حركة المقذوف - فيزياء 1 - أول ثانوي

الفصل 6 الحركة في بعدين Motion in Two Dimensions ما الذي ستتعلمه في هذا الفصل؟ . تطبيق قوانين نيوتن، وما تعلمته عن المتجهات لتحليل الحركة في تعدين. . حل مسائل تتعلق بحركة المقذوفات والحركة الدائرية. حل مسائل تتعلق بالسرعة النسبية. الأهمية إن وسائل النقل والألعاب في مدينة الألعاب لا تخلو من آلات أو أجزاء آلات تتحرك على شكل مقذوفات أو تتحرك حركة دائرية أو تتأثر بالسرعة النسبية. أرجوحة دوارة قبل أن تبدأ هذه الأراجيح في الدوران تكون المع المقاعد معلقة رأسيا، وعندما تتسارع تتأرجح المقاعد بعيداء مائلة بزاوية ما عندما تدور هذه الأراجيع سرعة ثابتة المقدار، هل يتكون لها تسارع 160

تجربة استهلالية كيف يمكن وصف حركة المقذوفة التحليل سؤال التجربة هل يمكنك وصف حركة مقذوف في كيف تتغير سرعة الكرة في الاتجاه الرأسي ؟ هل تزداد كلا الاتجاهين الأفقي والرأسي؟ الخطوات الت 1 استعن بخلفية مقسمة إلى مربعات على تصوير كرة مقذوفة بالفيديو، على أن تبدأ حركتها بسرعة في الاتجاه الأفقي فقط. 2 الشئ الرسوم البيانية واستخدمها ارسم موقع الكرة كل 0.15 على ورقة رسم بياني. 3. أرسم شكلين للحركة : أحدهما يوضح الحركة الأفقية للكرة، والآخر يوضح حركتها الرأسية. أو تنقل أو تظل ثابتة؟ كيف تتغير سرعة الكرة في الاتجاه الأفقي؟ هل تزداد أو نقل أو تظل ثابتة ؟ التفكير الناقد صف حركة جسم يقدف أفقياً. 6-1 حركة المقذوف Projectile Motion الأهداف تلاحظ أن الحركتين الأفقية والراسية للمقذوف مستقلنان. تربط بين أقصى ارتفاع يصل إليه المقذوف ورمن تحليقه في الهواء، وسرعته الابتدائية الراسية باستعمال الحركة الرأسية. إذا راقبت كرة قدم قدمت أو ضفدعا يقفز فوف تلاحظ أنهما يتحركان في الهواء في مسارات متشابهة، كما في حركة السهام والطلقات بعد قذفها. وكل مسار من هذه المسارات عبارة عن منحنى يتحرك الجسم فيه إلى أعلى مسافة ماء ثم يغير اتجاهه بعد فترة ويتحرك إلى أسفل، وربما تكون معتادا على رؤية هذا المنحنى الذي يُسمى في الرياضيات القطع المكافي. يسمى الجسم الذي يطلق في الهواء مقذوفا. ما القوى التي تؤثر في الجسم المقذوف بعد إطلاقه؟ يمكنك رسم مخطط الجسم الحر للمقذوف، وتحديد كل القوى المؤثرة فيه. فبغض النظر عن كتلة الجسم المقذوف، فإنه عند إطلاقه واكتسابه سرعة ابتدائية، وبإهمال قوة مقاومة الهواء تكون القوة الوحيدة التي تؤثر فيه في أثناء حركته في الهواء هي قوة الجاذبية الأرضية، وهذه القوة هي التي تجعله يتحرك في مسار منحن أو على شكل قطع مكافي. إن حركة الجسم المدى الأفقي الزمن التحليق المقذوف في الهواء تسمى مسار المقذوف، وإذا عرفت السرعة الابتدائية للمقذوف فتمكن من حساب مار الجسم. www . تحدد المدى الأفقي باستعمال الحركة الأفقية. تفسر كيف يعتمد شكل مسار المقذوف على الإطار المرجعي الذي يلاحظ منه. المفردات المقذوف مسار المقذوف وزارة التعليم

السقوط من فوق الحالة السنة استقلالية الحركة في بعدين Independence of Motion in Two Dimensions أحضر كرتين: كتلة إحداهما إذا وقف طالبان أحدهما أمام الآخر وتقاذفا الكرة، فما شكل مسار حركة الكرة في الهواء كما تشاهده؟ إنه مسار منحن ( قطع مكافى)، كما تعلمت سابقا. تُرى، لماذا تتخذ الكرة هذا ضعف كتلة الثانية. 1 توقع أي الكرتين ستحصل الأرض. المسار ؟ تخيل أنك تقف مباشرة خلف أحد اللاعبين وتراقب حركة الكرة عندما تضرب، أولاً عندما تدخر جهما على سطح بم تُشبه حركتها ؟ ستلاحظ أنها تصعد إلى أعلى، ثم تعود إلى أسفل كأي جسم يُقذف رأسيا طاولة بحيث تكون سرعتاهما إلى أعلى في الهواء. ولو كنت تراقب حركة الكرة من منطاد مرتفع فوق اللاعبين، فأي متساويتين، على أن يسقطا حركة تشاهد عندئذ ؟ ستلاحظ أن الكرة تسير أفقيًا بسرعة ثابتة من لاعب إلى آخر، كأي عن الحافة في اللحظة نفسها؟ جسم ينطلق بسر رعة أفقية ابتدائية، مثل حركة قرص مطاطي على جليد ناعم إن حركة المقذوف هي تركيب لهاتين الحركتين. 2 توقع أي الكرتين تكون أبعد عن الطاولة لحظة ملامستها الأرض؟ لماذا تتحرك المقذوفات بهذه الكيفية؟ أي قوى تؤثر في الكرة بعد أن تغادر يد اللاعب؟ إذا أهملت مقاومة الهواء فإن القوة الوحيدة المؤثرة هي قوة الجاذبية الأرضية إلى أسفل. كيف 3. فسر توقعاتك.. 4. اختبر توقعاتك. التخليل والاستنتاج 5. هل تؤثر كتلة الكرة في حركتها؟ يؤثر ذلك في حركة الكرة؟ تعطي قوة الجاذبية الأرضية الكرة تسارعا إلى أسفل. يبين الشكل 61 مساري كرتين بدأتا الحركة في اللحظة نفسها ومن الارتفاع نفسه بحيث تركت الأولى لتسقط سقوطا حراء، بينما قذفت الثانية بسرعة أفقية ابتدائية مقدارها m/s 2 من الارتفاع نفسه. ما وجه الشبه بين المسارين؟ انظر إلى موقعيها الرأسيين. إن ارتفاعي وهل الكتلة عامل مؤثر في أي الكرتين متساويان في كل لحظة، لذا فإن سرعتيها المتوسطتين الراسيتين متساوينان خلال معادلة من معادلات الحركة الفترة الزمنية نفسها. وتدل المسافة الرأسية المتزايدة التي يقطعاتها على أن الحركة متسارعة للمقذوفات؟ الشكل 61 قدقت الكرة التي عن اليمين أفقيا، بينما أسقطت الكرة الأخرى من السكون في اللحظة نفسها، لاحظ أن المواقع الرأسية للكرتين متساوية في كل لحظة. إلى أسفل، وهذا بسبب قوة الجاذبية الأرضية. لاحظ أن الحركة الأفقية للكرة المقذوفة لم تؤثر في حركتها الرأسية. إن الجسم المقذوف أفقيا ليس له سرعة ابتدائية رأسية، لذلك فحركته الرأسية تشبه حركة الجسم الذي يسقط رأسيًّا من السكون، وتتزايد السرعة إلى أسفل بانتظام يسبب قوة الجاذبية الأرضية. وزارة التعليم 21129 1445 162

بداية +y a=0 بداية يبين الشكل 2 مخططين منفصلين للحركتين الأفقية والرأسية الجسم مقذوف؛ حيث الشكل 2- يمكن فصل حركة الجسم إلى يمثل مخطط الحركة الرأسية حركة الكرة التي أسقطت في اتجاه المحور لا، بينما يبين : مخطط مركبتيها الأفقية في اتجاه محور x والرأسية الحركة الأفقية السرعة الثابتة في اتجاه المحور x للكرة المقذوفة. إن السرعة في الاتجاه الأفقي في اتجاه محور لا. ويبين الشكل 1 تحليل السرعة إلى المركبتين الأفقية والرأسية. أما الشكل طفيبين جمع المركبتين الأفقية ثابتة دائما لعدم وجود قوى تؤثر في الكرة في هذا الاتجاه. جمعت السرعتان الأفقية والرأسية في الشكل 12 لتشكلا السرعة المتجهة الكلية. والرأسية لتشكلا السرعة المتجهة الكلية ويمكن ملاحظة أن السرعة الأفقية الثابتة والتسارع الرأسي المنتظم قد أنتجا معا مسارا المماسية للمسار يتخذ شكل القطع المكافئ استراتيجيات حل المسالة الحركة في بعدين يمكن تحديد حركة المقذوف في بعدين عن طريق تحليل الحركة إلى مركبتين متعامدتين. 1 حلل حركة المقذوف إلى حركة رأسية ( في اتجاه المحور (y)، وأخرى أفقية (في اتجاه المحور x). 2 الحركة الراسية للمقذوف هي نفسها حركة جسم قذف رأسيا إلى أعلى أو أسقط أو قذف رأسيا إلى أسفل؛ حيث تؤثر قوة الجاذبية الأرضية في الجسم وتسبب تسارعه بمقدار . راجع القسم 33 لتنشيط ذاكرتك حول حلول مسائل السقوط الحر. 3 تحليل الحركة الأفقية لمقذوف يشبه تماما حل مسألة حركة جسم يتحرك أفقياً بسرعة متجهة ثابتة. فعند إهمال مقاومة الهواء لا توجد قوة أفقية تؤثر في الجسم، ولأنه لا توجد قوى تؤثر في المقذوف في الاتجاه الأفقي فلا يوجد تسارع أفقي أي أن 0.0 = . في حل المسائل استعمل الطرق نفسها التي تعلمتها سابقا في القسم 4-2). 4. الحركتان الأفقية والرأسية لها الزمن نفسه؛ فالزمن منذ إطلاق المقذوف حتى اصطدامه بالهدف هو الزمن نفسه للحركتين الأفقية والرأسية. ولذا عند حساب الزمن لإحدى الحركتين تكون قد حسبت الزمن للحركة الثانية. وزارة التسليم PA 163

مسائل تدريبية 1 قذف حجر أفقياً بسرعة m/s 50 من فوق سطح بناية ارتفاعها m 78.4. . ما الزمن الذي يستغرقه الحجر للوصول إلى أسفل البناية؟ . على أي يُعد من قاعدة البناية يرتطم الحجر بالأرض؟ ه ما مقدار المركبتين الرأسية والأفقية لسرعة الحجر قبل اصطدامه بالأرض؟ 2. يشترك عمر وصديقه في إعداد نموذج لمصنع ينتج زرافات خشبية. وعند نهاية خط الإنتاج تنطلق الزرافات أفقيا من حافة حزام ناقل وتسقط داخل صندوق في الأسفل. فإذا كان الصندوق يقع على بعد 0.6m أسفل الحزام، وعلى بعد أفقي مقداره 0.4m1 فما مقدار السرعة الأفقية للزرافات عندما تترك الحزام الناقل؟ المقذوفات التي تطلق بزاوية Projectiles Launched at an Angle عندما يُطلق مقذوف بزاوية ما يكون السرعته الابتدائية مركبتان: إحداهما أفقية، والأخرى رأسية. فإذا قذف جسم إلى أعلى فإنه يرتفع بسرعة تتناقص حتى يصل إلى أقصى ارتفاع له، ثم يأخذ في السقوط بسرعة متزايدة. لاحظ الشكل 3- الذي يبين الحركتين الأفقية والرأسية بصورة منفصلة للمقذوف. وفي نظام المحاور يكون المحور x أفقيا، والمحور لا رأسيا، لاحظ التماثل في مقادير السرعة الرأسية، حيث يتساوى مقدار السرعة في أثناء الصعود والنزول عند كل نقطة في الاتجاه الرأسي، ويكون الاختلاف الوحيد بينهما في اتجاه السرعة؛ فهما متعاكسان. يوضح الشكل 36-6 كميتين ترافقان مسار المقذوف؛ إحداهما هي أقصى ارتفاع يصل الشكل 63 الجمع الاتجاهي لـ " إليه المقذوف، حيث يكون له هناك سرعة أفقية فقط؛ لأن سرعته الرأسية صفر. أما فيه عند كل موضع يشير إلى اتجاه الكمية الأخرى فهي المدى الأفقي R وهي المسافة الأفقية التي يقطعها المقذوف. أما زمن التحليق فهو الزمن الذي يقضيه المقذوف في الهواء. التعليق وزارة التعليم 'it = 0 K أقصى ارتفاع R المدى الأفقي البداية لا R 164

مثال 1 تحليق كرة قلفت كرة بسرعة متجهة / 4.5m في اتجاه يصنع زاوية 66 على الأفقي. ما أقصى ارتفاع تصل إليه الكرة؟ وما ز من تحليقها عندما تعود إلى المستوى نفسه الذي قذفت منه ؟ تحليل المسألة ورسمها . ارسم نظام المحاور على أن يكون الموقع الابتدائي للكرة عند نقطة الأصل. بين مواقع الكرة عند بداية حركتها وعند أقصى ارتفاع تصله، وعند نهاية تحليقها. المعلوم المجهول 0+ tx +y Fo-F v=v, sin =(4.5 m/s) (sin 66°) = 4.1 m/s 0 = U + al =V-gt 1= g 4.1 m/s 00m/s 9.80 m/s² <= 0.42 s Y = 3 1=? y=0.0 m v = 4.5 m/s 0 = 66" a = -g إيجاد الكمية المجهولة احسب المركبة الراسية المسرعة الابتدائية بالتعوي 1.5m/s = 570 = 1 أوجد صيغة أو معادلة للزمن ) . بالتحريف - = 4 احسب الزمن . Ay = ur + Sa = 1 + D + a 0.0 m + (4.1 m/s) (0.42 s) +(-9.80 m/s) (0.42 s)< = 0.86 m أوجد أقصى ارتفاع. يا التحريش 0.2 =a =-g 4.1 m/kg-9.8) m/ زمن التحليق = 21 = 2(0.42 s) = 0.84 s alja سليم 165 احسب الزمن اللازم للعودة إلى الارتفاع نفسيه لحظة الإطلاق. زمن الصعود - زمن الدول وم التحليق - ومن الصعود - زمن التزول تقويم الجواب . هل الوحدات صحيحة ؟ ببين تحليل الوحدات أن الوحدات صحيحة. هل للإشارات معنى؟ يجب أن تكون كلها موجبة. هل الجواب منطقي يبدو الزمن قليلاً ولكن السرعة المتجهة الابتدائية الكبيرة تبرر ذلك.

مسائل تدريبية 3. قلف لاعب كرة من مستوى الأرض بسرعة متجهة ابتدائية m/s 27.0 في اتجاه يسيل على الأفقي بزاوية مقدارها 30.0، كما في الشكل 64 أوجد كلا من الكميات الآتية علما أن مقاومة أهواء مهملة a. زمن تحليق الكرة. أقصى ارتفاع تصله الكرة. المدى الأفقي للكرة. 4 في السؤال السابق، إذا قذف اللاعب الكرة بالسرعة نفسها مسار الكرة 50.0 300 50 الشكل 6.4 25 ولكن في اتجاه يصع زاوية 60.0 على الأفقي، فما زمن تحليق الكرة ؟ وما المدى الأفقي؟ وما أقصى ارتفاع تصله الكرة ؟ 5. تقذف كرة من أعلى بناية ارتفاعها 50.0m بسرعة ابتدائية m/s 7.0 في اتجاه يصنع زاوية 53.0 على الأفقي. أوجد مقدار واتجاه سرعة الكرة لحظة اصطدامها بالأرض. مسارات المقذوفات تعتمد على موقع المشاهد Trajectories Depend upon the Viewer افترض أنك تجلس في حافلة، وقذفت كرة إلى أعلى ثم التقطتها عند عودتها إلى أسفل، تبدو الكرة لك أنها سلكت مارا مستقيما إلى أعلى وإلى أسفل. لكن ما الذي يشاهده مراقب يقف على الرصيف؟ يشاهد المراقب الكرة تغادر يدك وترتفع إلى أعلى ثم تعود مرة أخرى إلى يدك. ولأن الحافلة تتحرك فإن يدك تتحرك أيضًا، وسيكون ليدك والحافلة والكرة السرعة المتجهة نفسها. لذا يبدو مسار الكرة مشابها لمسار الكرة في المثال السابق. مقاومة الهواء لاحظ أننا أهملنا أثر مقاومة الهواء في حركة المقذوفات حتى الآن. وقد تكون مقاومة الهواء قليلة جداً تجاه بعض المقذوفات إلا أنها تكون كبيرة تجاه مقذوفات أخرى. ففي كرة الجولف مثلاً تؤدي النتوءات الصغيرة على سطح الكرة إلى تقليل مقاومة الهواء، ومن ثم إلى زيادة المدى الأفقي. أما في كرة البيسبول فإن دورانها حول نفسها يجعلها تتأثر بقوى تؤدي إلى انحرافها عن مسارها. من المهم أن نتذكر أن قوة مقاومة الهواء موجودة دائما، وقد تكون مهمة. وزارة التعليم 2023 1445 166

6-1 مراجعة 6 رسم تخطيطي للجسم الحر ينزلق مكعب من الجليد على سطح طاولة دون احتكاك وبسرعة m/s 15.0، وبزاوية 20.0 تحت الأفقي. ما المسافة التي تتحركها الكرة أفقياً قبيل اصطدامها بالأرض؟ متجهة ثابتة، إلى أن يغادر حافة الطاولة ساقطا في و التفكير الناقد افترض أن جسما قذف بالسرعة. اتجاه الأرض ارسم مخطط الجسم الحر للمكعب وكذلك نموذج الجسيم النقطي مبينا التسارع عند نقطتين على سطح الطاولة ونقطتين في الهواء. 7. حركة المقذوف تقذف كرة في الهواء بزاوية 500 بالنسبة إلى المحور الرأسي وبسرعة ابتدائية m/s 11.0. احسب أقصى ارتفاع تصله الكرة. حركة المقذوف قذفت كرة تنس من نافذة ترتفع 28 فوق سطح الأرض بسرعة ابتدائية مقدارها نفسها وفي الاتجاه نفسه على الأرض والقمر. فإذا عرف أن مقدار تسارع الجاذبية على القمر (9) يساوي قيمته على الأرض. وض كيف تتغير الكميات الآتية: Y-C د. زمن تحليق الجسم R.d وزارة التعليم