القوة والحالة الحركية لجملة ميكانيكية

1- الحالة الحركية لجملة ميكانيكية خاضعة لقوة:

النشاط الأول:

  • يمثل الشكل المقابل جملة ميكانيكية مكونة من عربةc مربوطة بخيط f  يمر على بكرة إلى جسم S
  • نثبت الجسم S بيدنا ونمثل القوى المؤثرة على العربة

أ‌-      هناك فعل الأرض على العربة.

   ب- هناك رد فعل الطاولة على ضغط العربة عليها.

نمثل هاتين القوتين على الرسم.الشكل 2

  • نحرر الجسم S فيجر العربة بواسطة الخيط. نمثل القوى المؤثرة عليه في هذه الحالة:

أ‌-      هناك فعل الأرض على العربة.

   ب- هناك رد فعل الطاولة على ضغط العربة عليها.

  جـ- فعل الجر الذي يسببه الجسم S .

عند تحرير الجسم S رصدنا حركته وقمنا برسم مخطط تغير سرعته بدلالة الزمن فتحصلنا على المخطط التالي.

الملاحظة: نلاحظ أن سرعة الجسم بعد تحريره متزايدة.

النتيجة:

تتغير سرعة جملة ميكانيكية عندما تؤثر عليها قوة.

تتزايد سرعة جملة ميكانيكية عندما تكون القوة المؤثرة عليها في جهة الحركة

  • نستبدل الجسم S بأجسام كتلها أكبر ممن كتلته.

الملاحظة:تتغير سرعة العربة بتغير الكتلة المعلقة.

النتيجة: تزيد سرعة جملة ميكانيكية بزيادة قيمة القوة المؤثرة عليها.

النشاط الثاني:يمثل الشكل المقابل عربة مربوطة بواسطة خيط مطاطي

إلى جدار.

  • الخيط في حالة استرخاء:نمثل القوى المؤثرة على العربة

أ‌-      هناك فعل الأرض على العربة.

   ب- هناك رد فعل الأرضية على ضغط العربة عليها.

  • ندفع العربة في اتجاه السهم المبين على الشكل وعندما يصبح الخيط مستقيما نمثل القوى المؤثرة على العربة.

عندما يستطيل الخيط المطاطي نقوم بتصوير العربة

تصويرا متعاقبا خلال فترات زمنية متساوية(صورة كل ثانية).فنحصل على الشكل المبين في الأسفل

الملاحظة:

نلاحظ أن المسافة المقطوعة في نفس الفترة الزمنية تتناقص.

النتيجة:

سرعة العربة تتناقص.

تتناقص سرعة جملة ميكانيكية إذا أثرت عليها قوة في اتجاه معاكس لحركة الجملة.

 النشاط 3:ندحرج كرية حديدية فوق طاولة وضع فوقها مغناطيس.

الملاحظة: نلاحظ أن مسار الكرية يصبح منحنيا عند اقترابها من المغناطيس.

النتيجة:

يتغير مسار جملة ميكانيكية عندما نؤثر عليها بقوة حاملها غير مواز لمنحى الحركة.

النشاط 4: في الشكل المقابل يوجد الجسم S على علو 10cm من الأرض نحرر العربة فينزل الجسم S ساحبا معه العربة ثم يصطدم بالأرض بعد أن يكون قد قطع 10cm.

سجلنا هنا التصوير المتعاقب لحركة النقطة السوداء من العربة.

خلال فترات زمنية متساوية. وجاءت الصور المتحصل عليها كالتالي:

الملاحظة:

في 10cm الأولى تكون سرعة العربة متزايدة تحت تأثير قوة في نفس اتجاه الحركة.

عندما يصطدم الجسم S بالأرض تصبح سرعة العربة ثابتة لأن القوة التي كانت تؤثر عليها زالت (انعدمت).

النتيجة:

تكون سرعة الجملة الميكانيكية ثابتة (حركة مستقيمة منتظمة) عندما تكون محصلة القوى المؤثرة عليها معدومة.

التعليقات

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.