[آلملــكـة]

درس القوى و الحركات المستقيمة الأولى ثانوي

الوحدة: القوى والحركات المستقيمة:

الكفاءات المستهدفة: يعرف حساب السرعة إنطلاقا من تصوير متعاقب. يرسم شعاع السرعة. يوظف مبدأ العطالة للكشف عن وضعيات و تفسيرها بواسطة مؤثرة. بعض الاسئلة ستجدون جوابها بعد فهم الدرس: ماهي طبيعة كل حركة؟ ماهي مميزات كل حركة؟ هل يوجد سبب لكل نوع من هذه الحركات؟
دراسة الحركة[IMG]https://www.dzeduc.org/wp-*******/uploads/2013/07/%D8%AF%D8%B1%D8%A7%D8%B3%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83%D8%A9.png[/IMG]


[IMG]https://www.dzeduc.org/wp-*******/uploads/2013/07/%D8%AF%D8%B1%D8%A7%D8%B3%D8%A9-%D9%85%D9%85%D9%8A%D8%B2%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83%D8%A91.png[/IMG]

مدخل إلى مفهوم القوى:

كيف ندرس الحركة؟
أ‌) تسجيل الحركة:

لدراسة حركة جسم ما نختار نقطة منه ونحتاج إلى تعيين مواضع متتالية التي تشغلها هذه النقطة المتحركة خلال حركتها وفي اللحظات الموافقة.
ب‌) التصوير المتعاقب:

تسمح لنا هذه الطريقة بالحصول على صور متتالية لمتحرك خلال فترات زمنية متساوية.
ج) شريط الفيديو:

تسمح لنا هذه الطريقة بالحصول على صور متتالية لمتحرك خلال فترات زمنية متساوية.
د) تحليل التسجيلات (الحركات المستقيمة):

1-كل النقط المتحصل عليها تكون على استقامة واحدة لأن مسار الحركة مستقيم. 2-المسافات التي تفصل بين موضع وآخر تعبر عن مسافة القيس الذي يقطعه المتحرك في كل مجال زمني.

Vm = d/Δ

بما أن الصور أخذت في مجالات زمنية متساوية فإن ثبوت أو تغير هذه المسافات من مجال زمني إلى آخر يؤدي إلى ثبوت أو تغير السرعة خلال الحركة ومنه يمكن الاعتماد بهذه التقنية لتصنيف الحركة (متسارعة، متباطئة، منتظمة).
[IMG]https://www.dzeduc.org/wp-*******/uploads/2013/07/%D8%AA%D8%AD%D9%84%D9%8A%D9%84-%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%B3%D8%AC%D9%8A%D9%84%D8%A7%D 8%AA-%D9%81%D9%8A-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B3%D8%AA%D9%82%D9%8A%D9%85%D 8%A9.png[/IMG]تحليل التسجيلات في الحركة المستقيمة

دراسة السرعة و القوة:

نشاط1: دراسة كرية في طاولة :
1) حساب السرعة اللحظية:

لدينا Vm = d/Δt حيث Δt = t2 – t1.

كلما كان المجال الزمني Δt المأخوذ صغير جدا فإن قيمة السرعة اللحظية V و السرعة المتوسطةVm تصبح متساويتين و تساوي إلى V في الموضع الذي وفق منتصف المجال الزمني لدينا تسجيلات لحركة جسم حيث المجال الزمني t= 0.02s و سلم المسافات هو 1cm –> 10v. المطلوب: س1) أحسب السرعة اللحظية في الموضع M2. س2) أحسب السرعة اللحظية في مختلف المواضع متبعا نفس الخطوات. س3) لماذا لا يمكن حساب السرعة اللحظية في أول موضع أي في M0 و آخر موضع بعد هذه المجموعة من الأسئلة نقوم الأن بالإجابة عليها: لحساب السرعة اللحظية في الموضع M2 نتبع الخطوات التالية: الخطوة الأولى : في هذه الخطوة نأخذ الموضعين المتجاورين للموضع M2 والذان هما M3 و M1. الخطوة الثانية: نقيس بمسطرة المسافة الفاصلة بين الموضعين M3 و M1. d = M1 M3 = 0.23 الخطوة الثالثة : نحسب السرعة و ذلك بتطبيق القانون : المسافة تساوي السرعة في الزمن إذن السرعة تساوي المسافة على الزمن.

V2 = V1 – V3 = d/Δt = d/2t V2 = 0.23/2(0.02) = 0.23/0.04 V2 = 5.75m/s.

حساب السرعة في المواضع الأخرى M3 , M4 , M5 , M6: • حساب السرعة في الموضع M3:
M2 M4 = 3.1 cm 1cm –> 10cm 3.1 cm –> x , x = (10*3,1)/1=31cm.
المسافة الحقيقية هي x = 31cm = 0.31m حساب السرعة اللحظية:
V3 = d/2t = 0.31/2(0.02) = 0,31/0,04. V3 = 7,75m/s.
حساب السرعة اللحظية في الموضع M4 بتطيق السلم تصبح :
M3M5 = 3.8cm 1cm –> 10 cm. 3.8cm –> x
x = 3.8*10 = 38cm = 0.38m
بعدما قمنا بحساب المسافة الان سنقوم بحساب السرعة اللحظية و ذلك بتطبيق القانون فقط.
V4 = d/2t = 0.38/0.02*2 = 0.38/0.04 = V4 = 9.5m/s
بنفس الطريقة نحسب السرعة اللحظية في الموضع M5 و سنجد : V5 = 11.25m/s الأن حساب السرعة اللحظية للموضع M6: V6 = 12.5m/s ج3) لا يمكن حساب السرعة اللحظية في الموضع الأول M0 و الموضع الأخير لعدم وجود موضعين متجاورين.


حساب السرعة اللحظية


كيف نحدد ونمثل شعاع تغير السرعة في موضع معين؟

لدراسة تطور المسافة المقطوعة من طرف المتحرك خلال حركته كنا بحاجة لوسيلة تصف لنا هذا التطور قيمة وجهة، وهي التي عرفناها بشعاع السرعة اللحظية.
لدراسة تطور شعاع السرعة اللحظية V خلال الحركة، نعرف مفهوما جديدا نسميه شعاع تغيير السرعة، ونرمز له بالرمز ΔV.
ملاحظة دائما حرف V يكون فوقه شعاع، لم أكتبه لعدم توفر طريقة لذلك.
كيف نحدد الشعاع ΔV؟

لتحديد شعاع تغيير السرعة ΔV عمليا نستعين بالتسجيل الممثل في الشكل الموالي، ونتبع الخطوات الآتية:
نعين الموضع الذي نريد تحديد عنده الشعاع ΔV وليكن في مثالنا هذا الموضع M4.
[IMG]https://www.dzeduc.org/wp-*******/uploads/2013/07/%D9%83%D9%8A%D9%81%D9%8A%D8%A9-%D8%AA%D9%85%D8%AB%D9%8A%D9%84-%D8%B4%D8%B9%D8%A7%D8%B9-%D8%AA%D8%BA%D9%8A%D8%B1-%D8%A7%D9%84%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9.png[/IMG] نستنتج أن للشعاع ΔV4 الخصائص التالية:

• بدايته هي النقطة المعتبرة M4.
• حامله منطبق على المسار (مثل V3 و V5).
• جهته هي جهة الحركة.
• طويلته هي الفرق بين طويلتي اشعاعين V3 و V5.

ب- حالة تناقص السرعة (V3 أصغر من V5) – نمثل سعاعي السرعة اللحظية V3 و V5 في الموضعين M3 و M5 المجاورين للموضع *نستنتج أن للشعاع ΔV4 الخصائص التالية:

• بدايته هي النقطة المعتبرة M4.
• حامله منطبق على المسار (
• جهته هي جهة الحركة.
• طويلته هي الفرق بين طويلتي اشعاعين V3 و V5.

ب- حالة تناقص السرعة (V5 أصغر من V3) نمثل شعاعي السرعة اللحظية V3 و V5 في الموضعين M3 و M5 المجاورين للموضع M4 تابع الشكل التالي:[] ملاحظات هامة:

1. في الحركة المستقيمة نلاحظ، من الحالتين السابقتين ما يلي:
2. لكل أشعة السرعة V نفس الحامل منطبق على المسار.
3. لأشعة تغير السرعة ΔV أيضا حاملا منطبقا على المسار.
4. جهة أشعة تغير السرعة ΔV تكون:
   1. في جهة الحركة، إذا كانت السرعة متزايدة خلال الحركة.
   2. في جهة معاكسة لجهة الحركة، إذا كانت السرعة متناقصة خلال الحركة.
5. في حالة ثبوت السرعة، خلال الحركة المستقيمة، يكون شعاع تغير السرعة معدوما.

أحتفظ بالأهم

1- مبدأ العطالة:

في معلم سطح الأرض ‘ يحافظ كل جسم على سكونه أو حركته المستقيمة المنتظمة إذا لم تتدخل لتغير حالته الحركية’ وعليه

• كل جسم ساكن أو يتحرك بحركة مستقيمة منتظمة لا يخضع لقوة.
• كل جسم يتحرك بحركة مستقيمة غير منتظمة يخضع حتما لقوة.
• كل جسم يتحرك بحركة غير مستقيمة يخضع حتما لقوة.

2- الحركة المستقيمة:

• الحركة المستقيمة المنتظمة هي كل حركة مسارها مستقيم وشعاع سرعتها V ثابت.
• الحركة المستقيمة المتغيرة هي كل حركة تمتاز بمسار مستقيم وبشعاع سرعة V متغير القيمة وثابت الحامل والجهة نقول عنها أنها:

• متسارعة إذا كان شعاع تغير السرعة ΔV في جهة الحركة. • متباطئة إذا كان شعاع تغير السرعة ΔV عكس جهة الحركة.
3- الحركة و القوة:

نستنتج من مبدأ العطالة أن كل جسم لا يتحرك بحركة مستقيمة منتظمة يكون خاضعا لقوة F شعاع، أي أن شعاع سرعته يتغير حتما. نقدر تغيرات شعاع السرعة بالشعاع ΔV. للقوة F والشعاع ΔV دوما نفس الحامل ونفس الجهة. F و ΔV يتغيران بنفس الكيفية أي:

• قيمة F ثابتة اذن قيمة ΔV ثابتة.
• قيمة F متزايدة إذن قيمة ΔV متزايدة.
• قيمة F متناقصة إذن قيمة ΔV متناقصة.

في الحركة المستقيمة المتغيرة، يكون ΔV منطبقا على المسار