القوى في بعدين

‎
القوى في بعدين


الحركة في بعدين أو المقذوفات، هو عبارة عن نوع من علوم الفيزياء (فيزياء الميكانيكا) والتي تختص في دراسة حركة الجسم تحت تأثير بعدين أو بمعنى آخر دراسة حركة الأجسام المقذوفة مع محور السينات أو (محور x باللاتينية) تحت تأثير وزن هذا الجسم المقذوف، فمن الأمثلة الشائعة على ذلك: إطلاق قذيفة الدبابة من فوهة دبابة مائلة بزاوية معينة، وحركة كرة السلة أثناء مرورها لتصيب الهدف، وبما أن المقذوفات هي حركة في بعدين فيمكن تحليل حركة هذه الأجسام في إتجاهين وهما:
* حركة منتظمة بإتجاه محور السينات (x).
* حركة بتسارع في محور الصادات (y)، مع ملاحظة أن التسارع يكون ثابت في مجال الجاذبية الأرضية للأجسام المقذوفة القريبة من سطح الأرض، بحيث أن تسارع الجاذبية الأرضية حوالي (9.8 متر / ثانية مربعة).



أنواع الحركة في بعدين في مجال الجاذبية الأرضية

تقسم حركة الجسم في مجال الجاذبية الأرضية إلى نوعين، وهما:
الأجسام المقذوفة بزاوية

الأجسام المقذوفة بزاوية هي عبارة عن أجسام تتحرك بخط منحني أو مسار منحني يكون زاوية، وتتغير إحداثيات موضع الجسم الأفقية والرأسية في كل لحظة من حركة الجسم في مجال هذا المسار، لاحظ الرسم الآتي والذي يوضح حركة الجسم في بعض اللحظات من مروره في المسار:
و يظهر من حركة الجسم المقذوف مصطلحين، وهما:
* المدى الأفقي: وهو عبارة عن مقدار المسافة التي قطعها الجسم المقذوف بين نقطة القذف ونقطة السقوط.
* أقصى ارتفاع: وهو عبارة عن أقصى ارتفاع يصله الجسم أثناء حركته ففي هذه الحالة يكون الجسم في أقصى بعد ممكن عن سطح الأرض.
الحركة العمودية =

تؤثر قوة الجاذبية ولتكن الجاذبية الأرضية كمثال في الاتجاه العمودية للأسفل؛ لذا فإن الحركة العمودية لجسم ما تشبه حركة مقذوف رأسي يعطى بالعلاقة ع. جاθ (حيث أن ع. تعني السرعة الابتدائية)، وبذلك تنطبق عليها قوانين الحركة بتسارع ثابت في خط مستقيم.
و للحركة العمودية في مجال الجاذبية الأرضية عدة علاقات رياضية:
* زمن الصعود وزمن الهبوط: وهو عبارة عن الزمن الذي يستغرقه الجسم المقذوف ليصل إلى أقصى ارتفاع، وهو مساو لزمن الهبوط والذي يعني مقدار الزمن اللازم للجسم للهبوط من أقصى ارتفاع حتى نقطة السقوط، وهو يعطى بالعلاقة ز = ع. جاθ ÷ ج والتي يمكن توضيح اشتقاقها كالتالي:
1. من معادلة التسارع في مجال الجاذبية الأرضية ع ص = ع. جاθ - ج ز والتي تمثل سرعة الجسم المقذوف في أقصى ارتفاع بالنسبة لمحور الصادات، فإن ع ص = 0. وعليه نحصل على العلاقة ع. جاθ = ج ز.
2. من العلاقة السابقة وبقمة الطرفين على (ج) فإننا نحصل على العلاقة ز = ع. جاθ ÷ ج حيث أن (ز: أقصى ارتفاع، ع. جاθ: سرعة الجسم الابتدائية بالنسبة لمحور الصادات، ج: تسارع الجاذبية الأرضية).
* زمن التحليق: عبارة عن مقدار الزمن الذي إستغرقه الجسم من لحظة قذفه حتى عودته ثانية إلى نفس المستوى، ويعطى بنفس علاقة زمن الصعود وزمن الهبوط إلا أنه مضروب في العدد (2) وذلك لأنه يمثل زمن الصعود وزمن الهبوط واللذان هما متساويين، وعليه فإن علاقته هي ز التحليق = 2 × (ع. جاθ ÷ ج).
* أقصى ارتفاع: وهو عبارة عن أقصى ارتفاع يصله الجسم أثناء حركته ففي هذه الحالة يكون الجسم في أقصى بعد ممكن عن سطح الأرض، ويعطى بالعلاقة ز = (ع². جاθ²) مقسومة على 2 ج.
1. من معادلة التسارع في مجال الجاذبية الأرضية (ع ص)² = (ع². جا²س) - 2 ج ف والتي تمثل سرعة الجسم المقذوف في أقصى ارتفاع بالنسبة لمحور الصادات، فإن ع ص = 0. وعليه نحصل على العلاقة (ع². جا²س) = 2 ج ف.
2. من العلاقة السابقة وبقسمة الطرفين على (2 ج) فإننا نحصل على العلاقة ف أ = (ع². جاθ²) مقسومة على 2 ج حيث أن (ف أ: أقصى ارتفاع، ع. جاθ: سرعة الجسم الابتدائية بالنسبة لمحور الصادات، ج: تسارع الجاذبية الأرضية).
الحركة الأفقية

لا تؤثر القوة على الجسم المقذوف بالاتجاه الافقي؛ لذا فمركبة السرعة الأفقية ثابتة ومساوية للمركبة الأفقية للسرعة الابتدائية ع س = ع. جتاθ.سااين-وكوزاين-وتااين-وسيتا
و للحركة الأفقية العلاقة الرياضية الآتية:
* المدى الأفقي: وهو عبارة عن مقدار المسافة التي قطعها الجسم المقذوف بين نقطة القذف ونقطة السقوط، ويعطى بالعلاقة ف م = ع². جاθ2 ÷ ج، والتي تشتق على النحو الآتي:
1. من العلاقة الرياضية المسافة = السرعة × الزمن، فإن ف = ع. جتاθ × ز.
2. وبما أن (ز) في العلاقة السابقة تعني زمن التحليق، وعليه تصبح العلاقة السابقة على شكل ع. جتاس × 2 (ع. جاθ ÷ ج)، بالضرب تصبح العلاقة ف م = ع². جاθ2 ÷ ج حيث أن (ف م: المدى الأفقي).

   اهم قوانين الفيزياء
قانون أوم
أساس قوانين الكهرباء وواضعه هو الفيزيائيّ الألمانيّ جورج سيمون أوم؛ حيث توجِد علاقة بين مقاومة الناقل وشدّة التيار وفرق الجهد وينص على أنّ: "إذا مر تيّار كهربائي بين طرفيّ ناقلٍ معدنيٍّ فإنّ فرق الجهد الكهربائي سيتناسب طردياً مع شدة التيار الكهربائيّ المار." V=IR V: ترمز إلى فرق الجهد الكهربائي وتقاس بالفولت. I: ترمز إلى شدّة التيار الكهربائي وتقاس بالأمبير. R: ترمز إلى مقاومة الناقل المعدني وتُقاس بالأوم.

قوانين نيوتن في الحركة
هي ثلاثة قوانين في الحركة وُضِعت من قبل العالم إسحاق نيوتن لتربط أثر القوّة على حركة الأجسام الساكنة والمتحركة. قانون نيوتن الأول: ينصّ على أنّ الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرّك يبقى متحرّكاً في خط ٍمستقيمٍ وسرعةٍ ثابتةٍ ما لم تؤثّر عليه قوّة خارجيّة تغيّر من حالة السكون أو الحركة. قانون نيوتن الثاني: ينصّ على أنّه إذا أثرت قوة أو عدّة قوى على جسم ما فإنّ الجسم يكتسب تسارعاً معيّناً يتناسب مع كتلة القصور الذاتيّ للجسم. F= ma، والقوّة والتسارع كميّات متجهة (أي إنّها تحدّد بمقدار واتجاه). F: ترمز إلى القوة وتقاس بوحدة النيوتن. m: ترمز إلى كتلة القصور الذاتي للجسم وتقاس بالجرام أو الكيلوجرام. a: ترمز إلى تسارع الجسم وتقاس المتر /ثانية تربيع. قانون نيوتن الثالث: ينصّ على أن: "لكل قوة فعلٍ قوة رد فعلٍ مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتّجاه، وتعملان على نفس خط الجسم."A1

قوانين الغازات
مجموعة من القوانين وُضعت من قبل عدد من العلماء تصف العلاقة بين درجة الحرارة والضغط والحجم بالنسبة للغازات.

قانون بويل
ينصّ على"عند ثبات درجة الحرارة T فإنّ حجم الغاز V يتناسب عكسياً مع ضغطه P.". P1V1=P2V2
قانون شارل
ينص على"عند ثبات الضغط P فإنّ حجم الغاز V يتناسب طردياً مع درجة الحرارة T المقاسة بالكلفن." V1/T1=V2/T2 قانون جاي لوساك ينص على"عند ثبات الحجم V فإنّ ضغط الغاز P يتناسب طردياً مع درجة الحرارة T المقاسة بالكلفن." P1/T1=P2/T2

الكهرومغناطيسية

تدرس الكهرومغناطيسية التأثيرات الذي تتم بين الجسيمات المشحونة وبين المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية. ويمكن تقسيم الكهرومفناطيسية إلى؛كهرباء ساكنة أو "إلكتروستاتيكا" وهي تدرس الشحنات والمجالات الكهربائية الساكنة، والديناميكا الكهربائية أو "إلكتروديناميكا" وهو يصف التفاعل بين الشحنات المتحركة والإشعاع الكهرومغناطيسي. ومع أن المعرفة الكهرباء والمغناطيسية تطورت منذ القدم بشكل منفصل، فقد توصلت النظرية الكلاسيكية للكهرومغناطيسية ، خلال القرنين الثامن والتاسع عشر، إلى تحديد العلاقة بين الظاهرتين من خلال قانون لورنتز ومعادلات ماكسويل. فقد تمكن ماكسويل من خلال إشتقاقه لأربعة معادلات تفاضلية من وصف الموجات الكهرومغناطيسية وفهم الطبيعة الموجية للضوء.

تهتم الكهرباء الساكنة بدراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة في حالة السكون، والقوى التي توجهها على بعضها البعض كما يصفها قانون كولوم. ويمكن تحليل سلوك هذه الأجسام من تجاذب أو تنافر من خلال معرفة القطبية والمجال الكهربائي المحيط بها، حيث يكون متناسباً مع مقدار الشحنة والأبعاد التي تفصلها. للكهرباء الساكنة عدة تطبيقات، بدءاً من تحليل الظواهر الكهرومغناطيسية مثل العواصف الرعدية إلى المكثفات التي تستعمل الهندسة الكهربائية.

وعندما تتحرك الأجسام المشحونة كهربيًا في مجال كهرومغناطيسي فإنها تنتج مجالاً مغناطيسياً يحيط بها فتختص الديناميكا الكهربائية بوصف الأثار التي تنتج عن ذلك من مغناطيسية وإشعاع كهرومغناطيسي وحث كهرومغناطيسي. وتنطوي هذه المواضيع ضمن ما يعرف بالديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، حيث تشرح معادلات ماكسويل هذه الظواهر بطريقة جيدة وعامة، وتؤدي هذه النظريات إلى تطبيقات مهمة ومنها المولدات الكهربائية والمحركات الكهربائية. وفي العشرينيات من القرن العشرين، ظهرت نظرية الديناميكا الكهربائية الكمومية وهي تتضمن قوانين ميكانيكا الكم، وتصف التفاعل بين الإشعاع الكهرومغناطيسي والمادة عن طريق تبادل الفوتونات. وهناك صياغة نسبيةتقدم تصحيحات لحساب حركة الأجسام التي تسير بسرعات تقارب سرعة الضوء، والتي تظهر بشكل مباشر في معجلات الجسيمات والأنابيب الكهربائية التي تحمل فروق جهد وتيارات كهربائية عالية.

تعتبر القوى والظواهر الناجمة عن الكهرومغناطيسية من أكثر الأمور المحسوسة في حياتنا اليومية بعد تلك التي تسببها الجاذبية. فعلى سبيل المثال، الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية مرئية تشع من جسيمات مَشحونة ومُعَجلة، وتجد مبادئ الكهرومغناطيسية إلى يومنا هذا العديد من التطبيقات التقنية والطبية، وماالأجهزة الكهربائية مثل الراديو، والمرناة، والهاتف، والقطارات المغناطيسية المعلقة، والألياف البصرية، وأجهزة الليزر إلا بضع أمثلة عن هذه التطبيقات التي صنعت تقدمًا نوعيًا في تاريخ البشرية.

أُنشئت هذه المدونة تنفيذًا لمشروع مادة 

الفيزياء .

فصل : اولى - اول .

الطالبات المشاركات :

ولاء الفندي 

يقين الشاعر 

زهراء الزين 

فاطمة بزرون 

رقية ال رمضان 

سارة ال محيميد 

حوراء ابو شاهين 

اراك ال درويش 

زهراء حليلي 

اريج الحمالي 

بتول الغزوي

زهراء ال عبيد