النظر في حركة الجسم في دائرة. السرعة التي يتحرك بها الجسم في دائرة، مُسَمًّى السرعة الخطية . تم العثور عليه بواسطة الصيغة
دعونا نتعرف على العلاقة بين الكميات الخطية والزاوية عندما يتحرك الجسم في دائرة. الكميات الخطية هي المسار والسرعة والتسارع العرضي والعادي، والكميات الزاوية هي زاوية الدوران، السرعة الزاويةوالتسارع الزاوي.
دعونا نجد العلاقة بين السرعة الزاوية والخطية. ومن المعروف من الهندسة أن طول القوس لالزاوية المركزية تساوي حاصل ضرب الزاوية ، مقاسة بالراديان، ونصف قطر الدائرة ر، أي. ل =ر. دعونا نفرق هذا التعبير فيما يتعلق بالوقت: 
(ريُخرج من إشارة المشتقة لأنها ثابتة). ولكن بعد ذلك حصلنا على ذلك
= ر. (8)
دعونا نفرق التعبير (8) فيما يتعلق بالوقت 
نوا معامل التسارع الزاوي. لهذا
أ = ر. (9)
باستبدال التعبير (7) في الصيغة (4)، نحصل على معامل التسارع العادي
أن = ر. (10)
وهكذا عند التحرك نقطة ماديةعلى طول الدائرة، يمكن استخدام الكميات الخطية والزاوية لوصف حركتها. ومع ذلك، عند تدوير جسم صلب، فمن المناسب استخدام الكميات الزاوية بدلاً من الكميات الخطية، نظرًا لأن معادلات حركة النقاط المختلفة، معبرًا عنها بكميات زاوية، هي نفسها لجميع نقاط الجسم، بينما عند استخدام الكميات الخطية فإنها مختلفة.
حركيات الجسم الصلبة
حتى الآن تمت دراسة حركة الأجسام التي يمكن اعتبارها نقاطًا مادية. دعونا الآن نفكر في حركة الأجسام الممتدة. في هذه الحالة، سنعتبر الأجسام صلبة تمامًا (صلبة). تحت صعب في الميكانيكا، يُفهم الجسم على أنه جسم، ويعتبر الترتيب النسبي لأجزائه في ظل ظروف مشكلة معينة دون تغيير.
هناك نوعان من حركة الجسم الصلب: انتقالية ودورانية. تدريجي تسمى حركة يتحرك فيها خط مستقيم يصل بين أي نقطتين من الجسم في مكان موازٍ لنفسه. في حركة دورانية تتحرك جميع نقاط الجسم في دوائر تقع مراكزها على خط مستقيم واحد يسمى محور الدوران . أي حركة معقدةيمكن تمثيلها كنتيجة لإضافة الحركات الانتقالية والدورانية.
دعونا نفكر في الحركة إلى الأمام. خلال هذه الحركة، تسير جميع نقاط الجسم في نفس المسارات. ولذلك فإن لهما نفس السرعات والتسارع. ويترتب على ذلك أنه لوصف مثل هذه الحركة لجسم ما، يكفي تحديد نقطة تعسفية عليها واستخدام صيغ حركيات نقطة مادية. عادة يتم اختيار مركز ثقله.
أثناء الحركة الدورانية نقاط مختلفةتمر الأجسام الصلبة طرق مختلفةوبالتالي يكون بسرعات مختلفةوالتسارع. نتيجة لذلك، لتوصيف مثل هذه الحركة، من الضروري اختيار هذه الكميات التي ستكون هي نفسها هذه اللحظةالوقت لجميع نقاط الجسم. وهي زاوية الدوران والسرعة الزاوية والتسارع الزاوي.
ديناميات الحركة الانتقالية
يتضح من المحاضرة الأولى أن علم الحركة يصف الحركة ولا يأخذ في الاعتبار الأسباب التي تسببها. لكن هذا السؤال مهم من الناحية العملية. الديناميكيات هي دراسة العلاقة بين الحركة والقوى المؤثرة في النظام الميكانيكي. أساس الديناميكيات هو قوانين نيوتن الثلاثة، وهي تعميم لعدد كبير من البيانات التجريبية. قبل الانتقال إلى النظر فيها، دعونا نقدم مفهومي القوة وكتلة الجسم.
قوة.
في الحياة اليومية، يتعين علينا دائمًا التعامل مع التفاعلات المختلفة. على سبيل المثال، مع انجذاب الأجسام إلى الأرض، وتنافر وجذب المغناطيس والتيارات المتدفقة عبر الأسلاك، وانحراف حزم الإلكترونات في أنابيب أشعة الكاثود عند تعرضها للمجالات الكهربائية والمغناطيسية، وما إلى ذلك. لتوصيف تفاعل الهيئات، يتم تقديم مفهوم القوة. في الميكانيكا، القوة المؤثرة على الجسم هي مقياس لتفاعله مع الأجسام المحيطة. يتجلى عمل القوة في تشوه الجسم أو في اكتسابه التسارع. القوة هي ناقل. لذلك، فهو يتميز بالوحدة والاتجاه ونقطة التطبيق.
وزن
وكما يتبين من التجربة فإن الأجسام لديها القدرة على مقاومة التغيرات في السرعة التي تمتلكها، أي: أنها تتصدى لاكتساب التسارع. تم استدعاء خاصية الأجسام هذه التعطيل . لتوصيف الخصائص الخاملة للأجسام، تسمى الكمية الفيزيائية كتلة . كلما زادت كتلة الجسم، كلما كان خاملًا أكثر. بالإضافة إلى ذلك، بسبب قوى الجاذبيةجميع الأجسام تنجذب لبعضها البعض. ويعتمد معامل هذه القوى على كتلة الأجسام. وبالتالي، فإن الكتلة أيضًا تميز خصائص الجاذبية للأجسام. كلما زاد حجمها، زادت قوة جاذبيتها. لذا، وزن- هذا هو مقياس لقصور الأجسام أثناء الحركة الانتقالية ومقياس لتفاعل الجاذبية.
في وحدات SI، يتم قياس الكتلة بالكيلوجرام (كجم).
« الفيزياء - الصف العاشر"
السرعة الزاوية.
كل نقطة من الجسم تدور حول محور ثابت وتمر بالنقطة O تتحرك في دائرة، و نقاط مختلفةتمر في الوقت المناسب Δt طرق مختلفة. لذلك، AA 1 > BB 1 (الشكل 1.62)، وبالتالي فإن معامل سرعة النقطة A أكبر من معامل سرعة النقطة B. لكن نواقل نصف القطر التي تحدد موضع النقطتين A و B تدور أثناء الزمن Δt بنفس الزاوية Δφ.
الزاوية φ هي الزاوية بين محور OX ومتجه نصف القطر الذي يحدد موضع النقطة A (انظر الشكل 1.62).
دع الجسم يدور بشكل منتظم، أي خلال أي فترات زمنية متساوية، تدور نواقل نصف القطر زوايا متساوية.
كلما زادت زاوية دوران ناقل نصف القطر، التي تحدد موضع نقطة معينة من الجسم الصلب، خلال فترة زمنية معينة، زادت سرعة دوران الجسم وزادت سرعته الزاوية.
السرعة الزاوية للجسم أثناء دورانه المنتظمهي كمية تساوي نسبة زاوية دوران الجسم υφ إلى الفترة الزمنية υt التي حدث خلالها هذا الدوران.
سنشير إلى السرعة الزاوية بالحرف اليوناني ω (أوميغا). ثم حسب التعريف
يتم التعبير عن السرعة الزاوية في SI بالراديان في الثانية (rad/s). على سبيل المثال، السرعة الزاوية لدوران الأرض حول محورها هي 0.0000727 راد/ث، وسرعة قرص الطحن حوالي 140 راد/ث.
يمكن أن تكون السرعة الزاوية مرتبطة بسرعة الدوران.
تردد الدوران- رقم الثورات الكاملةلكل وحدة زمنية (في SI لمدة 1 ثانية).
إذا كان الجسم ν ( الرسالة اليونانية"nu") في 1 ثانية، فإن زمن الدورة الواحدة هو 1/ν ثانية.
يسمى الزمن الذي يستغرقه الجسم لإكمال دورة كاملة فترة التناوبويشار إليه بالحرف T.
إذا φ 0 ≠ 0، إذن φ - φ 0 = ωt، أو φ = φ 0 ± ωt.
راديان يساوي الزاوية المركزية، يرتكز على قوس طوله يساوي نصف قطر الدائرة، 1 راد = 57°17"48". زاوية راديان يساوي النسبةطول قوس الدائرة إلى نصف قطرها: φ = l/R.
السرعة الزاوية تأخذ القيم الإيجابية، إذا كانت الزاوية بين ناقل نصف القطر، الذي يحدد موضع إحدى نقاط الجسم الصلب، ومحور OX تزداد (الشكل 1.63، أ)، وسالبة عندما تتناقص (الشكل 1.63، ب).
وهكذا يمكننا إيجاد موضع نقاط الجسم الدوار في أي وقت.
العلاقة بين السرعات الخطية والزاوية.
غالبًا ما تسمى سرعة النقطة التي تتحرك في دائرة السرعة الخطيةللتأكيد على اختلافها عن السرعة الزاوية.
لقد لاحظنا من قبل أنه عندما يدور جسم جامد تمامًا، تكون لنقاطه المختلفة سرعات خطية غير متساوية، ولكن السرعة الزاوية هي نفسها لجميع النقاط.
دعونا نقيم علاقة بين السرعة الخطية لأي نقطة في الجسم الدوار وسرعتها الزاوية. النقطة الواقعة على دائرة نصف قطرها R سوف تقطع مسافة 2πR في دورة واحدة. بما أن زمن دورة واحدة للجسم هو الفترة T، فيمكن إيجاد وحدة السرعة الخطية لنقطة ما على النحو التالي:
منذ ω = 2πν، إذن
يمكن التعبير عن معامل تسارع الجاذبية لنقطة من جسم يتحرك بانتظام حول دائرة بدلالة السرعة الزاوية للجسم ونصف قطر الدائرة:
لذلك،
و خدمات العملاء = ω 2 ر.
دعونا نكتب كل ما هو ممكن صيغ الحسابللتسارع المركزي:
لقد قمنا بفحص أبسط حركتين لجسم جامد تمامًا - الانتقالي والدوراني. ومع ذلك، يمكن تمثيل أي حركة معقدة لجسم جامد تمامًا كمجموع حركتين مستقلتين: انتقالية ودورانية.
استنادا إلى قانون استقلال الحركة، من الممكن وصف الحركة المعقدة لجسم جامد تماما.
6.1 ما المدة التي تستغرقها عجلة ذات سرعة زاوية rad/s للقيام بـ 100 دورة؟
6.2 ما هي السرعة الخطية للنقاط سطح الأرضعند خط العرض 60 0 عند التناوب اليوميأرض؟ ويعتقد أن نصف قطر الأرض هو 6400 كم.
6.3 عندما يزيد نصف قطر المدار الدائري بمقدار 4 مرات قمر اصطناعيالأرض، وتزيد فترة دورانها 8 مرات. كم مرة تتغير سرعة مدار القمر الصناعي؟
6.4 عقرب الدقائق في الساعة أطول بثلاث مرات من عقرب الثواني. أوجد النسبة بين السرعات الخطية لطرفي الأسهم.
6.5 نصف قطر مقبض بوابة البئر 3 مرات أكبر من نصف القطرالعمود الذي يتم جرح الكابل عليه. ما السرعة الخطية لنهاية المقبض عند رفع الدلو من عمق 10 أمتار خلال 20 ثانية؟
6.6 ما المسافة التي سيقطعها راكب الدراجة عند 60 دورة للدواسات، إذا كان قطر العجلة 70 سم، وكان تروس القيادة بها 48 سنًا، وتروس القيادة بها 18 سنًا؟
6.7 عجلة نصف قطرها R تتدحرج سطح أفقيدون الانزلاق بالسرعة الزاوية. ما هي سرعة محور العجلة، النقطة العليا، النقطة السفلية للعجلة بالنسبة إلى السطح الأفقي.
6.8 معامل السرعة الخطية لنقطة تقع على حافة العجلة أكبر بمقدار 2.5 مرة من معامل السرعة الخطية لنقطة تقع على بعد 0.03 متر من محور العجلة. أوجد نصف قطر العجلة.
6.9 عندما تدور عجلة، غالبًا ما يكون المتحدث السفلي مرئيًا بوضوح، ولكن يبدو أن المتحدث العلوي مندمج. لماذا هذا؟
6.10 الطول عقرب الدقائق ساعة البرج MGU تساوي 4.5 m حدد السرعة الخطية لنهاية السهم والسرعة الزاوية للسهم.
6.11 تحديد تسارع النقاط الموجودة على سطح الأرض عند خطوط العرض المختلفة بسبب المشاركة في الدوران اليومي للأرض.
6.12 متجه السرعة الخطية (V = 2 م/ث) لنقطة تدور بشكل منتظم في دائرة تدور بمقدار 30 0 في 0.5 ثانية. أوجد تسارع هذه النقطة.
6.13 يتم لف خيط به حمولة معلقة من كتلة نصف قطرها 20 سم. تسارع الحمل 2 سم / ثانية 2. أوجد السرعة الزاوية للكتلة عندما يمر الحمل مسافة 100 cm من موضعها الابتدائي. حدد مقدار واتجاه تسارع النقطة السفلية للكتلة في هذه اللحظة الزمنية.
6.14 طار المقذوف بسرعة v 0 بزاوية أفقية. تحديد نصف قطر الانحناء، الطبيعي و العجله عرضيةقذيفة في أعلى نقطة من المسار.
6.15 تتحرك نقطة مادية على طول مسار دائري نصف قطره 10 سم وفقا لمعادلة المسار S = t + 2.5t 2. أوجد التسارع الكلي في الثانية الثانية من الحركة.
6.16 تطير المقذوف بزاوية 45 0 إلى الأفقي. ما مدى طيران المقذوف إذا كان نصف قطر انحناء المسار عند نقطة أقصى صعود يساوي 15 km؟
6.17 خزان كروي يقف على الأرض نصف قطره R. ما أقل سرعة يمكن أن يطير بها حجر ملقى من سطح الأرض فوق الخزان ويلمس قمته؟ في أي زاوية من الأفق يجب رمي الحجر؟
6.18. مدخل أحد أعلى الجسور في اليابان له شكل خط حلزوني يلتف حول أسطوانة نصف قطرها r. يشكل سطح الطريق زاوية مع المستوى الأفقي. أوجد معامل التسارع لسيارة تتحرك على طول المدخل بسرعة مطلقة ثابتة v.
6.19 تبدأ النقطة في التحرك بتسارع منتظم في دائرة نصف قطرها 1 متر وتقطع مسافة 50 مترًا في 10 ثوانٍ التسارع الطبيعينقاط 8 ثانية بعد بدء الحركة؟
6.20. تتحرك السيارة بسرعة v=60km/h. ما عدد الدورات التي تقوم بها عجلاتها في الثانية إذا تحركت على طريق سريع دون انزلاق وكان القطر الخارجي للإطارات d = 60 cm؟
6.21 دائرة نصف قطرها 2 م تدور حول محور ثابت بحيث تعتمد زاوية دورانها على الزمن حسب القانون. أوجد السرعة الخطية للنقاط المختلفة على الدائرة والتسارع الزاوي.
6.22. عجلة نصف قطرها 0.1m تدور حول محور ثابت بحيث تعتمد زاوية دورانها على الزمن وفقا للقانون. أوجد القيمة المتوسطة للسرعة الزاوية خلال الفترة الزمنية من t=0 إلى التوقف. أوجد السرعة الزاوية والخطية، وكذلك التسارع العمودي والعرضي والإجمالي لنقاط حافة العجلة عند اللحظتين 10 s و40 s.
6.23. باستخدام شرط المسألة 6.7، حدد مقدار واتجاه متجهي السرعة والتسارع لنقطتين على حافة العجلة تقعان في لحظة زمنية معينة على طرفي نقيض من القطر الأفقي للعجلات.
6.24. يدور الجسم الصلب بسرعة زاوية، حيث a = 0.5 rad/s 2 و b = 0.06 rad/s 2. العثور على وحدات السرعة الزاوية و التسارع الزاويفي اللحظة الزمنية t=10 s، وكذلك الزاوية بين متجهات التسارع الزاوي والسرعة الزاوية في هذه اللحظة من الزمن.
6.25. تبدأ كرة نصف قطرها R في التدحرج دون الانزلاق مستوى مائلبحيث يتحرك مركزها مع تسارع مستمر(الشكل 12). أوجد، بعد ثانية من بدء الحركة، سرعة وتسارع النقاط A وB وO.
ديناميكيات النقطة المادية
مهمة
على الحبل عبر كتلة ثابتة، يتم وضع حمولات كتلتها 0.3 و 0.2 كجم. ما التسارع الذي يتحرك به النظام؟ ما مقدار الشد في الحبل أثناء الحركة؟
نحن نستخدم الإجراء المذكور أعلاه لحل المشكلات المتعلقة بالديناميكيات.
1. لنرسم ونرتب القوى المؤثرة على كل جسم بناءً على تفاعلاته مع الأجسام الأخرى.
 |
يتفاعل جسم كتلته m1 مع الأرض والخيط؛ يتم التأثير عليه بالجاذبية وشد الخيط. يتفاعل جسم كتلته m2 أيضًا مع الأرض ومع الخيط؛ يتم التأثير عليه بالجاذبية وشد الخيط.
2. نختار اتجاه الحركة لكل جسم على حدة. وبما أننا رتبنا جميع القوى المؤثرة على كل جسم، فيمكننا الآن أن نفكر في حركتها بشكل مستقل عن بعضها البعض على طول اتجاه حركتها.
3. نكتب معادلة الحركة (قانون نيوتن الثاني) لكل جسم:
4. نقوم بتصميم هذه معادلات المتجهاتإلى اتجاهات الحركة المختارة:
F ح – F t1 = م 1 أ
F ح – قدم 2 = م 2 أ
5. نحل نظام المعادلات الناتج عن طريق جمعها:
F t2 – F t1 = (م2 + م1)
لنجد تسارع الأجسام: 
- 2 م/ث 2
علامة الطرح تعني أن الحركة الحقيقية تحدث مع التسارع السلبي، أي. أن يكون اتجاه الحركة معاكساً للاتجاه المختار في بداية حل المشكلة.
لنجد قوة شد الخيط: 
= 2.4 ن
مهمة
تقع كتلة مقدارها 26 كجم على مستوى مائل طوله 13 مترًا وارتفاعه 5 أمتار. معامل الاحتكاك هو 0.5. ما القوة التي يجب تطبيقها على الحمل على طول المستوى المائل من أجل:
أ) سحب الحمل بالتساوي؛
ب) سحب الحمل بالتساوي.
أ) ب)
دعونا نرتب القوى المؤثرة على الحمل. يتأثر الحمل بقوة الجاذبية الموجهة عموديًا إلى الأسفل، وقوة مرنة موجهة بشكل عمودي على الأسطح المتفاعلة، وعندما يتحرك الحمل على طول مستوى مائل، فإن قوة الاحتكاك المنزلقة موجهة بعكس سرعة الجسم. بالإضافة إلى ذلك، يتم تطبيق قوة خارجية أيضًا على الجسم، مما يؤدي إلى حركة موحدة للجسم على طول المستوى المائل.
ل حركة موحدةضروري (وهذا يتبع من قانون نيوتن الأول) الشرط التالي: مجموع القوى المؤثرة على الجسم يساوي صفراً. 
F= 218.8 ن
- نستخدم نفس الإجراء (الشكل 57 ب).
في هذه الحالة، يتم توجيه قوة الاحتكاك المنزلقة للأعلى، أي. في الاتجاه المعاكس لسرعة الجسم . دعونا نكتب شرط الحركة المنتظمة للحمل على مستوى مائل:
في الإسقاطات على المحور x:
F +F حبلا x - F حبلا = 0
الحركة الدورانية حول محور ثابت هي شيء آخر حالة خاصةحركة صلب.
الحركة الدورانية لجسم صلب حول محور ثابت
وتسمى تلك الحركة التي تصف فيها جميع نقاط الجسم دوائر، مراكزها على خط مستقيم واحد، تسمى محور الدوران، بينما المستويات التي تنتمي إليها هذه الدوائر متعامدة محور الدوران
(الشكل 2.4).
في التكنولوجيا، يحدث هذا النوع من الحركة في كثير من الأحيان: على سبيل المثال، دوران مهاوي المحركات والمولدات والتوربينات ومراوح الطائرات.
السرعة الزاوية
. كل نقطة من الجسم تدور حول محور يمر بهذه النقطة عن، يتحرك في دائرة، وتسافر النقاط المختلفة في مسارات مختلفة مع مرور الوقت. إذن، معامل سرعة النقطة أأكثر من نقطة في (الشكل 2.5). لكن نصف قطر الدوائر يدور بنفس الزاوية مع مرور الوقت. الزاوية - الزاوية بين المحور أوهومتجه نصف القطر، الذي يحدد موضع النقطة A (انظر الشكل 2.5).
دع الجسم يدور بشكل منتظم، أي يدور خلال زوايا متساوية في أي فترات زمنية متساوية. تعتمد سرعة دوران الجسم على زاوية دوران ناقل نصف القطر، والتي تحدد موضع إحدى نقاط الجسم الصلب لفترة زمنية معينة؛ يتميز السرعة الزاوية
.
على سبيل المثال، إذا كان أحد الجسمين يدور بزاوية كل ثانية، والآخر بزاوية، فإننا نقول أن الجسم الأول يدور أسرع مرتين من الجسم الثاني.
السرعة الزاوية للجسم أثناء دورانه المنتظم
هي كمية تساوي نسبة زاوية دوران الجسم إلى الفترة الزمنية التي حدث خلالها هذا الدوران.
وسوف نشير إلى السرعة الزاوية بالحرف اليوناني ω
(أوميغا). ثم حسب التعريف
يتم التعبير عن السرعة الزاوية بالراديان في الثانية (rad/s).
على سبيل المثال، تبلغ السرعة الزاوية لدوران الأرض حول محورها 0.0000727 راد/ث، وسرعة قرص الطحن حوالي 140 راد/ث 1.
يمكن التعبير عن السرعة الزاوية من خلال سرعة الدوران
، أي عدد الثورات الكاملة في 1 ثانية. إذا قام الجسم (الحرف اليوناني "نو") بدورات في 1 ثانية، فإن زمن الدورة الواحدة يساوي ثانية. هذه المرة تسمى فترة التناوب
والمشار إليه بالحرف ت. وبالتالي يمكن تمثيل العلاقة بين التردد وفترة الدوران على النحو التالي:
الدوران الكامل للجسم يتوافق مع الزاوية. لذلك، وفقا للصيغة (2.1)
إذا كانت السرعة الزاوية معروفة في حالة الدوران المنتظم لحظة البدايةزاوية الدوران الزمني، ثم زاوية دوران الجسم خلال الزمن روبحسب المعادلة (2.1) يساوي:
إذا، ثم، أو 
.
تأخذ السرعة الزاوية قيما موجبة إذا كانت الزاوية بين متجه نصف القطر، الذي يحدد موضع إحدى نقاط الجسم الصلب، والمحور أوهيزيد، وسالباً عندما ينقص.
وهكذا يمكننا وصف موضع نقاط الجسم الدوار في أي وقت.
العلاقة بين السرعات الخطية والزاوية.
غالبًا ما تسمى سرعة النقطة التي تتحرك في دائرة السرعة الخطية
للتأكيد على اختلافها عن السرعة الزاوية.
لقد لاحظنا من قبل أنه عندما يدور جسم صلب، فإن نقاطه المختلفة لها سرعات خطية غير متساوية، ولكن السرعة الزاوية هي نفسها لجميع النقاط.
توجد علاقة بين السرعة الخطية لأي نقطة في الجسم الدوار وسرعتها الزاوية. دعونا تثبيته. نقطة تقع على دائرة نصف قطرها ر، لكل ثورة سوف تذهب في الطريق. وبما أن زمن ثورة واحدة لجسم ما هي فترة ت، فيمكن إيجاد معامل السرعة الخطية للنقطة على النحو التالي:
الفصل الدراسي الأول.
1. نقطة مادية (الجسيم) - الأبسط النموذج الماديفي الميكانيكا - جسم له كتلة وحجم وشكل ودوران و الهيكل الداخليوالتي يمكن إهمالها في ظل ظروف المشكلة قيد الدراسة. يتم تحديد موضع نقطة مادية في الفضاء على أنه موضع نقطة هندسية .
نظام الإحداثيات - مجموعة من التعاريف التي تنفذ طريقة التنسيقأي طريقة لتحديد موضع نقطة أو جسم باستخدام أرقام أو رموز أخرى. تسمى مجموعة الأرقام التي تحدد موضع نقطة معينة بإحداثيات هذه النقطة .
الإطار المرجعي - هذا مزيج من هيئة مرجعية ونظام إحداثيات مرتبط بها ونظام مرجعي زمني يتم من خلاله النظر في حركة أي أجسام.
طريق هي المسافة التي قطعها الجسم. طريق - كمية عددية. ل وصف كاملالحركة، فمن الضروري أن نعرف ليس فقط المسافة المقطوعة، ولكن أيضا اتجاه الحركة.
متحرك هو قطعة مستقيمة موجهة تجمع موقف البدايةالجسم مع موقفه اللاحق. الحركة، مثل المسار، يُشار إليها بالحرف S وتُقاس بالأمتار. لكن هذين مقاسات مختلفةالتي تحتاج إلى التمييز.
الحركة النسبية - هذه هي حركة نقطة/جسم مادي بالنسبة لنظام مرجعي متحرك. في هذا FR، يكون ناقل نصف القطر للجسم هو، وسرعة الجسم هي.
2. سرعة - المتجه الكمية المادية، وصف سرعة الحركة واتجاه حركة نقطة مادية بالنسبة للنظام المرجعي المحدد؛ بحكم التعريف، يساوي مشتق ناقل نصف القطر لنقطة ما بالنسبة للوقت.
حركات موحدة وغير متساوية .
زي مُوحدهي الحركة التي يقطع فيها الجسم مسافات متساوية خلال فترات زمنية متساوية.
غير متساوهي حركة يمر فيها الجسم عبر أجزاء مختلفة من المسار في فترات زمنية متساوية.
نظرية إضافة السرعةسرعة حركة جسم بالنسبة إلى إطار مرجعي ثابت تساوي المجموع المتجه لسرعة هذا الجسم بالنسبة إلى إطار مرجعي متحرك والسرعة (بالنسبة إلى إطار ثابت) لنقطة الإطار المتحرك المرجعية التي يقع فيها الجسم في لحظة معينة من الزمن.
3. التسريع - كمية فيزيائية تحدد معدل التغير في سرعة الجسم، أي المشتقة الأولى للسرعة بالنسبة إلى الزمن. التسارع هو كمية ناقلاتيوضح مدى تغير متجه سرعة الجسم أثناء تحركه لكل وحدة زمنية:
حركة متسارعة بشكل موحد - الحركة التي يكون فيها التسارع ثابتا في المقدار والاتجاه.
حركة مستقيمة متسارعة بشكل موحد – أبسط نوع حركة غير متساوية، حيث يتحرك الجسم في خط مستقيم، وتتغير سرعته بالتساوي خلال أي فترات زمنية متساوية.
يمكنك حساب تسارع جسم يتحرك بشكل مستقيم وبتسارع منتظم باستخدام معادلة تتضمن إسقاطات للتسارع ومتجهات السرعة:
الخامس س – الخامس 0x
أ س = ---
ر
4.حركة منحنية - حركة نقطة على طول مسار ليس خطًا مستقيمًا، مع تسارع عشوائي وسرعة عشوائية في أي وقت (على سبيل المثال، الحركة في دائرة).
زاوية الدوران - هذه ليست كمية هندسية، بل هي كمية فيزيائية تميز دوران الجسم أو دوران الشعاع الصادر من مركز دوران الجسم بالنسبة إلى شعاع آخر يعتبر ثابتا. هذه هي إحدى سمات الشكل الدوراني للحركة، ويتم تقييمها فقط بوحدات الزاوية المستوية.
الزاوي و السرعة الخطية.
السرعة الزاوية هي كمية فيزيائية تساوي نسبة زاوية الدوران إلى الفترة الزمنية التي حدث خلالها هذا الدوران.
تتحرك كل نقطة على الدائرة بسرعة معينة . وتسمى هذه السرعة الخطية . يتزامن اتجاه ناقل السرعة الخطية دائمًا مع مماس الدائرة. على سبيل المثال، يتحرك الشرر من أسفل آلة الطحن، ويكرر اتجاه السرعة اللحظية.
5. التسارع الطبيعي والعرضي.
1. التسارع المركزي - مكون تسارع نقطة ما، الذي يميز سرعة التغيير في اتجاه ناقل السرعة لمسار ذو انحناء. موجهة نحو مركز انحناء المسار، ومن هنا يأتي المصطلح. القيمة تساوي مربع السرعة مقسومًا على نصف قطر الانحناء. على المدى " تسارع الجاذبية"يعادل المصطلح" التسارع الطبيعي ».
2. التسارع العرضي - عنصر التسارع موجه بشكل عرضي لمسار الحركة. يميز التغير في وحدة السرعة على النقيض من المكون العادي، الذي يميز التغير في اتجاه السرعة.
التسارع الكامل تتكون النقطة من تسارع عرضي وتسارع عادي وفقا لقاعدة إضافة المتجهات. سيتم توجيهه دائمًا نحو تقعر المسار، حيث يتم توجيه التسارع الطبيعي أيضًا في هذا الاتجاه.
فترة التذبذب - أصغر فجوةالوقت الذي يقوم فيه المذبذب بتذبذب كامل (أي أنه يعود إلى نفس الحالة التي كان عليها في اللحظة الأولية، والتي تم اختيارها بشكل تعسفي).
تكرار - كمية فيزيائية، خاصية لعملية دورية، تساوي عدد التكرارات أو تكرار الأحداث (العمليات) لكل وحدة زمنية. يتم حسابه على أنه نسبة عدد التكرارات أو حدوث الأحداث (العمليات) إلى الفترة الزمنية التي حدثت خلالها.
6.وزن، الكمية الفيزيائية، إحدى الخصائص الرئيسية للمادة، والتي تحدد خصائصها بالقصور الذاتي والجاذبية. وبناء على ذلك، يتم التمييز بين المواد الخاملة والجاذبية (الثقيلة، الجاذبة).
وزن - قوة الجسم على الدعامة (أو التعليق أو أي نوع آخر من أدوات التثبيت)، مما يمنع السقوط الناشئ في مجال الجاذبية.
انعدام الوزن - حالة تنشأ فيها قوة التفاعل بين الجسم والدعم (وزن الجسم) فيما يتعلق جاذبية الجاذبية، عمل قوى الكتلة الأخرى، ولا سيما قوة القصور الذاتي التي تنشأ عندما حركة متسارعةالجسم، مفقود.
7. قوة الإحتكاك - هذه هي القوة التي تنشأ عندما يتلامس جسمان ويتداخلان مع حركتهما النسبية. سبب الاحتكاك هو خشونة الأسطح الاحتكاكية وتفاعل جزيئات هذه الأسطح. تعتمد قوة الاحتكاك على مادة أسطح الاحتكاك ومدى قوة ضغط هذه الأسطح على بعضها البعض.
أنواع الاحتكاك.
1. انزلاق الاحتكاك- القوة التي تنشأ أثناء الحركة الانتقالية لأحد الأجسام المتلامسة/المتفاعلة بالنسبة إلى جسم آخر وتعمل على هذا الجسم في الاتجاه الاتجاه المعاكسينزلق.
2. الاحتكاك المتداول-لحظة القوة التي تحدث عندما يتدحرج أحد الجسمين المتلامسين/المتفاعلين بالنسبة للآخر.
3. احتكاك الراحة-القوة التي تنشأ بين جسمين متلامسين وتمنع حدوثها الحركة النسبية. يجب التغلب على هذه القوة من أجل تحريك جسمين متلامسين بالنسبة لبعضهما البعض. يحدث أثناء الحركات الدقيقة (على سبيل المثال، أثناء التشوه) للأجسام الملامسة. إنه يعمل في الاتجاه المعاكس لاتجاه الحركة النسبية المحتملة.
قوة رد الفعل الأرضي - إنها قوة أو نظام قوى يعبر عن الفعل الميكانيكي للدعم على الهيكل الذي يرتكز على هذه الدعامات .
8. التشوه - يتغير الموقف المتبادلترتبط جزيئات الجسم بحركتها بالنسبة لبعضها البعض. التشوه هو نتيجة التغيرات في المسافات بين الذرات وإعادة ترتيب كتل الذرات. عادةً ما يكون التشوه مصحوبًا بتغيير في حجم القوى بين الذرية، والذي يكون قياسه هو الإجهاد الميكانيكي المرن.
أنواع التشوه.
1. التوتر - الضغط - في مقاومة المواد - نوع من التشوه الطولي للقضيب أو العارضة الذي يحدث إذا تم تطبيق حمل عليه على طول محوره الطولي (تكون نتيجة القوى المؤثرة عليه طبيعية بالنسبة للمقطع العرضي للقضيب ويمر من خلال مركز كتلته).
2. التحول - في مقاومة المواد - نوع من التشوه الطولي للشعاع الذي يحدث إذا تم تطبيق قوة تلامس سطحه (في هذه الحالة الجزء السفليالشريط ثابت بلا حراك).
3. ينحني - في مقاومة المواد، نوع من التشوه الذي يحدث فيه انحناء محاور العتبات المستقيمة أو تغير في انحناء محاور العتبات المنحنية، تغير في انحناء/انحناء السطح الأوسط للوحة أو قذيفة. يرتبط الانحناء بحدوثه المقاطع العرضيةلحظات انحناء الشعاع أو الصدفة.
4. التواء- أحد أنواع تشوه الجسم. يحدث عندما يتم تطبيق حمل على جسم على شكل زوج من القوى في مستواه المستعرض. في هذه الحالة، يظهر عامل قوة داخلي واحد فقط في المقاطع العرضية للجسم - عزم الدوران. تعمل نوابض وأعمدة ضغط التوتر على الالتواء.
قوة مرنة - القوة التي تنشأ في الجسم نتيجة تشوهه وتميل إلى إعادة الجسم إلى حالته الأصلية.
قانون هوك - عبارة تفيد بأن التشوه الذي يحدث في جسم مرن (زنبرك، قضيب، وحدة تحكم، شعاع، إلخ) يتناسب مع القوة المطبقة على هذا الجسم. اكتشفه العالم الإنجليزي روبرت هوك عام 1660. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قانون هوك ينطبق فقط على التشوهات الصغيرة. عندما يتم تجاوز حد التناسب، تصبح العلاقة بين الإجهاد والانفعال غير خطية. بالنسبة للعديد من الوسائط، لا ينطبق قانون هوك حتى على التشوهات الصغيرة.
بالنسبة لقضيب الشد الرفيع، يكون قانون هوك على الشكل التالي:
9. قانون نيوتن الأول يفترض الوجود أنظمة القصور الذاتيالعد التنازلي. لذلك يُعرف أيضًا باسم قانون القصور الذاتي. القصور الذاتي هو خاصية الجسم للحفاظ على سرعة حركته دون تغيير (من حيث الحجم والاتجاه) عندما لا تؤثر أي قوى على الجسم. لتغيير سرعة جسم ما، يجب التأثير عليها ببعض القوة. وبطبيعة الحال، نتيجة عمل قوى متساوية الحجم أجسام مختلفةسوف تكون مختلفة. وهكذا يقولون أن الأجسام لها قصور ذاتي مختلف. القصور الذاتي هو خاصية الأجسام لمقاومة التغيرات في سرعتها. تتميز كمية القصور الذاتي بوزن الجسم.
10. نبض - الكمية الفيزيائية المتجهة وهي مقياس حركة ميكانيكيةجثث. في الميكانيكا الكلاسيكيةدفعة الجسم يساوي المنتجالجماهير ممن هذا الجسم لسرعته الخامس، يتزامن اتجاه الدافع مع اتجاه ناقل السرعة:
قانون الحفاظ على الزخم ينص علي ما تها التامةمن نبضات جميع أجسام النظام قيمة ثابتة إذا كان مجموع المتجه قوى خارجية، التي تعمل على نظام الأجسام، تساوي الصفر.
في الميكانيكا الكلاسيكية، عادة ما يتم اشتقاق قانون الحفاظ على الزخم كنتيجة لقوانين نيوتن. من قوانين نيوتن يمكن إثبات أنه عندما يتحرك نظام ما في الفضاء الفارغ، فإن الزخم يظل محفوظًا في الزمن، وإذا كان هناك تأثير خارجييتم تحديد معدل تغير الزخم من خلال مجموع القوى المطبقة.
