القوة التي تحدد شكل مسار المقذوف المنحني المتكامل تعتبر من الظواهر الطبيعية المهمة التي اعتمد عليها العديد من علماء الفيزياء. تُعرف هذه القوة بثباتها على سطح الأرض، ومن بين القوى الأساسية في الطبيعة نجد الجاذبية الأرضية.
تشمل الجوانب الأخرى المؤثرة في الفهم العلمي مثل الحرارة والرياح والضغط الجوي، حيث تعمل هذه العوامل مجتمعة على مساعدة العلماء في تفسير التغيرات الحادثة في المواد الطبيعية، بما في ذلك تسارع الأجسام وأنماط الحركة المختلفة.
اسم القوة التي تحدد شكل مسار المقذوف المنحني المتكامل
- يدرس الطلاب السعوديون في مناهجهم الخاصة بالفيزياء مدى تأثير القوى التعليمية في البلاد.
- كما تهدف المملكة العربية السعودية إلى تحقيق أعلى مستويات التعليم بحلول عام 2030.
- كان السؤال حول اسم القوة التي تحدد شكل مسار المقذوف المنحني، واحدًا من الأسئلة التي تناولها المنهج.
- وفي الفقرات التالية، سنستعرض المزيد حول هذا العلم المثير.
شاهد أيضاً:
ما هي حركة المقذوفات؟
- تعرف حركة المقذوفات بأنها الحركة التي يتم من خلالها قذف الجسيم مباشرة نحو الأرض.
- تسير هذه الحركة بشكل منحني، وتتأثر بقوى طبيعية متنوعة.
- على الرغم من تأثيرات حركة الهواء، إلا أن العامل الرئيسي المؤثر في حركة الجسم هو وزنه.
- حيث تتجه المؤثرات الرأسية إلى الأسفل، وهو ما يتيح للجسم الاستمرار في الحركة الأفقية على نحو مستقل.
- لذا قام العالم جاليليو بتعريف وتحليل الحركة الأفقية بشكل دقيق في القرن السابع عشر.
- وتم إثبات أن الحركة الأفقية لا تتأثر بالحركة الرأسية.
- وبناءً عليه، فإن كلا الحركتين تعملان بصورة مستقلة عن الأخرى.
- تستند هذه الفرضيات إلى مبدأ الحركة المركبة، الذي يعتمد على عدة عوامل بما في ذلك الإزاحة والعجلة والسرعة.
القوة المؤثرة على مسار المنحنى
- يبحث العديد من الطلاب عن شكل المسار الأساسي للمقذوفات المنحنية.
- ولكي نفهم هذا، يجب أن ندرك أن حركة المقذوفات تتأثر تمامًا بالمعطيات الخارجية.
- تتجلى هذه التأثيرات من خلال الحركة والتسارع.
- يمكننا تحديد العوامل التي تؤثر في الإجابة حول المسار من خلال الجاذبية الأرضية ومقاومة الهواء.
- وقد اتفق العديد من العلماء على أن الجاذبية الأرضية هي العامل الرئيس المؤثر.
- تعمل الجاذبية الأرضية على جذب الأجسام الملقاة من الأعالي نحو سطح الأرض، وقد تم تفسير هذه الظاهرة على يد العالم الإنجليزي نيوتن.
قد يهمك:
ما هي حركة المقذوف؟
- حركة المقذوف هي الحركة التي تُظهر قذيفة لمادة أو جسيم نحو الأرض.
- ويأخذ هذا الجسيم شكل مسار منحني نتيجة تأثير قوة جاذبية الأرض.
- تستند هذه الفرضيات على إهمال مقاومة الهواء.
- تعتبر القوة المؤثرة على الجسيم المقذوف هي وزنه، وهذا ناتج عن القصور الذاتي الخاص به.
تعريف السرعة البدائية
يمكننا التعرف على السرعة البدائية للجسيم من خلال الافتراض بأن الجسيم أُطلق بسرعة ابتدائية محددة، ويجب أن نأخذ في الاعتبار أن مجموع السرعتين الرأسية والأفقية للجسيم يعبر عنه بالمعادلة التالية:
V0X= V0XI+V0YJ
يمكنك حساب الزوايا المرتبطة بزاوية القذف (θ) من خلال المعلومات التالية:
V0X=V0 COSθ.
V0Y= V0 Sinθ
تعريف كميات الحركة
- تُعرف كميات الحركة بأنها الحركة الأفقية التي تتمتع باستقلال كامل عن الحركة الرأسية.
- كما تم ذكره سابقًا، فإن الحركتين لا تؤثران على بعضهما البعض، وهذا يعود إلى مبدأ الحركة المركبة الذي تمت الإشارة إليه.
العجلة
- لا يحدث أي تسارع في الاتجاه العمودي، بل يحدث فقط في الاتجاه الأفقي، حيث تبدو السرعة الأفقية ثابتة.
- أما الحركة الرأسية فهي مشابهة تمامًا لحركة الجسم الساقط بحرية.
تابع معنا:
تعريف السرعة
- تظل السرعة الأفقية للجسيم ثابتة، بينما تزداد السرعة الرأسية عند السقوط.
- الزيادة الخطية تدل على ثبات عجلة الجاذبية أو العجلة الرأسية للأجسام الملقاة.
- من الضروري أن نعرف أن هذه العجلة تتعلق بالاتجاهات الأساسية وفق المعادلات التي تم ذكرها مسبقًا وبالتالي مع الزمن.
الإزاحة
- تُعتبر الإزاحة هي الفترة التي نرغب في التعرف من خلالها على المنحني الطبيعي الذي يتساوى فيه الإزاحة الأفقية والرأسية للجسيم المقذوف.
تعريف أقصى ارتفاع للمقذوف
- يُحقق الجسيم أقصى ارتفاع له عندما يصل إلى القمة، حيث يبقى في هذه القمة لفترة زمنية قد تكون لحظية قبل أن يعود لمستوى الصفر.
- كما ترتبط العلاقة بين الارتفاع والإزاحة في الحركة الأفقية بمعادلة حسابية محددة.
التعرف على أقصى مدى للمقذوف
- يعتمد الحد الأقصى لمدى المقذوف على الكتلة الخاصة به، حيث يتحدد هذا بناءً على الارتفاع الذي يصل إليه وحسب كتل المقذوفات المختلفة.
- ويجب أن تتحرك جميع هذه المقذوفات بنفس السرعة وفي نفس الاتجاه.
- تشير المدة الأفقية للجسيم المقذوف إلى الحد الأقصى للإزاحة الأفقية التي أُطلق بها.
أنواع المقذوفات
مقذوفات رأسية
- تنشأ من السقوط الحر، ولا تتطلب زوايا لتحديدها.
- تُعتبر هذه المقذوفات سهلة الحل ولا تحتاج إلى الكثير من التحليلات.
- هذا يعود لعدم وجود زاوية من الأساس، مما يجعلها لا تحتاج إلى تحديد المتجهات.
- تُعالج وفق الاتجاه الواحد فقط ويمكن حلها عن طريق استخدام الحركة الخطية.
مقذوفات أفقية
تكون بزاوية أكبر من صفر وأقل من تسعين درجة، ومن المهم أن تتوفر لهذه الحركة أشكال عديدة تشمل الزمن وتسارع الجاذبية الأرضية، وتحديد السرعة الابتدائية والنهائية، بالإضافة إلى السرعة الأفقية والإزاحة الرأسية ومجمل مدة الإزاحة الأفقية.