0 تصويتات
في تصنيف حلول دراسية بواسطة (265ألف نقاط)

الوحده الاولى ثالث ثانوية 

الخطــوات:
1) افرض أن الرجل قذف حجراً بسرعة معينة فسقط عند (أ).
2) افرض أن الرجل قذف الحجر بسرعة أكبر. ماذا نلاحظ؟
المشاهـدة:
يسقط الحجر سقوطاً حراً عند نقطة أبعد من أ ولتكن ب ثم ج‍ أي تزداد المسافة الأفقية التي يقطعها قبل أن يصل لسطح الأرض.
الاستنتاج:
بزيادة السرعة تزداد المسافة الأفقية التي يقطعها الحجر فيسقط سقوطاً حراً على طول مسار منحني حتى يصل للأرض حتى حد معين للسرعة يجعل بعده أو ارتفاعه عن سطح الأرض المنحنى ثابتاً.وإذا لم توجد مقاومة هواء فإن الحجر سيدور حول الأرض.
∴عند قذف القمر الصناعي بسرعة أفقيه فإن المدى الذي يقطعه أفقياً يعتمد على مقدار سرعته وعند سرعة مناسبة (سرعة دورانه 8كم/ث) فإن القمر يدور حول الأرض في مسار دائري له نصف قطر ثابت وبسرعة ثابتة.
شروط إطلاق القمر الصناعي:
1) يطلق أفقياً بسرعة8كم/ث(تسمى سرعة الدوران حول الأرض(أو السرعة المدارية).
2) يوضع على ارتفاع 150كم من سطح الأرض.
توضع الأقمار الصناعية على ارتفاع معين (150كم) من سطح الأرض.
حتى تصبح بعيده عن مقاومة الهواء الجوي لأنه في حالة وجود مقاومة الهواء عند سرعته الهائلة هذه فإن القمر ينصهر أي يتحول الحديد إلى سائل.
ولا يعني ذلك أنه يوضع خارج نطاق الجاذبية حتى يدور لأن الجاذبية الأرضية لا تنعدم.
سرعة دوران قمر صناعي حول الأرض ثابتة ولا تتأثر بالجاذبية بالرغم من وجودها.
لأنه يتحرك في اتجاه عمودي على اتجاه قوة الجاذبية الأرضية فلا تتأثر مقدار سرعته ولكن يتأثر اتجاه السرعة فيتحرك موازياً لسطح الأرض وبسرعة ثابتة.


كلما أقترب القمر من الأرض زادت سرعته وأقرب قمر صناعي للأرض يحتاج 90 دقيقة ليكمل دوره كاملة حول الأرض.
حساب سرعة القمر الصناعي اللازمة لاستمراره في مداره:
عند دوران القمر فإنه يكون متزناً تحت تأثير قوتين متساويتين ومتضادتين.
(1) قوة جذب الأرض له. (2) القوة الجاذبة (الطاردة) المركزية الناشئة عند دورانه.
∴ عند الاتزان: قوة جذب الأرض = القوة الطاردة المركزية.
ج × = كقمر ×
∴ع2 = ج
ومنها ع = ج ك أرض
م/ ث أو كم/ث
نق مدار
حيــــث ج ثابت لجذب العام ويساوي 6.67 × 10-11 نيوتن. م2/ كجم2
ك كتلة الأرض ويساوي 6 × 2410كجم
نق مدار نصف قطر المدار للقمر= نق للأرض+ ارتفاع القمر عن سطح الأرض (ل)
نق الأرض = 6400 كيلومتر.

من العلاقة يتضح أن السرعة المدارية القمر تعتمد على نصف قطر المدار (بمعنى أدق ارتفاع القمر عن سطح الأرض) حيث تتناسب السرعة عكسياً مع الجذر التربيعي لنصف قطر المدار بمعنى تزداد السرعة كلما قل نصف قطر المدار وتقل كلما زاد نصف القطر.
سؤال وزاري توضيحي
قمر صناعي يدور حول الأرض على ارتفاع 200 كيلومتر فوق سطح الأرض. احسب السرعة المدارية للقمر إذا كان نصف قطر الأرض 6400 كيلومتر وكتلة الأرض 6×2410 كجم وثابت الجذب العام 6.67× 10-11 نيوتن. م2/ كجم2
الإجابة النموذجية
ج = 6.67 × 10-11 نيوتن. م2/ كجم2 ك = 6 × 2410 كجم
نق أرض = 6400 كم
نق مدار = نق للأرض + (ل)
=6400 كم + 200 = 6600كم = 6600× 310م = 66× 510م
∵ ع = ∴ ع = = 0.606 × 810 = 0.78× 410م/ث
في حالة طلب السرعة بوحدة الكيلومتر/ث
ع= 0.78 × 410× 10-3 = 0.78 × 10 = 7.8 كم/ث
سؤال وزاري توضيحي
احسب ارتفاع قمر صناعي عن سطح الأرض علماً بأن سرعته المدارية 7.6كم/ث ونصف قطر الأرض 6400 كيلومتر وكتلة الأرض 6×2410 كجم.
الإجابة النموذجية
ل = ؟ ع = 7.6كم/ث=7.6×310م/ث نق الأرض = 6400كم= 6400×310 = 64 × 510م
ج = 6.67 × 10-11
∵ ع =
∴ 7.6 × 310 =
بتربيع الطرفين: 57.76 × 610 =
∴ نق مدار = = 0.6.9× 710 = 69 × 510م
∵ نق مدار= نق للأرض + ل
∴ 69 × 510 = 64× 510 + ل
ل = 69× 510 – 64 × 510 = 5 × 510م = 5× 510× 10-3 = 5 × 210 = 500 كم
كمية التحرك الزاوي:
سبق دراسة حركة الأجسام وعرفنا أن هناك نوعان للحركة:
حركة خطية:
فيها يتحرك الجسم في خط مستقيم بسرعة خطية (ع).
حركة دائرية(زاوية):
فيها يتحرك الجسم حول محور ثابت مثل حركة باب- شباك – قمر صناعي بسرعة زاوية ().
تعريـف السرعة الزاوية( ):
هي معدل تغير الإزاحة الزاوية (الدورانية) بالنسبة للزمن.
حيث: = زاوية نصف قطرية / ث وأيضاً = زاوية نصف قطرية/ث
تعريف كمية التحرك الزاوي:
عبارة عن حاصل ضرب عزم القصور الذاتي الدوراني في السرعة الزاوية.
كمية التحرك الزاوي = I
حيث I عزم القصور الذاتي
خاصية القصور الذاتي (في حالة الحركة الخطية):
هي مقاومة الجسم للتغير في حالته من حيث السكون أو الحركة الخطية.
∴ القصور الذاتي الدوراني:
هي مقاومة الجسم لعزم القوة التي تحاول أحداث تغيير في حالة حركة الجسم الدروانية.
قانون حفظ (بقاء) كمية التحرك الزاوي:
"تظل كمية التحرك الزاوي لجسم (أو عدة أجسام) ثابتة ما لم تؤثر عليها عزوم دوران خارجية"
أو بمعنـى آخـر: بدون عزم خارجي فإن حاصل ضرب عزم القصور الدوراني في السرعة الزاوية لأي جسم عند أي لحظة تظل ثابتة.
ولتوضيح القانون (المبدأ) نقم بالنشاط الآتـــي:
تجربــة:
الخطـــوات المشاهـــدة
1- أدر عجلة دراجة هوائية حول محورها.
2- استمر في تدويرها بقوة وحاول إيقافها يصعب إدارتها أولاً وفي الحالة الثانية يصعب إيقاف العجلة.
الاستنتاج:الجسم (العجلة) يحاول مقاومة أي تغيير لحالته الدورانية حول محوره حيث أن معظم كتلتها تتركز في الإطار البعيد عن مركز الدوران.
أهمية القانون (المبدأ)
1) يفسر دوران الأرض حول الشمس حيث يظل محور دوران الأرض ثابت بالنسبة للكون المحيط.
2) يفسر دوران الكواكب حيث يتنبأ بوقت حدوث خسوف القمر ومكان حدوثه على سطح الأرض.
3) يفسر دوران الالكترونات حول النواة في الذرات.
حركــــــــــــــة المقذوفـــــــــــــــــــــــات
عند إطلاق جسم مقذوف (قذيفة / صاروخ) في مستوى رأسي لأعلى باتجاه يميل إلى المستوى الأفقي بزاوية(هـ) وتسمى زاوية القذف وبسرعة ابتدائية (ع0) فإن الجسم المقذوف يكون واقع تحت تأثير وزنه فقط مع إهمال مقاومة الهواء لصغرها.
الشكل يبين حركة مقذوف بعمد عملية قذفه.
في هذه الحالة لحركة الأجسام نحلل سرعة الجسم المقذوف (ع0) إلى مركبتين متعامدتين هما:
(1) مركبة أفقية توازي المحور م س: (ع . س)
حيث ع0 س = ع. جتاهـ
وتعتبر هذه السرعة منتظمة أي ثابتة حيث د = صفر في هذه الحالة لعدم تأثر المقذوف بقوة الجاذبية أفقياً.
(2) مركبة رأسية توازي المحور م ص (ع0ص)
حيث ع0ص= ع0 جاهـ
تعتبر هذه السرعة متغيرة وتنعدم عندما يصل المقذوف إلى أقصى ارتفاع عن سطح الأرض.
∴تعتبر حركة المقذوفات محصلة حركتين مستقلتين في وقت واحد:
(1)الحركة الرأسية:
حيث يتحرك المقذوف بعجلة تساوي عجلة الجاذبية الأرضية وتعاكسها في الاتجاه (د=- 9.8 م/ث أو تقريباً د= -10م/ث) وبسرعة ابتدائية ع. ص=ع. جاهـ
وبتطبيق معادلات الحركة في خط مستقيم نوجد منها:
(أ‌) زمن وصول المقذوف للذروة:
أي زمن وصول المقذوف لأقصى ارتفاع.
حيث نطبــق عص = ع0 جاه‍ + دز.
ومنها نوجد ز على اعتبار عص = صفر في هذه الحالة.
(ب‌) ذروة القذف:
أي أقصى ارتفاع وصل إليه المقذوف.
حيث نطبــق فص = (ع0 جاه‍( ز + دز2.
ومنها نوجد فص بمعلومية ز
أو نطبــق ع2ص=(ع0 جاه‍(2+2دفص –
إذا لم يعطِ ز على اعتبار عص = صفر
(ج)زمن وصول القذيفة للهدف:
أي زمن عودة المقذوف إلى نفس السطح الأفقي الذي قذف منه.
حيث نطبق: 1) ز هدف=2×ذروه(على اعتبار أن ز هدف =زصعود+زهبوط)أي ضعف زمن الذروة.
أو 2) ف ص = (ع. جاهـ) ز + د ز2
على اعتبار ف ص = صفر في هذه الحالة لأنه رجع إلى المستوى الأفقي.
(1) الحركة الأفقية:
حيث عجلة المقذوف منعدمة في هذه الحالة أي يتحرك أفقياً بسرعة ثابتة أو منتظمة ع0س
وبتطبيق معادلات الحركة نوجد منها:
(د) المـدى الأفقـي:
أي المسافة التي قطعها الجسم المقذوف على المحور السيني حتى يصل إلى نقطة الهدف أو هي بعد الهدف عن مكان إطلاق المقذوف.
حيث نطبق فس = (ع. جتاه‍( ز-
ومنها نوجد ف س بمعلومية زمن الوصول للهدف
إيجاد سرعة الجسم المقذوف عند أي لحظة زمنية:
إذا طلب منك سرعة الجسم بعد أي فترة زمنية تحدد في المسألة نتبع الآتي:
1) نوجد السرعة الأفقية الثابتة عس = ع0 جتاهـ
2) نوجد السرعة الرأسية المتغيرة عص = ع. جاهـ + دز
3) نوجد محصلة السرعتين المتعامدتين ع = ع2س + ع2ص
حيث ع سرعة الجسم المقذوف عند أي لحظة.
إذا أطلق الجسم المقذوف أفقياً من قمة جبل أو هضبة – طائرة فــــإن:
1) زاوية القذف (هـ) = صفر.
2) ز هدف = ز ذروه.
3) د = + 10م/ث2
سؤال وزاري توضيحي
قذف جسم بسرعة ابتدائية مقدارها 12م/ث في اتجاه يصنع زاوية 530 مع المستوى الأفقي. احسب:
1) أقصى ارتفاع يصل إليه الجسم المقذوف.
2) الزمن اللازم لوصول الجسم لأقصى ارتفاع.
3) المسافة التي يصل إليها الجسم إلى الهدف (المدى الأفقي).
4) سرعة الجسم بعد قذفه بثانيه واحدة.
5) مثل حركة الجسم بالرسم البياني. (اعتبر عجلة الجاذبية 10م/ث2)
الإجابة النموذجية
ع0 = 12 هـ = 530 د = -10
1) ∵ ع2 ص = (ع0جاهـ)2 + 2 دف ص
صفر = (12 × )2 -2× 10× فص
20فص = (6)2
فص = = 1.8 م
2) ∵ ع ص = (ع. جاهـ) + د ز
∴ صفر = 12 × -10 × ز
10ز = 6 ∴ ز = = 0.6 ث
3) لحساب المدى الأفقي نوجد زمن الوصول للهدف.
∵ فص = (ع. جاهـ) ز + دز2
∴ صفر = (12 × × ز - × 50 × ز2
5ز2 = 6ز
بالقسمة على ز ∴ 5ز = 6 ز = = 1.2 ثانية.
حــل ثــانٍ: ∵ ز هدف = 2 × ز ذروه
∴ ز هدف = 2 × 0.6 = 1.2 ثانية
∵ ف س = ع. جتاهـ ز
∴ فس =12 × × 1.2
فس = 7.2 3 = 12.5 م
4) عس = ع.جتاهـ = 12 × = 6 3 م / ث = 10.4 م/ث
عص = ع.جاهـ + دز
عص = 12 × -10 × 1
عص = -4م/ث (الإشـارة تعني أن المقذوف يهبـط إلـى الأسفـل)
∵ ع = ع2س + ع2ص
∴ ع = (10.4)2+ (-4)2= 108.2 + 16 = 124.2 = 11.14 م/ث
سؤال وزاري توضيحي
أطلق مقذوف بسرعة ابتدائية في اتجاه يميل بزاوية 545 على المستوى الأفقي فوصل إلى أقصى ارتفاع 4000م. احسب:
1) الزمن اللازم لوصوله إلى هذا الارتفاع.
2) المدى الأفقي.
3) سرعته بعد مرور 8 ثوان من لحظة القذف.
الإجابة النموذجية
لاحظ: يجب إيجاد السرعة الابتدائية أولاً.
ه‍ = 45 فص = 4000م
1) ع2ص = (ع. جاهـ)2 + 2د ف ص
صفر = (ع0 × )2 -2 × 10× 4000
80000 =
= 80000 × 2 = 160000
∴ ع0 = 160000 = 400 م/ث
∵ عص = ع.جاهـ - دز
صفر = 400 × -10ز
10ز = ز = = 28.28 ث
2) ∵ فص = (ع.جاهـ) ز + د ز2
صفر = 400 × × ز - × 10ز2
5 ز2 = ز
بالقسمـة على 5 ز ∴ ز = =56.56 ث
حــل ثـــانٍ: ∵ ز هدف = 2 × ز ذروه
∴ ز هدف = 2 × 28.28= 56.56 ث
∵ ف س = ع0جتاهـ ز
∴ ف س = 400 × × = = 16000م
3) ع س = ع.جتاهـ = 400 × = = 282.8 م/ث
ع ص = ع.جاهـ + دز
ع ص = 400 × -10 × 8 = 282.8 – 80 = 202.8 م/ث
∵ ع = ع2س+ ع2ص
∴ ع = (282.8)2 + (202.8)2 = 348 م/ث
سؤال وزاري توضيحي
قذف مدفع قذيفة لأعلى باتجاه يميل على الأفق بزاوية 530 فإذا كانت سرعة القذيفة الرأسية بعد مرور 4 ثوان من لحظة القذف 80م/ث. أوجد:
1) الارتفاع التي وصلت إليه في نفس الزمن.
2) أقصى ارتفاع وصلت إليه القذيفة.
3) البعد بين مكان سقوطها على الأرض والمدفع (المدى الأفقي).
4) سرعة ارتداد المدفع علماً بأن كتلته 20طن وكتلة القذيفة 100كجم.
الإجابة النموذجية
هـ = 30 ع ص = 80م/ث ز= 4
1) نوجد أولاً ع0 ∵ ع ص = ع1جاهـ + دز
80 = ع0 × - 10 × 4
∴ 80 + 40 = 120 = ع0 = 120× 2 = 240م/ث
∵ ف ص = (ع.جاهـ) ز + دز2
∴ فص = 240 × × 4 - × 10× 4 × 4
= 480 – 80 = 400م
حل ثانٍ: ∵ ع2ص = (ع.جاهـ)2 + 2 دفص
∴ (80)2 = (240× )2 – 2 ×10× فص
6400 = 14400 – 20فص
20فص = 14400 – 6400
∴ ف ص = = 400 م
2) ∵ ع ص= ع.جاهـ + دز
صفر = 240 × - 10ز
10ز = 120 ز = = 12ث
∵ فص = (ع. جاهـ) ز + دز2
فص = 240× × 12 – × 10 × 12 × 12
= 1440 – 720 = 720 م
3) ∵ ز هدف = 2× ز ذروه
ز هدف = 2 × 12 = 24ث
حل ثانٍ: ∵ فص = (ع جاهـ) ز + د ز2 ∴ صفر = 240 × × ز - × 10× ز2
5ز2 = 120 ز
بالقسمة على 5 ز ز = = 24ث
∵ فص = ع جتاهـ ز ∴ فس = 240 × × 24
= 2880 3 = 4988.3م
4) ك1= 2طن= 2 × 1000 = 2000كجم ك2 = 100كجم ع1= ؟
∵ كت صاروخ = - كت قذيفة ∴ك1× ع1= - ك2× ع2
2000× ع1= - 100× 240 ∴ ع1 = = -12 م/ث
الإشارة السالبة تعني أن سرعة الارتداد في اتجاه معاكس لحركة القذيفة.
سؤال وزاري توضيحي
أطلق صاروخ من طائرة هيلوكبتر أفقياً بسرعة 100م/ث فسقط على بعد 2كم من المسقط الرأسي للطائرة . احسب:
1) زمن وصولها لهذا البعد.
2) ارتفاع الطائرة لحظة إطلاق الصاروخ.
الإجابة النموذجية
ع.= 100 ف س = 2كم = 2 × 1000 = 2000م هـ = صفر د = 10
1) ∵ ف س = ع0 جتاهـ ز 2000 = 100 × 1 × ز
ز = = 20ث
2) ∵ ز هدف = ز ذروه في هذه الحالة فقط.
∴ زذروه = 20ث
∵ فص = (ع.جاهـ)ز + د ز2
∴ فص = 100× صفر × 20 + × 10 × 20 × 20
فص = صفر + 2000 = 2000م
تعاريف
1) كمية التحرك الخطي: كمية فيزيائية تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته.
وتتوقف كمية التحرك على عاملين: (1) كتلة الجسم. (2) سرعة الجسم.
2) قانون حفظ كمية التحرك الخطي: كمية التحرك الكلية للأجسام المتصادمة قبل التصادم تساوي كمية التحرك الكلية لها بعد التصادم.
3) التصادم المرن: هو التصادم الذي تكون فيه مجموع الطاقة الحركية للأجسام المتصادمة قبل التصادم مساوية لمجموع الطاقة الحركية لها بعد التصادم.
4) التصادم غير المرن: هو التصادم الذي تكون فيه الطاقة الحركية للأجسام المتصادمة بعد التصادم أقل من طاقتها الحركية قبل التصادم.
5) التصادم في بعد واحد: هو التصادم الذي فيه يتحرك الجسمان بعد التصادم على نفس الخط المستقيم كما قبل التصادم.

 

1 إجابة واحدة

0 تصويتات
بواسطة (265ألف نقاط)
 
أفضل إجابة

الوحده الاولى ثالث ثانوية 

اسئلة متعلقة

0 تصويتات
1 إجابة
مرحبًا بك إلى منارة الثقافة، حيث يمكنك طرح الأسئلة وانتظار الإجابة عليها من المستخدمين الآخرين. جولة نيوز الثقافية موقع يستحق أن تزوره وتطرح سؤالك.
...