كمية مادية ثابتًا ، فإن متوسط ​​قيمة تلك الكمية المادية هو نصف قيمها الأولية والنهائية."

[اللاتكس] v = (v + v _ {_ {0}}) / 2 [/ لاتكس] ............. .. (8)

استبدل معادلة الحركة (5) في المعادلة أعلاه (8) وتبسيطها بحذف v ، نحصل على

[اللاتكس] v = [(v_ {0} + at) + v_ {0}] / 2 [/ latex] والذي يعطي ،

[اللاتكس] v = v_ {0} + at / 2 [/ اللاتكس] ............. .. (9)

استبدال المعادلة (9) في المعادلة (7) للقضاء على 

[اللاتكس] s = s_ {0} + (v_ {0} + at / 2) \ ast t [/ اللاتكس]

وأخيرا، 

[لاتكس] s = s_ {0} + (v_ {0} t + at ^ {2} / 2) [/ لاتكس] ……… (10)

اكتب معادلة الحركة من حيث الموقف الزمني للعلاقة

التغيير في الموقف (ss0) يسمى الإزاحة. 

وبالتالي ، فإن المعادلة (10) يصبح ،

[اللاتكس] \ triangle s = v_ {0} t + at ^ {2} / 2 [/ اللاتكس] ……… .. (11)

تُعرف المعادلة (11) باسم المعادلة الثانية للحركة من حيث العلاقة بين المكان والزمان.

كيف ترتبط الحركة الخطية والحركة الزاوية؟

الحركة الخطية مقابل الحركة الزاوية

حركة خطيةالحركة الزاوية
إنها حركة انتقالية للجسم في مسار مستقيم من موضع إلى آخر.إنها حركة دورانية للجسم حول محور المركز في اتجاه دائري.
الوحدة متر في الثانية.الوحدة راديان في الثانية.
يُشار إلى الإزاحة الخطية على أنها 's'يُشار إلى الإزاحة الزاوية بـ "θ"
يشار إلى السرعة الخطية على أنها "v"السرعة الزاويّة يُشار إليها بالحرف "w"
يُشار إلى التسريع الخطي على أنه "أ"يشار إلى التسارع الزاوي "α"
الحركة الخطية والزاوية
الحركة الخطية مقابل الحركة الزاوية
(صورة الائتمان: ماك جراو هيل)

العلاقة بين الحركة الخطية والزاوية

يمكننا تعويض الكميات الزاوية في صيغ الحركة الخطية للحصول على صيغ الحركة الزاوية.

يوفر المعادلة (2) يمكن إعادة كتابتها كـ ،

[اللاتكس] w = \ triangle \ theta / \ triangle t [/ latex] ………………. (12)

نضرب كلا الجانبين في نصف القطر r نحصل عليه ،

[اللاتكس] rw = r \ triangle \ theta / \ triangle t [/ latex]

يمثل المصطلح rΔθ المسافة الإجمالية (Δs = ss0) يقطعها الجسم يتحرك في دائرة نصف قطرها r.

[اللاتكس] rw = \ triangle s / \ triangle t [/ latex]

لاحظ أن معادلة الجانب الأيمن هي صيغة السرعة الخطية (v).

ومن ثم ، يمكن كتابة العلاقة بين السرعة الخطية والسرعة الزاوية على النحو التالي ،

[اللاتكس] rw = v [/ اللاتكس]

كيف ترتبط الحركة الدائرية المنتظمة والحركة التوافقية البسيطة؟

معنى الحركة الدائرية الموحدة

  • عندما يدور الجسم أو يدور بحركة ثابتة على طول مسار دائري ، يُقال إن الجسم في "حركة دائرية موحدة (UCM)".
  • عندما يحدد الجسم حركة دائرية ، يتغير اتجاهها باستمرار ، وتظل المسافة الإجمالية التي يقطعها الجسم من مركز المحور ثابتة في جميع الأوقات.

معنى الحركة التوافقية البسيطة

  • إنه نوع خاص من الحركة الدورية للجسم حيث يتحرك ذهابًا وإيابًا بشكل متكرر مع حركات متفاوتة حول متوسط ​​الموضع.
  • قوة استعادة تعمل على الجسم المسؤولة عن حركته الدورية ذهاباً وإياباً.

العلاقة بين الحركة التوافقية البسيطة (SHM) والحركة الدائرية المنتظمة (UCM)

دعنا نوضح طريقة بسيطة تربط بين الحركة الدائرية المنتظمة والحركة التوافقية البسيطة.

حركة دورية بسيطة باستخدام حركة دائرية منتظمة
(صورة الائتمان: التجويف)

يوضح الشكل أن الكرة متصلة بصينية دوارة رأسية تدور في اتجاه دائري بسرعة زاوية w. نظرًا لأن مصدر الضوء يضيء من الأعلى ، فإن ظلال الكرة تُسقط على الأرض. 

عندما تتحرك الكرة في الجزء العلوي من القرص الدوار ، تبدأ نتوءاتها في التحرك نحو اليسار. عندما تتحرك الكرة في الجزء السفلي من القرص الدوار ، تبدأ نتوءاتها في التحرك نحو اليمين.

ومن ثم ، فإن الكرة تتأرجح بسرعة v من اليسار إلى اليمين ، ومرة ​​أخرى من اليمين إلى اليسار من الموضع x تظهر حركتها جيئة وذهابا ، والتي تسمى الحركة التوافقية البسيطة.

موضع الكرة عندما تقوم بحركة توافقية بسيطة:

[اللاتكس] x = Acos \ theta [/ latex] ………………… (*)

حيث A هي السعة و هي الإزاحة الزاوية للكرة.

حسب المعادلة (12)، [اللاتكس] \ theta = wt [/ اللاتكس]

تصبح المعادلة أعلاه ،

[اللاتكس] x = Acoswt [/ اللاتكس]

في الحركة التوافقية البسيطة ، السرعة الزاوية w تساوي 2π راديان لكل وحدة وقت دورة واحدة.

وهذا يعني ، [اللاتكس] w = 2 \ pi / T [/ latex]

نحصل على استبدال قيمة w

[اللاتكس] x (t) = cos (2 \ pi t / T) [/ اللاتكس] ………………… (13)

كيف يرتبط التردد والفترة في الحركة التوافقية البسيطة?

التردد والفترة المرتبطة بالحركات التوافقية البسيطة على النحو التالي:

بما أن الحركة التوافقية البسيطة هي تذبذب متكرر ،

[اللاتكس] f = 1 / T [/ اللاتكس]

ولذلك، فإن المعادلة (13) يصبح ،

[اللاتكس] x (t) = cos2 \ pi قدم [/ اللاتكس]

المعادلة أعلاه هي نفس معادلة SHM.

الحركة التوافقية البسيطة (SHM) هي إسقاط UCM في اتجاه واحد.

كيف يرتبط القصور الذاتي بالحركة؟

القصور الذاتي هو ميل الجسم الطبيعي لمقاومة أي تغيرات في سرعته.

كيف يرتبط القصور الذاتي بقانون نيوتن الأول للحركة؟

على الرغم من أن قوانين نيوتن للحركة تناسب الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، إلا أن نيوتن لم يحدد بوضوح نظريات الإطارات القصورية. لكن الأطر المرجعية بالقصور الذاتي هي نتيجة طبيعية لقانون نيوتن الأول للحركة بسبب صافي القوة الخارجية.

قانون نيوتن الأول للحركة

"يظل الجسم في حالة سكون أو يتحرك بحركة ثابتة ما لم تكن هناك قوة صافية تؤثر عليه."

رياضيا ، F = أماه

يعتمد قصور الجسم على كتلته ؛ يجب التغلب عليه بقوة خارجية صافية (ملغ) تعمل على الجسم لتغيير سرعته لتسريع الجسم. كلما زادت كتلة الجسم ، زادت القوة الخارجية الصافية المطلوبة لتحريك هذا الجسم.

مفهوم القصور الذاتي يؤدي إلى فكرة الإطار المرجعي بالقصور الذاتي من حيث الحركة النسبية بين حركتين شاء.

قانون نيوتن الأول للحركة الذي يشرح علاقة القصور الذاتي للموضوع بحركته ؛ يُعرف أيضًا باسم "قانون القصور الذاتي".

اشرح قانون نيوتن الأول للحركة بالمثال
يربط قانون نيوتن الأول للحركة القصور الذاتي بالحركة

كيف يربط قانون نيوتن الثاني للحركة بين القوة والتسارع؟ 

قانون نيوتن الثاني للحركة

"قوة صافية تعمل على أي جسم لتغيير زخمه بمرور الوقت".

اشتق العلاقة الرياضية لقانون نيوتن الثاني للحركة

رياضيا يمكن كتابة قانون نيوتن الثاني للحركة ،

[اللاتكس] F_ {net} = \ triangle P / \ triangle t [/ latex] ……… (14)

حيث ، ΔP هو التغير في زخم الجسم = PP0

P0 هو الزخم الأولي في الوقت الأولي t0 و P هو الزخم النهائي في الوقت النهائي t للجسم

صيغة الزخم هي P = mv

حل المعادلة (14),

[اللاتكس] F_ {net} = P - P_ {0} / t - t_ {0} [/ اللاتكس]

صيغة استبدال الزخم ،

[اللاتكس] F_ {net} = mv-mv_ {0} / tt ^ {_ {0}} [/ اللاتكس]

[اللاتكس] F_ {net} = m [v-v_ {0} / tt ^ {_ {0}}] [/ اللاتكس]

[اللاتكس] F_ {net} = m [\ triangle v / \ triangle t] [/ latex]

حيث [اللاتكس] \ triangle v / \ triangle t [/ latex] هو التسارع "a" للجسم

لذلك ، يمكن كتابة [اللاتكس] F_ {net} = ma [/ latex] من حيث التسارع كما يلي ،

[اللاتكس] أ = F_ {net} / م [/ اللاتكس] ……. (15)

يتعلق قانون نيوتن الثاني للحركة بتسريع الكائن بـ

المعادلة (15) أيضًا قانون نيوتن الثاني للحركة والذي يربط القوة بالتسارع على النحو التالي:

"إن تسارع الجسم يتناسب طرديًا مع صافي قوته المطبقة على الجسم ويتناسب عكسًا مع كتلته."

يقول قانون نيوتن الثاني للحركة أنه عندما تؤثر القوة الخارجية الصافية على الجسم ، فإنها تسبب تغييرًا في سرعته. يُعرف هذا التغيير في السرعة بمرور الوقت بأنه يتم تسريع الجسم. يشير التسارع إلى إبطاء أو تسريع الكائن وتغيير اتجاه الحركة.

لتسريع الجسم من السكون إلى بعض السرعة ، تحتاج إلى صافي قوة خارجية. القوة الخارجية الصافية هي مجموع كل القوى المؤثرة على الجسم في كل اتجاه معين.

ومع ذلك ، افترض أن الكائن قيد الحركة بالفعل. في هذه الحالة ، إذا لاحظنا مثل هذا الموقف من إطار مرجعي متحرك بالقصور الذاتي ، فإن الكائن يغير حركاته أو اتجاهاته بناءً على اتجاهات صافي القوة المطبقة ، وتكون اتجاهات هذا الكائن والإطار المرجعي عبارة عن حركات مرتبطة ببعضها البعض .

ولذلك، يُعرف قانون نيوتن الثاني للحركة أيضًا باسم "قانون القوة".

اشرح قانون نيوتن الثاني للحركة بالمثال
يربط قانون نيوتن الثاني للحركة بين التسارع والقوة

العلاقة بين قانون الحركة الأول والثاني

يكتشف قانون نيوتن الأول للحركة ، المعروف أيضًا باسم قانون القصور الذاتي ، أن أي كائن يمتلك كتلة معينة لمعارضة أو مقاومة التغيير في حركته. 

ومن ثم ، فإن أي جسم يعاني من قصور ذاتي كبير يجعل من الصعب تحريكه ، أو بمجرد تحركه ، يصعب إيقافه. لذا فإن القصور الذاتي للكائن هو عامل مهم في تحديد القوة التي يمكنها تسريع ذلك الجسم بمعدل معين.

قانون نيوتن الثاني للحركة من حيث الكتلة هو ،

"يوفر كتلة الجسم تتناسب طرديًا مع قوتها المطبقة وتتناسب عكسًا مع تسارعها"

ومن ثم ، فكلما زاد حجم الجسم المتحرك ، زادت القوة الكلية التي يتطلبها التحرك وأقل تسارع ينتج على الجسم الهائل. 

حركة كرة الكريكيت وكرة القدم:

لنأخذ حالة كرة الكريكيت وكرة القدم. تحتوي كرة الكريكيت على كتلة داخلية أكبر مقارنة بكرة القدم. وبالتالي ، عندما تقوم بركل كرة القدم وكرة الكريكيت ، فإن كرة القدم ستتحرك أكثر من كرة الكريكيت. 

هذه هي الطريقة التي يرتبط بها قانون نيوتن الثاني للحركة المسمى أيضًا "قانون القوة" ارتباطًا مباشرًا بقانون القصور الذاتي ، قانون نيوتن الأول للحركة.

اكتشاف الجاذبية

من الأحداث الشهيرة في التاريخ التي أدت إلى اكتشاف القوة الأولى المعروفة باسم "خطورة".

كان نيوتن صغيرًا يستريح عند قاعدة شجرة التفاح. سقطت تفاحة واحدة على رأسه ، وأدرك أن الشيء الغامض هو المسؤول عن سقوط التفاحة على الأرض.

اكتشاف قوة الجاذبية
السير إسحاق نيوتن الذي اكتشف القوة الأولى

من خلال ملاحظة الحركة الدائرية للقمر حول الأرض ، اكتشف نيوتن أن بعض القوى الطبيعية مسؤولة عن جعل الجسم يسقط نحو الأرض. هذا يؤدي إلى اكتشاف قوة الجاذبية ، والتي تغير الطريقة التي نفهم بها الكون. تم تجذير تحليل قوة الجاذبية لفهم العلاقة بين الحركة والقوة. ثم اكتشف أيضًا أنواعًا مختلفة من القوى الموجودة في الكون والتي تسبب حركة الجسم. لذلك ، تسمى وحدة قياس القوة أيضًا "نيوتن".

قراءة المزيد عن وحدات القوات

اربط بين القوة والحركة

  • تُعرَّف القوة بأنها "إما دفع الجسم أو سحبه مما يتسبب في التغيير في حركته ". 
  • تُعرَّف الحركة بأنها "التغيير في موضع الجسم في وقت معين عند تطبيق القوة ".

من كلا التعريفين ، من الواضح أن القوة تؤثر على حالة حركة أي جسم.

اشرح كيف ترتبط القوى بالحركة

قدم لنا السير إسحاق نيوتن أفضل وصف للروابط بين القوة والحركة من خلال قوانين الحركة. يمنحك صورة واضحة لما يحدث عند تطبيق أي قوة على جسم له كتلة.

بدمج عبارات كل من قانون نيوتن الأول والثاني للحركة ، نفهم ذلك ،

"تتطلب القوة غير المتوازنة تسريع الكائن عن طريق تغيير حركته ، وهذا المقدار من التسارع للجسم يتناسب طرديًا مع قوة غير متوازنة ويتناسب عكسًا مع كتلة الجسم."

كيف ترتبط القوة والحركة؟

من قوانين نيوتن للحركة ، تُظهر الاستنتاجات التالية أن القوة والحركة مرتبطان ببعضهما البعض:

  • عندما تنطبق قوة محسوسة على جسم ثابت في اتجاه مشابه ، فإنها تسرع الجسم.
  • عندما تطبق قوة محسوسة على الجسم المتحرك في الاتجاه المعاكس ، فإنها تبطل تسارع الجسم.
  • عندما تنطبق القوة الكلية على الجسم المتحرك بزاوية مختلفة بالنسبة لاتجاه حركته ، فإنها تغير اتجاه الجسم.
كيف ترتبط القوة والحركة؟
قوانين نيوتن للحركة المرتبطة بالقوة مع الحركة

قراءة المزيد عن أنواع القوات

اشرح كيف ترتبط القوى المتوازنة وغير المتوازنة بالحركة

إذا كانت هناك قوتان تعملان على جسم واحد ، فإن إحداهما تدفع الجسم إلى اليسار والأخرى إلى اليمين. لن يتحرك الجسم إلا في مثل هذه الحالة عندما تكون إحدى القوتين أقوى من الأخرى.

  • إذا كان لكلتا القوتين قوة مختلفة ، فعندئذ يُقال أنهماقوى غير متوازنةالتي تسبب التغيير في حركة الكائن.
  • إذا كانت كلتا القوتين تتمتعان بنفس القوة ، فيقال إنهماقوى متوازنةهذا لا يسبب التغيير في حركة الكائن.
كيف ترتبط القوى المتوازنة وغير المتوازنة بالحركة
قوى متوازنة وغير متوازنة

كيف ترتبط القوى والحركة بحياتنا؟

عندما نتذكر أي حركة ، غالبًا ما نفكر في الأطفال الذين يجرون ، والمركبات تتحرك ، والطائرات تحلق ، وما إلى ذلك. ولكن في الواقع ، فإن الحركة هي أكثر من ذلك بكثير. نظرًا لأن الأنواع المختلفة من القوى الطبيعية تعمل دائمًا على كل كائن في الكون ، فهي تتحرك طوال الوقت.

تؤثر القوة والحركة على العديد من الأشياء التي نقوم بها بجعل الأشياء تتحرك وتبقى ثابتة. المثال الأساسي هو ركل الكرة ، وهي القوة التي تجعل الكرة تطير في الهواء ، وهي الحركة. لهذا السبب ، للقيام بأي أنشطة ، تعتبر القوة والحركة من الأشياء الأساسية التي نحتاجها يوميًا.

مثل جميع الأجسام المتحركة الأخرى ، يتم توجيه حركة الصاروخ بواسطة قوانين نيوتن للحركة. 

كيف ترتبط الصواريخ بقانون نيوتن الأول للحركة؟

يشرح قانون نيوتن الأول للحركة كيف يظل الجسم ثابتًا أو يتحرك بحركة ثابتة باستثناء عدم وجود قوة تؤثر عليه.

وبالمثل ، تظل الصواريخ ثابتة حتى يتم استخدام أي قوى خارجية لإخراجها. وبعد ذلك ، بمجرد أن يتم إسقاطه في الفضاء ، فإنه يتحرك بسرعة ثابتة حتى يتم تطبيق قوة أكبر مثل الدفع.  

مثال قانون نيوتن الأول للحركة
قانون نيوتن الأول للحركة المتعلق بالصواريخ

كيف ترتبط الصواريخ بقانون نيوتن الثاني للحركة؟

يستخدم قانون نيوتن الثاني للحركة لفهم أنه كلما زادت كتلة أي جسم ، زادت القوة المطلوبة لتسريع الجسم.

وبالتالي ، مما يعني ضمنيًا قانون نيوتن الثاني للحركة في عمل الصاروخ ، فإن الصاروخ العملاق يحتاج إلى مزيد من القوة الحيوية لتسريع الصواريخ. عادة ، يحتاج الصاروخ إلى وقود يبلغ حوالي سبعة أرطال لكل حمولة يحملها.

يستخدم علماء الصواريخ قوانين نيوتن الأولى والثانية للحركة لحساب الدفع (القوة) ، والتي تتطلب تسريع الصاروخ إلى المسار المخطط له.

مثال قانون نيوتن الثاني للحركة
قانون نيوتن الثاني للحركة متعلق بالصاروخ

كيف ترتبط الصواريخ بقانون نيوتن الثالث للحركة؟

قانون نيوتن الثالث للحركة

"لكل فعل على شيء ما ، هناك رد فعل متساوٍ ومعاكس."

سوف يعمل زوج من القوى على كائنين متفاعلين إذا مارس أحدهما قوة على الآخر ، وفي المقابل ، يمارس الآخر قوة مساوية ولكن معاكسة أولاً. تعني هذه القوى الزوجية المتساوية والمعاكسة على الأجسام أن كلا القوتين لهما حجم لكنهما في اتجاهين متعاكسين.

في محرك الصاروخ ، مبدأ الفعل أو التفاعل مهم للإسقاط:

  • نتج عن حرق الوقود في درجات حرارة عالية وضغط مرتفع غاز عادم ساخن يفترض أن يكون القوة الأولى للصاروخ. يتدفق هذا الغاز الساخن عبر الصاروخ ويسرع أخيرًا الصاروخ.
  • في رد الفعل ، يتم إنتاج قوة دفع في المحرك ، والتي من المفترض أن تكون القوة الثانية التي تسرع الصاروخ وفقًا لقانون نيوتن الثاني للحركة.
  • وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، يكون الإجراء عبارة عن غاز عادم ساخن ، ويكون رد الفعل مطلوبًا لتسريع الصاروخ.
مثال قانون نيوتن الثالث للحركة
قانون نيوتن الثالث للحركة المتعلق بالصواريخ

كيف ترتبط الطاقة والحركة؟

توجد طاقات مختلفة في أشكال مختلفة في الكون ، حيث أن حركة الجسم هي الطاقة المخزنة في ذلك الجسم المتحرك.

أحد أشكال الطاقة هو الطاقة الحركية - المرتبطة بحركة الجسم ؛ والأخرى هي الطاقة الكامنة - المرتبطة بموضع الجسم.

علاقة الطاقة الحركية بالحركة

  • إذا تم العمل على أي كائن من خلال تطبيق قوة خارجية صافية ، فإنه ينقل الطاقة التي تسبب الزيادة في حركته ، وفي النهاية ، يكتسب المزيد من الطاقة الحركية.
  • تعتمد حركة الجزيئات على كيفية تفاعلها بقوة أقل أو أكثر مع بعضها البعض. تؤدي هذه العملية إلى تأسيس الطاقة الحركية للجسم.
  • يتم تخزين الطاقة الحركية في جسم ما لجميع الحركات مثل الخطية ، والدوران ، والاهتزاز ، والترجمة ، أو أي مجموعة من الحركات. 
علاقة الطاقة بالحركة
الطاقة الحركية المتعلقة بالحركة

صيغة الطاقة الحركية

تعتمد الطاقة الحركية للجسم على حركته بالإضافة إلى كتلته.

يتم إعطاء صيغة الطاقة الحركية بواسطة ،

[اللاتكس] KE = \ frac {1} {2} mv ^ {2} [/ لاتكس]

هذه الصيغة صالحة فقط للسرعات المنخفضة إلى العالية نسبيًا. عندما تقترب سرعة الجسم من سرعة الضوء ج = 3 × 108 م / ث ، تأتي نظرية النسبية في الصورة.

تحتوي السرعة على قيم موجبة أو سالبة ، لكن تربيع السرعة تكون دائمًا موجبة. ومن ثم ، فإن الطاقة الحركية تكون دائمًا إما صفرية أو موجبة.

للتعرف على طبيعة درجة الحرارة المرتبطة بحركة الجزيئات ، أولاً ، من المهم الاعتراف بأن المادة تتكون من جزيئات صغيرة مختلفة يمكن أن تكون ذرات أو جزيئات ، أو كليهما.

عندما تكون الحركة العشوائية بين الجسيمات بطيئة ، تشكل الجسيمات مواد صلبة. عندما يتم تطبيق قوة على المواد الصلبة ، تتحرك الجسيمات بشكل أسرع ثم تنزلق فوق بعضها البعض ، مكونة سائلًا. عندما تتحرك كل من الذرات والجزيئات بسرعة بسبب قوة أخرى ، فإنها تنفصل عن بعضها البعض وتشكل غازًا. ومن ثم ، فإن حالة المادة ، مثل المادة الصلبة والسائلة والغازية ، تعتمد على حركة الجسيمات.

كيف ترتبط درجة الحرارة بالحركة
ما مدى ارتباط درجة الحرارة بحركة الجسيمات؟

هنا ، درجة الحرارة هي قوة خارجية تغير الحركة لتغيير حالة المادة. لذلك ، كلما زادت درجة الحرارة للجسيمات ، زادت درجة حرارة المادة ، ثم تتحرك جزيئاتها بشكل أسرع. هذه هي الطريقة التي ترتبط بها درجة الحرارة بالحركات العشوائية للجسيمات على المستوى الجزيئي. 

كيف ترتبط درجة الحرارة بالحركة الجزيئية؟

لا تتمتع طاقة الجسيمات داخل المادة بنفس الطاقة لأنها تتغير باستمرار بسبب التغيير في الحركة حيث تخضع الجسيمات للانتقال من حالات مختلفة للمادة.

في الغاز ، تكون حركة الجزيئات على طول مسار مستقيم يسمى الحركة الجزيئية. بينما في المواد الصلبة والسوائل ، تكون حركة الجسيمات مقيدة بدرجة أكبر ، ولديها طاقة كامنة فقط ، مما يؤدي إلى مضاعفات في قياسات الطاقة.

وبالتالي ، ترتبط درجة الحرارة ارتباطًا وثيقًا بمتوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات التي تُظهر الحركة الجزيئية. لذلك ، على سبيل المثال ، الدفء الذي نشعر به عندما نلمس أي سطح ساخن هو الطاقة الحركية المنقولة بواسطة جزيئات الغاز على المادة الصلبة أو السائلة التي نلمسها.

تتناسب الطاقة الحركية لجميع الجزيئات المتحركة مع حركتها الجزيئية.

لذلك ، مع زيادة حركة الجزيئات المتصادمة ، تزداد أيضًا الطاقة الحركية الكلية. نظرًا لأنه من الصعب قياس الحركة الجزيئية لكل جزيء غاز بدلاً من ذلك ، يمكن لدرجة الحرارة قياس متوسط ​​الطاقة الحركية لجميع جزيئات الغاز.

العلاقة الرياضية بين درجة الحرارة ومتوسط ​​الطاقة الحركية

[اللاتكس] KE = \ frac {3} {2} \ frac {R} {N_ {A}} T [/ اللاتكس]

T هي درجة حرارة الغاز ، R هي ثابت الغاز العالمي ، NA is رقم أفوجادرو.

منذ ذلك الحين ، يُعرف المصطلح \ frac {R} {N_ {A}} أيضًا باسم بولتزمان كونستانت كB.

[اللاتكس] KE = \ frac {3} {2} K_ {B} T [/ اللاتكس]

متوسط ​​الطاقة الحركية الناتجة عن الحركة الجزيئية للجزيئات يتناسب طرديا مع درجة حرارتها.

كيف ترتبط درجة الحرارة بالطاقة الحرارية وحركة الجسيمات؟

الطاقة الكلية للمادة هي الطاقة الكلية لجميع الجسيمات كالذرات والجزيئات ، وتعتمد على عدد الجسيمات ودرجة الحرارة والحالة الفيزيائية.

على الرغم من أن درجة الحرارة تقيس فقط متوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات ، فإن الطاقة الحرارية للمادة تقيس الطاقة الإجمالية للجسيمات داخل المادة. وبالتالي ، فإن الطاقة الحرارية تشمل كلاً من الطاقة الكامنة والطاقة الحركية. لزيادة حركة الجسيمات ، زادت درجة حرارة المادة ، وبالتالي فهي طاقة حرارية. لذلك ، الطاقة الحرارية أعلى في الغاز بسبب الحركة الجزيئية ، يليها السائل ، ثم الصلب.

كيف ترتبط الطاقة الحرارية بحركة الجسيمات؟

أصبح مفهوم درجة الحرارة المرتبط بالحركة مألوفًا لك الآن ، ولكن يمكنك الخلط بين كلمة درجة الحرارة والحرارة. لاحظ أن درجة الحرارة تقيس مدى سخونة أو برودة أي جسم يتعلق بجسم آخر. في المقابل ، تنقل الحرارة الطاقة من جسم إلى آخر لأن كلا الجسمين لهما درجات حرارة مختلفة. 

القانون الأول للديناميكا الحرارية يقول ذلك "فقدان أو اكتساب الطاقة الحرارية يتناسب مع كمية الحرارة المنقولة عندما تتدفق الحرارة داخل أو خارج المواد". ومن ثم ، فإن قياس تغيرات درجة حرارة جسم ما عند اتصاله بآخر ؛ تستخدم لتحديد كمية الطاقة الحرارية المنقولة بينهما.

الحرارة المرتبطة بالحركة
كيف ترتبط الطاقة الحرارية بالحركة الجزيئية؟ (صورة الائتمان: web.mit.edu)

مشاكل الحركة النسبية

إذا كان جسمان M و N يتحركان بنفس السرعة البالغة 50 كم / ساعة في الاتجاهين المعاكسين ، فأوجد السرعة النسبية للجسم M بالنسبة إلى الجسم N والسرعة النسبية للجسم N بالنسبة إلى الجسم M.

حل:

معطى:

VM هي سرعة الجسم م = 50 كم / ساعة

VN هي سرعة جسم آخر N يتحرك في الاتجاه المعاكس = -50 كم / ساعة

الصيغة:

السرعة النسبية للجسم 1 المتحرك بالنسبة إلى 2 هي

V12 = الخامس1 - ف2

السرعة النسبية للجسم 2 المتحرك بالنسبة إلى 1 هي

V21= الخامس2 - ف1

الحساب:

السرعة النسبية للجسم M المتحرك بالنسبة إلى N هي

VMN = الخامسM - فN = 50 - (-50) = 100 كم / ساعة

السرعة النسبية للجسم N المتحرك بالنسبة إلى M هي

VNM = الخامسM - فN = (-50) - 50 = -100 كم / ساعة

إذا كان جسمان يتحركان في نفس الحركة في اتجاهين متعاكسين ، فإن حركتهما النسبية تكون متساوية في الحجم ولكن إشارة معاكسة بسبب الاتجاه المعاكس.

إذا كان جسمان M و N يتحركان بنفس السرعة البالغة 50 كم / ساعة في نفس الاتجاه ، فأوجد السرعة النسبية للجسم M بالنسبة إلى الجسم N والسرعة النسبية للجسم N بالنسبة إلى الجسم M.

حل:

معطى:

VM هي سرعة الجسم م = 50 كم / ساعة

VN هي سرعة جسم آخر N يتحرك في نفس الاتجاه = 50 كم / ساعة

الصيغة:

السرعة النسبية للجسم 1 المتحرك بالنسبة إلى 2 هي

V12 = الخامس1 - ف2

السرعة النسبية للجسم 2 المتحرك بالنسبة إلى 1 هي

V21= الخامس2 - ف1

الحساب:

السرعة النسبية للجسم M المتحرك بالنسبة إلى N هي

VMN = الخامسM - فN = 50 - 50 = 0

السرعة النسبية للجسم N المتحرك بالنسبة إلى M هي

VNM = الخامسM - فN = 50 - 50 = 0

إذا كان جسمان يتحركان في نفس الحركة في اتجاهين محددين ، فإن الحركة النسبية بينهما تساوي صفرًا.

ركاب الطائرة التي تحلق بسرعة 250 م / ث إلى الغرب فيما يتعلق بالطائرة. سرعة الهواء 35 م / ث يتدفق إلى الجنوب بالنسبة للأرض. ما سرعة الطائرة وزاويتها بالنسبة إلى الأرض؟

حل:

معطى:

سرعة الطائرة بالنسبة للهواء V.PA = 250 م / ث

سرعة الهواء بالنسبة إلى الأرض VAG = 35 م / ث

الصيغة:

سرعة الطائرة بالنسبة إلى الأرض VPG يساوي مجموع سرعة الطائرة بالنسبة للهواء VPA وسرعة الهواء بالنسبة إلى الأرض VAG.

رياضيا هو مكتوب على النحو التالي ،

VPG = الخامسPA + الخامسAG

الحساب:

نظرًا لأن الطائرة تتحرك إلى الغرب ويتدفق الهواء إلى الجنوب ، فإن اتجاهات الطائرة والهواء تكون متعامدة.

في مثل هذه الحالة ، دعنا نرسم مخطط مثلث حركة نسبي لحل هذه المشكلة.

رسم تخطيطي لمثلث الحركة النسبية

وفقًا لمخطط مثلث الحركة النسبية ، يمكن الحصول على مقدار سرعة الطائرة بالنسبة إلى الأرض باستخدام فيثاغورس نظرية:

[لاتكس] V ^ {2} _ {PG} = V ^ {2} _ {PA} + V ^ {2} _ {AG} [/ latex]

[لاتكس] V_ {PG} = \ sqrt {V ^ {2} _ {PA} + V ^ {2} _ {AG}} [/ لاتكس]

[لاتكس] V_ {PG} = \ sqrt {250 ^ {2} + 35 ^ {2}} [/ لاتكس]

[اللاتكس] V_ {PG} = 252 م / ث [/ لاتكس]

لإيجاد زاوية الطائرة بالنسبة إلى الأرض ، نستخدم الأساسي الدوال المثلثية,

XNUMX. من قائمة مثلث الحركة النسبية,

tan θ = مثلث الضلع المقابل / المثلث المجاور

[اللاتكس] tan \ theta = \ frac {V_ {AG}} {V_ {PA}} [/ اللاتكس]

[اللاتكس] \ theta = tan ^ {- 1} [\ frac {V_ {AG}} {V_ {PA}}] [/ اللاتكس]

[اللاتكس] \ theta = tan ^ {- 1} [\ frac {35} {250}] [/ اللاتكس]

[اللاتكس] \ theta = 8 ^ {\ circ} [/ اللاتكس]

تحلق الطائرة بزاوية 80 بسرعة 252 م / ث بالنسبة للأرض.


تمارين الحركة النسبية

دراجة تسير على الطريق السريع بسرعة 80 كم / ساعة تمر بشاحنة تسير بسرعة 60 كم / ساعة. ما هي سرعة الدراجة بالنسبة لوجهة نظر سائق الشاحنة؟ 

الجواب: 30 كم / ساعة

تسير الحافلة بسرعة 50 م / ث إلى الشرق ويمشي أحد الركاب في الحافلة باتجاه الغرب بسرعة 5 م / ث. ما هي سرعة الراكب المعني على الأرض؟

الجواب: -45 كم / ساعة

سيارة M تسير بسرعة 40 م / ث في اتجاه الشمال. أيضًا ، تسير السيارة "N" إلى الجنوب بسرعة 60 م / ث بجانب السيارة "م". 

1) إذا كانت السيارة "N" تسير في الاتجاه المعاكس للسيارة "M" ، احسب السرعة النسبية للسيارة "M" بالنسبة للسيارة "N".

2) لنفترض أن السيارتين كانتا تجريان باتجاه الشمال. أي في نفس الاتجاه ، ثم احسب السرعة النسبية للسيارة "M" بالنسبة للسيارة "N".

الجواب: 100 م / ث و -20 م / ث


الأسئلة المُتكررة

كيف نقول أن الجسد هو حركة نسبية أم لا؟

الجواب: الحركة النسبية هي تقدير حركة الجسم فيما يتعلق بالأجسام الأخرى المتحركة أو الثابتة.

لذلك ، عندما يتحرك الجسم بالنسبة لجسم آخر يتحرك أو في حالة راحة ، يقال إن حركة الجسم هي حركة علاقة بالنسبة لجسم آخر.

جسمان في حركة نسبية. هل من الممكن أم لا أن يكون لأحدهم حركة حقيقية؟

الجواب: كل الحركة نسبية. عندما يكون كلا الجسمين في حركة نسبية ، فهذا يعني أنهما يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض.

ومن ثم ، لا توجد حركة تسمى "الحركة الحقيقية".

ما هو الفرق بين الحركة النسبية والحركة المطلقة؟

الجواب: الفرق بين الحركة النسبية والحركة المطلقة هو ،

لا يتغير موضع أي جسم بمرور الوقت في حركة مطلقة ، ويتغير بمرور الوقت في الحركة النسبية. 

ما هي الحركة النسبية للمجرة في الكون؟

الجواب: وفقًا لقانون هابل ، فإن المجرات في الكون تبتعد عن بعضها البعض بسرعات تتناسب مع المسافة بينهما. 

وبالتالي ، كلما زادت المسافة بين مجرتين طائرتين ، زادت الحركة النسبية بينهما. 

ما هو القياسان اللذان سيتفق عليهما دائمًا مراقبان في حركة نسبية؟

الجواب: يتفق كلا المراقبين دائمًا على المقياسين التاليين: 

  • الفاصل الزمني بين الزمان والمكان: هو طول الخط المستقيم بين حالتين في المكان والزمان.
  • سرعة الضوء: هي السرعة القصوى التي يمكن أن تتحرك بها المادة وطاقتها في الكون.

مانيش نايك

مرحبًا ، أنا مانيش نايك أكملت درجة الماجستير في الفيزياء مع إلكترونيات الحالة الصلبة كتخصص. لدي ثلاث سنوات من الخبرة في كتابة المقالات في مادة الفيزياء. الكتابة ، والتي تهدف إلى توفير المعلومات الدقيقة لجميع القراء ، من المبتدئين والخبراء. في أوقات فراغي ، أحب قضاء وقتي في الطبيعة أو زيارة الأماكن التاريخية. يشرفني أن أكون جزءًا من LambdaGeeks. نتطلع إلى ربطك عبر LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/ أيضًا ، من أجل دليل السفر إلى ماهاراشترا ومقالات الحفاظ على التراث ، قم بزيارة موقع الويب الخاص بي Wandering Maharashtra - https://wanderingmaharashtra.com / travel-blogs /

آخر المقالات