الحادي عشر القوة المركزية وكيفية حل المسائل المتعلقة بالحركة الدائرية

القوة المركزية
هي القوة الازمة لتغيير اتجاه الحركة بشكل مستمر والتي تحافظ على دوران الجسم في مسارة الدائري وتحسب من العلاقة التالية وتقاس بوحدات النيوتن وتمتاز هذه القوة بما يلي
1 – تخضع لقانون نيوتن الثاني في الحركة
2 – لا يمكن لها ان تنجز شغل لعدم توفر الازاحة باتجاه المركز
3 – قوة محصلة وليست معادلة( غير متزنة )
4 – الجسم الذي يخضع لها يكون غير متزن
5 – تكون مساوية لقوة القصور الذاتي والتي تمنع الجسم من الحركة باتجاه مركز الدوران
6 – يكون اتجاهها دائما باتجاه مركز الدوران ( أي بنفس الاتجاه مع التسارع المركزي )
7 – يعتمد مقدارها على مربع السرعة الخطية وكتلة الجسم ونصف قطر الدوران
8 – لا يمكن ان تكون صفر لان الجسم في هذه الحالة يتحرك باتجاه المماس لحظة الكف عن التأثير وتكون حركته خطية
9 – يكون مقدارها ثابت اذا كانت الحركة الدائرية منتظمة ومتغير اذا كانت الحركة غير منتظمة وفي كالتا الحالتين يكون الاتجاه متغير ولكنها تتجه نحو مركز الدائرة لذا سميت بالقوة المركزي
ملاحظة : وجود القوة المركزية هو تطبيق لقانون نيوتن الأول في الحركة لأنها تعمل على تغيير حالة الجسم
قوة القصور الذاتي
هي قوة مساوية للقوة المركزية بالمقدار ومعاكسة لها بالاتجاه وتؤثر على جسم يختلف عن الجسم الذي تؤثر علية القوة المركزية فهي تطبيق لقانون نيوتن الثالث في الحركة (الفعل ورد الفعل ) وتعتمد على كتلة الجسم ومربع انطلاق الجسم ونصف قطر الدوران وتكون مسؤولة عن عدم السماح للجسم من التحرك
باتجاه مركز الدوران كما انها تساوي القوة المركزية مقدارا وتعاكسها اتجاها كما ذكرنا في النقطة خامسا اعلاه
كيفية حل المسائل المتعلقة بالحركة الدائرية
1 – نرسم الجسم ونبين القوى المؤثرة علية اولا ثم نأخذ القوى التي تتجه نحو مركز الدوران دائما كقوة مركزية
2 – اذا كانت هذه القوى مائلة نحللها الى مركباتها ونأخذ المركبة التي تتجه نحو مركز الدوران كقوة مركزية
3 – اذا كانت تؤثر على الجسم اكثر من قوة نحو مركز الدوران فنجد المحصلة لهذه القوى ( باتجاه واحد نجمعهم باتجاهين متعاكسين نطرحهم )
4 – نساوي القوة او محصلة القوة الى الحد ( ) ونجد ما هو مطلوب من السؤال
5 – يمكن الاستفادة من القوى التي تكون على المحور العمودي لإيجاد بعض المجاهيل التي نحتاج اليها في الحل
ملاحظة \ القوة المركزية اما تكون قوة شد كما في الخيط او الوتر او السلك المربوطة به كرة تدور بدائرة افقية او تكون قوة احتكاك كما في المنعطفات الافقية او تكون قوة رد فعل كما في سكة القطار و جهاز التسلية الدوار او مركبة قوة الشد الافقية كما في البندول المخروطي او المركبة الافقية لرد الفعل (القوة العمودية ) كما في المنعطفات الافقية المائلة .

*** منقول ***
لمتابعة أكثر خارج موقع مسندم.نت...
نرجو زيارة هذا الرابط (( بالضغط هنـــا )) ..