بحث عن حركة المقذوف وقوانينه، الحركة هي إحدى الخصائص الفيزيائية المكانية ، وتعبر عن متوسط تغير الجسم أو المادة من مكان معين إلى آخر ، وهناك ثلاثة أقسام رئيسية للحركة ، وهي الحركة الدورانية ، والحركة الأفقية ، والحركة التذبذبية ، وهناك أنواع أخرى من الحركة مثل المقذوفات ، ومن خلال موقعنا سوف نقوم بتضمين بحث عن حركة القذيفة وقوانينها وكافة تفسيراتها المختلفة.
مقدمة بحث عن حركة المقذوف
في علم الفيزياء ، يمكن تعريف حركة المقذوفات بأنها العلم الذي يهتم بدراسة حركة أي جسم مقذوف في الهواء ، بحيث يخضع لتأثير تسارع جاذبية الأرض فقط ، وفي بشكل عام ، تُعرَّف الحركة بأنها تغيير يحدث في موضع الجسم من مكان إلى آخر يختلف تمامًا عنه في فترة زمنية محددة ، وحركة عدة أنواع مثل الحركة الانتقالية التي تكون على طول خط أو منحنى ، والحركة الدورانية التي تغير اتجاه الجسم ، وفي كلتا الحالتين جميع نقاط الجسم لها نفس السرعة والتسارع ، وجميع الأجسام تخضع لقوانين نيوتن للحركة.
في مناقشتنا لحركة المقذوفات ، سنبدأ المحادثة بتعريف المقذوفات ، ثم شرح مبسط لحركة المقذوفات ، وأمثلة توضيحية لها من الحياة العملية ، وننتقل إلى قوانين حركة المقذوفات العمودية ، وقوانين المقذوفات. الحركة بزاوية منتهية بالعوامل التي تؤثر على حركة المقذوفات.
في حالة السقوط الحر تكون السرعة الابتدائية
بحث عن حركة المقذوف
هناك العديد من أنواع الحركة التي تحيط بنا في حياتنا العملية ، وكلها تخضع لقوانين نيوتن للحركة ، ومن أشهرها حركة المقذوفات ، والتي يمكن تلخيصها على النحو التالي:
ما هي المقذوفات
المقذوفات بالإنجليزية: projectile motion إنها أجسام حرة تتحرك تحت تأثير جاذبية الأرض بسرعة معينة وبشكل مستمر بسبب القصور الذاتي وتسارع جاذبية الأرض ، وثانيًا ، يكون تسارع جاذبية الأرض نحو الأسفل ويساوي 9.8 م /ث²، والجسم الملقى في الهواء يسمى المقذوف وحركته إما رأسية لأعلى وتسمى السقوط الحر ، أو الزاوي بحيث تكون سرعته ثابتة ، وهناك العديد من الأمثلة على أنواع المقذوفات ، مثل الجسم الذي يتم إسقاطها من السكون ، أو رميها رأسياً لأعلى ، أو رميها لأعلى بزاوية مع المحور الأفقي ، حيث تتأثر جميعها بقوة جاذبية الأرض ، حيث أن تأثير مقاومة الهواء على الجسم المقذوف لا يكاد يذكر.
شرح حركة المقذوفات
المقذوف هو المسار الذي تسلكه القذيفة في لحظة الإطلاق ، بحيث لا تتأثر في هذه اللحظة بسرعتها الأولية ، والسرعة الأولية هي السرعة التي يتم بها إطلاق الجسم ، ويمكن فهم ذلك من خلال الرمي. جسم بعيد في الهواء ، وعندما يصل هذا الجسم إلى أعلى سرعته ، يبدأ في السقوط حتى يصل إلى الأرض ، وتتبع حركة المقذوفات معظمها في شكل مكافئ ، حيث يمكن إطلاق الجسم عموديًا لأعلى ، ويمكن أيضًا إطلاقه لأعلى ولكن بزاوية باتجاه الأفق ، والشرط الوحيد في كلتا الحالتين هو أن يكون تأثير مقاومة الهواء ضئيلًا ، وعند إهمال مقاومة الهواء ، فإن القوة الوحيدة التي تؤثر على جسم المقذوف هي القوة من جاذبية الأرض ، أي وزن الجسم ، ويؤثر على الجسم عموديًا باتجاه مركز الأرض ، أي إلى الأسفل ، بينما لا يتأثر الجسم بأي قوى في الاتجاه الأفقي ، واتجاه قوة جاذبية الأرض في حالة القذيفة لأسفل باتجاه مركز الأرض ، وتتناسب هذه القوة عكسًا مع مربع مسافة الجسم من مركز الأرض.
أمثلة على المقذوفات
المقذوف هو أي جسم يتحرك بسرعة معينة ويخضع لتأثير وزنه فقط ، ومن بين الأمثلة المختلفة للمقذوفات ما يلي:
- حركة الرصاصة بعد إطلاقها من البندقية.
- حركة المقذوف بعد سقوطه من الطائرة.
- حركة قنبلة بعد إطلاقها من مدفع.
- حركة الصاروخ بعد استخدام الوقود.
- حركة كرة السلة بعد أن يرميها اللاعب نحو المرمى.
- حركة تدفق المياه من نافورة أو من خرطوم مياه.
- حركة سقوط الجسم في السقوط الحر.
قوانين حركة المقذوفات
تتأثر المقذوفات بقوة جاذبية الأرض فقط ، حيث لا تتأثر بأي قوة أفقية أخرى ، والسرعة النهائية عند أقصى ارتفاع للقذيفة تساوي صفرًا لأن السرعة الرأسية لجسم المقذوف تصاعدي ، وتسارعها يساوي إلى أسفل ، وفيما يلي ثلاثة قوانين أساسية للمقذوفات العمودية:
القانون الأول
يتم التعبير عن القانون الأول في حركة المقذوفات العمودية على النحو التالي:
- السرعة النهائية م/ث = السرعة الأولية م/ث + تسارع الجاذبية الأرضيةم/ث^2 × الوقت الإجمالي ث
القانون الأول معبر عنه رياضيًا ورمزيًا على النحو التالي:
- أ2 = ص1 – جـ × ز
أين:
- A2: يمثل السرعة النهائية.
- A1: يمثل السرعة الأولية.
- C: يمثل تسارع الجاذبية الأرضية ، وقيمته الثابتة تساوي 9.8 للعجلة الرأسية للقذيفة.
- Z: يمثل الوقت الإجمالي.
القانون الثاني
يتم التعبير عن القانون الثاني في حركة المقذوفات العمودية على النحو التالي:
- التغيير في الإزاحة الرأسية م = السرعة الابتدائية م/ث × الوقت الإجمالي ث – 0.5 × تسارع الجاذبية الأرضيةم/ث^2 × مربع الوقت الإجمالي ث.
يتم التعبير عن القانون الثاني رياضياً ورمزيًا على النحو التالي:
- Δ ص = ع1× ز – 0.5 × جـ × ز ^ 2
أين:
- Δ ص: يمثل التغيير في الإزاحة الرأسية الإزاحة الرأسية النهائية – الإزاحة الرأسية الابتدائية.
- A1: يمثل السرعة الأولية.
- C: يمثل تسارع الجاذبية الأرضية ، قيمة ثابتة تساوي 9.8 م / ث ^ 2 للتسارع الرأسي للقذيفة.
- Z: يمثل الوقت الإجمالي.
القانون الثالث
يتم التعبير عن القانون الثالث في حركة المقذوفات العمودية على النحو التالي:
- مربع السرعة النهائية م/ث = مربع السرعة الابتدائية م/ث – 2 × تسارع جاذبية الأرضم/ث^2 × التغيير في الإزاحة الرأسية م.
القانون الثالث معبر عنه رياضيًا ورمزيًا على النحو التالي:
- أ2^ 2 = ص1^ 2 – 2 × جـ × Δ ص
أين:
- A2: يمثل السرعة النهائية.
- A1: يمثل السرعة الأولية.
- C: يمثل تسارع الجاذبية الأرضية ، وهي قيمة ثابتة تساوي 9.8 للعجلة الرأسية للقذيفة.
- Δ ص: يمثل التغيير في الإزاحة الرأسية الإزاحة الرأسية النهائية – الإزاحة الرأسية الابتدائية.
قوانين مقذوفات الحركة بزاوية
قوانين حركة المقذوف بزاوية هي نفسها قوانين الحركة عند تسارع ثابت ، لكن الاختلاف هو أن الجسم المقذوف يتحرك بزاوية ، وفيما يلي أهم قوانين حركة المقذوف بزاوية:
القانون الأول
يتم التعبير عن القانون الأول للحركة الزاوية على النحو التالي:
- سرعة المحور السيني م/ث = السرعةم/ث × جيب التمام للزاوية بين حركة المقذوف والمحور الأفقي
القانون الأول معبر عنه رياضيًا ورمزيًا على النحو التالي:
- أس = ע× טטאθ
أين:
- أس: يمثل سرعة المحور السيني السرعة الأفقيّة هِي سرعة ثابتة، أي لا يوجدُ أي تسارع في الاتجاه الأفقي.
- ج: يمثل السرعة.
- जता θ: جيب الزاوية الكلية بين المحور الأفقي وحركة المقذوف.
القانون الثاني
يتم التعبير عن القانون الثاني للزخم الزاوي على النحو التالي:
- سرعة المحور ص م/ث = السرعةم/ث × جيب الزاوية بين حركة المقذوف والمحور الأفقي
يتم التعبير عن القانون الثاني رياضياً ورمزيًا على النحو التالي:
- أص = ע× עθ
القانون الثالث
يتم التعبير عن القانون الثالث للحركة الزاوية على النحو التالي:
- الإزاحة الأفقية للقذيفة متر = السرعة الأفقية الأوليةم/ث× الوقتث
القانون الثالث معبر عنه رياضيًا ورمزيًا على النحو التالي:
- س = عس × ض
العوامل المؤثرة على حركة المقذوفات
هناك عدة عوامل قد تؤثر على حركة المقذوفات ، ومنها ما يلي:
- السرعةُ الابتدائيّة: توجد علاقة طردية بين السرعة الابتدائية أو السرعة الابتدائية للجسم مع الإزاحة الأفقية.
- الارتفاع: هناك علاقة مباشرة بين الارتفاع والإزاحة الأفقية ، فكلما زاد ارتفاع الإسقاط ، زادت حرية الإزاحة الأفقية.
- الجاذبية الأرضيّة: هناك علاقة عكسية بين جاذبية الأرض والمسافة التي تقطعها المقذوفة ، لذا فكلما قل تأثير جاذبية الأرض ، زادت المسافة التي تقطعها المقذوفة.
- زاوية القدف: هناك علاقة مباشرة بين زاوية المقذوف والارتفاع ، فكلما زادت زاوية المقذوف ، زادت المسافة الأفقية التي تقطعها المقذوفة وارتفاع ووقت الطيران.
استنادًا إلى قانون نيوتن الثالث ، تكون القوى دائمًا في أزواج
خاتمة بحث عن حركة المقذوف
المقذوفات هي أجسام لا تخضع لأية قوة أفقية ، لأنها تتحرك تحت تأثير الجاذبية الأرضية فقط ، بحيث يكون اتجاه الجاذبية لأسفل وبقدر ثابت من التسارع ، وتكون حركة المقذوف عموديًا لأعلى متبوعة بحرية السقوط ، أو الحركة الزاوية ، والسرعة النهائية عند أقصى ارتفاع للقذيفة تساوي صفرًا لأن السرعة الرأسية للقذيفة تصاعدية ، بينما تسارعها الثاني لأسفل ، مما يقلل من سرعتها ، وتخضع المقذوفات العمودية لثلاثة أساسية في حين تخضع المقذوفات ذات الحركة الزاوية لقوانين الحركة ذات التسارع الثابت ، حيث تتحرك المقذوفة بزاوية ، لأن متجه السرعة يصنع زاوية مع المحور الأفقي ، ويتم تحليل سرعته إلى مركبتين باستخدام الدالة المثلثية ، بحيث تكون المركبة الأفقية للناقل على المحور السيني ، بينما تكون المركبة الرأسية للناقل على المحور الصادي ، وهناك عدة عوامل قد تؤثر على حركة المقذوفات من زاوية الإخراج ، السرعة والتسارع وجاذبية الأرض.
إذا دفعت صندوقًا كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن ، فما العجلة …