بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء

hanan2021-04-26

241 4 دقائق

بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء الذي يشمل مناقشة قوانينها وآلية تطبيق تلك القوانين، تعتبر الحركة الدورانية أحد أنماط الحركة والتي تشمل حركة أي جسم على سطح الأرض، وقد تم مناقشة العديد من القوانين الخاصة بالحركة الدورانية التي ينظر إليها كأحد الأمور الهامة في الحياة اليومية والتي تناولها العديد من علماء الفيزياء حتى العصر الحديث.

مقدمة بحث عن الحركة الدورانية

يتطلب البدء في مناقشة بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء ضرورة التعرف على مفهوم الحركة الدورانية، وهي حركة جسم ذات أبعاد بشكل دائري حول محور يتخلل ذلك الجسم، ومن أبرز أمثلة ال��ركة الدورانية حركة العجلة والمروحة، ودوران الأرض حول المحور الخاص بها.

يمكن تعريف الحركة الدورانية أيضاً على أنها الالتفاف حول نقطة الارتكاز مع الاحتفاظ بثبات المسافة وتكوين مسار ذات شكل دائري، حيث قام علماء الفيزياء بتفسير الحركة على أنها أحد الوظائف الميكانيكية داخل جسم الإنسان.

وتم وضع العديد من القوانين التي من شأنها تفسير أسباب حدوث الحركة، وقد تم تفسير الحركة على أنها حدوث تغيير في اتجاه وموقع جسم معين في فترة محددة دون تدخل عامل خارجي يتسبب في حدوث الحركة.

كان العالم اسحق نيوتن هو أيقونة انطلاقة قوانين وأسس علم الميكانيكا، واعتمدت قوانين الحركة الخاصة به على الربط بين قوى الأجسام وحركتها، وقد عززت قوانين نيوتن للحركة على وضعه العديد من التفسيرات للظواهر المحيطة به مثل حركة المقذوفات وتنبأ من خلالها ببعض الظواهر التي حدثت فيما بعد، الأمر الذي جعل من قوانين نيوتن عظيمة الأثر في دراسة بعض القوانين الميكانيكية.

تضمنت قوانين نيوتن للحركة تناول بعض المفاهيم الفيزيائية المسئولة عن الحركة مثل سرعة الجسم والكتلة والقوة، والتي ساعدت علماء الفيزياء في العصر الحالي في العديد من الاكتشافات على الرغم من مرور قرابة الثلاثة قرون على اكتشاف هذه القوانين.

قوانين نيوتن للحركة

بحث عن الحركة الدورانية
تتضمن مناقشة عناصر بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء الحديث عن قوانين نيوتن للحركة التي تعتبر أحد أصول علم الفيزياء حتى الآن، والتي تنقسم إلى ثلاثة قوانين وهي كالتالي:

قانون نيوتن الأول

تؤكد فكرة هذا القانون على أن الأجسام الساكنة تبقى كما هي وأن المتحركة تبقى كما هي إذا لم تخضع لمؤثر خارجي.
حيث يبدأ الساكن في الحركة حال تعرضه لعامل خارجي يؤثر على وضع السكون.
الجسم المتحرك يستمر في حركته إذا لم يتعرض لعامل خارجي يتسبب في إيقاف حركته.

قانون نيوتن الثاني

يتناول هذا القانون العامل الخارجي الذي من شأنه التأثير على وضعية الأجسام الساكنة والمتحركة.
يؤكد القانون على ضرورة التساوي بين قوة التأثير في الأجسام مع كتلة هذه الأجسام مضروبة في سرعتها.
وقد تم تناول هذا القانون كالآتي: «القوة =الكتلة × السرعة».
أوضحت المعادلة أنه يمكن الحصول على مقدار القوة من حاصل ضرب الكتلة والسرعة.
فإذا كان الجسم في وضع السكون وتأثر بقوة خارجية، سوف يتجه الجسم إلى اتجاه متساوي مع القوة التي تأثر بها.
أما إذا كان الجسم في حالة الحركة وتؤثر بقوة خارجية سوف يزيد معدل السرعة وبالتالي يتغير الاتجاه.

قانون نيوتن الثالث

يؤكد ذلك القانون أن لكل فعل رد فعل متساوي معه في المقدار ومضاد له في الاتجاه.
تعتمد فكرة هذا القانون على أنه تفاعل جسمين معاً يتأثر كل منهما بقوة معينة.
يؤدي ذلك إلى أن يتجه كل منهما عكس الآخر على الرغم من ثبات القوة المؤثرة على الجسمين.
حيث أن العامل الخارجي يؤثر على الجسمين معا وينتج عن ذلك رد فعل ثابت مع تغير في الاتجاه.
تطبيق عملي على قوانين نيوتن للحركة
توجد العديد من التطبيقات العملية لقوانين نيوتن المتعلقة بالحركة، والتي ستتم مناقشتها في بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء ومن أهم هذه الأمثلة ما يلي:

يعتبر اصطدام السيارة بشيء معين من التطبيقات العملية لقانون نيوتن الأول والذي يؤكد على بقاء الجسم المتحرك بوضعيته إذا لم يخضع لمؤثر خارجي، حيث أن السيارة كانت مستمرة في الحركة وتوقفت نتيجة ارتطامها بشيء معين أثر على حركتها، أما القانون الثاني والثالث يمكن تطبيقهما على نتائج ذلك التصادم.
إذا كانت السيارة تسير بسرعة معينة بشكل مستقيم، لن تتغير الحركة والمسار، إلا في حالة تدخل عامل خارجي مؤثر على السرعة والاتجاه، حيث تتساوى سرعة حركة السيارة مع سرعة كل ما تحتويه السيارة من ركاب ومقاعد، ويعتبر ذلك تطبيقا عمليا على قانون نيوتن الثاني.
يتسبب توقف السيارة المفاجئ الناتج عن الارتطام بتوقف كل من في السيارة بشكل مفاجئ أيضاً، الأمر الذي قد يتسبب في حدوث بعض الأذى البدني للركاب نتيجة التوقف المفاجئ وارتطامهم معا.
لذلك نشأت فكرة تزويد السيارات بحزام الأمان نسبة لقوانين نيوتن للحركة من أجل حماية جسم الإنسان من التوقف المفاجئ من خلال مقاومة رد فعل الجسم حال حدوث تصادم، ويعتبر ذلك تطبيق لقانون نيوتن الثالث للحركة.
أنواع الحركة
يعتبر أحد أسس كتابة بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء التعرف على أنواع الحركة والتي تم تصنيفها كالآتي:

الحركة الدورانية

يقصد بها حركة الجسم الدائرية حول محور ارتكازه، والتي تنتج عن مؤثر خارجي لقيامه بالدوران حول نفسه، ويمكن توضيح هذه الحركة بالمعادلة التالية « العزم = جا ه‍× المسافة× القوة».

يقصد بالمسافة أي قيمة المسافة بين الجسم ومحور ارتكازه، وتشير ه‍ إلى الزاوية الواقعة بين المسافة والقوة، ويوضح ذلك القانون أن دوران الجسم حول محوره يزوده بالمزيد من القوة، ويمكن النظر للحركة الدورانية كنمط مبسط للحركة يستطيع الجسم من خلالها الحركة بسهولة.

الحركة الانتقالية

تأتي هذه الحركة أيضاً باسم الحركة الخطية والتي يقوم الجسم فيها بالحركة خلال خط مستقيم ذات اتجاه وبعد موحد، ويعتبر هذا النوع من الحركة نمط مضاد للحركة الدورانية التي يدور فيها الجسم حول محوره.

يمكن تفسير هذه الحركة من خلال رسم سهم على جسم متحرك بشكل انتقالي سوف يستمر ثبات السهم، أما إذا تم رسمه على جسم متحرك بشكل دائري سوف يتحرك السهم.

الحركة التذبذبية

هي تلك الحركة التي تنتج عن تغيير متكرر مع وجود فاصل زمني، وذلك بمعنى أنه يتم تكرار حركة معينة في نفس زمن وقوعها، ومن أشهر أمثلة الحركة التذبذبية حركة عقارب الساعة، والتي تسير بالاتجاه ذاته في نفس الوقت، وتتضمن هذه الحركة نقطة يطلق عليها نقطة الاتزان والتي يتم من خلالها تكرار الحركة في الوقت ذاته.

خاتمة بحث عن الحركة الدورانية

وفي نهاية بحث عن الحركة الدورانية في الفيزياء، تم الحديث عن مفهوم الحركة وأنواعها وأبرز القوانين التي أقرها نيوتن للحركة، والتي اعتمدت عليها العديد من نظريات الفيزياء، كما تم عقد مقارنة بين الحركة الدورانية والانتقالية، وتوضيح أهمية قوانين نيوتن في اكتشاف حزام الأمان للسيارات.