Skip to main content
Global

3: الحركة على طول خط مستقيم

  • Page ID
    199789
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    تتناول المعالجة الكاملة لعلم الحركة الحركة الحركة في بعدين وثلاثة أبعاد. في الوقت الحالي، نناقش الحركة في بُعد واحد، مما يوفر لنا الأدوات اللازمة لدراسة الحركة متعددة الأبعاد. من الأمثلة الجيدة لجسم يخضع لحركة أحادية البعد قطار ماجليف (الرفع المغناطيسي) الذي تم تصويره في بداية هذا الفصل. أثناء انتقالها، على سبيل المثال، من طوكيو إلى كيوتو، تكون في مواقع مختلفة على طول المسار في أوقات مختلفة من رحلتها، وبالتالي تتعرض لعمليات نزوح أو تغييرات في موضعها. كما أن لديها مجموعة متنوعة من السرعات على طول مسارها وتخضع للتسارع (تغيرات في السرعة). باستخدام المهارات المكتسبة في هذا الفصل، يمكننا حساب هذه الكميات ومتوسط السرعة. يمكن وصف كل هذه الكميات باستخدام الكينماتيكا، دون معرفة كتلة القطار أو القوى المشاركة.

    • 3.1: حركة تمهيدية على طول خط مستقيم
      يمكننا وصف الحركة باستخدام تخصصي الكينماتيكا والديناميكيات. نحن ندرس الديناميكيات، التي تهتم بأسباب الحركة، في قوانين نيوتن للحركة؛ ولكن هناك الكثير مما يمكن تعلمه عن الحركة دون الرجوع إلى أسبابها، وهذه هي دراسة الكينماتيكا. تتضمن الكينماتيكا وصف الحركة من خلال خصائص مثل الموضع والوقت والسرعة والتسارع.
    • 3.2: الموضع والإزاحة ومتوسط السرعة
      لوصف حركة كائن ما، يجب أولاً أن تكون قادرًا على وصف موضعه (x): أين هو في أي وقت معين. بتعبير أدق، نحتاج إلى تحديد موضعها بالنسبة لإطار مرجعي مناسب. الإطار المرجعي هو مجموعة عشوائية من المحاور التي يتم وصف موضع وحركة الكائن منها.
    • 3.3: السرعة اللحظية والسرعة
      الكمية التي تخبرنا بمدى سرعة تحرك الجسم في أي مكان على طول مساره هي السرعة اللحظية، وعادة ما تسمى السرعة ببساطة. إنه متوسط السرعة بين نقطتين على المسار في الحد الذي يقترب فيه الوقت (وبالتالي الإزاحة) بين النقطتين من الصفر.
    • 3.4: التسارع المتوسط والفوري
      التسارع هو المعدل الذي تتغير به السرعة. إنه أيضًا ناقل، مما يعني أنه يحتوي على الحجم والاتجاه. وحدة SI للتسارع هي متر في الثانية مربعة. يمكن أن يحدث التسارع بسبب تغيير في حجم السرعة أو اتجاهها أو كليهما. التسارع اللحظي هو منحدر الرسم البياني للسرعة مقابل الوقت.
    • 3.5: الحركة ذات التسارع المستمر (الجزء الأول)
      عند تحليل الحركة أحادية البعد ذات التسارع المستمر، حدد الكميات المعروفة واختر المعادلات المناسبة لحلها للمجهول. هناك حاجة إلى واحدة أو اثنتين من المعادلات الحركية لحل المجاهيل، اعتمادًا على الكميات المعروفة وغير المعروفة.
    • 3.6: الحركة ذات التسارع المستمر (الجزء 2)
      تتطلب مشاكل السعي وراء جسدين دائمًا حل معادلتين في وقت واحد للمجهولين.
    • 3.7: السقوط الحر
      يتعرض الجسم في السقوط الحر لتسارع مستمر إذا كانت مقاومة الهواء ضئيلة. على الأرض، تسارع جميع الأجسام الساقطة بحرية g بسبب الجاذبية، والتي يبلغ متوسطها g = 9.81 m/s^2. بالنسبة للأجسام المعرضة للسقوط الحر، عادةً ما يُنظر إلى الاتجاه التصاعدي على أنه إيجابي للإزاحة والسرعة والتسارع.
    • 3.8: إيجاد السرعة والإزاحة من التسارع
      يمنحنا حساب التفاضل والتكامل صياغة أكثر اكتمالاً للكينماتيكا. إذا كان التسارع a (t) معروفًا، فيمكننا استخدام حساب التفاضل والتكامل لاشتقاق تعبيرات السرعة v (t) والموضع x (t).
    • 3.E: الحركة على طول خط مستقيم (تمارين)
    • 3.S: الحركة على طول خط مستقيم (ملخص)

    صورة مصغرة: قطار ماجليف (رفع مغناطيسي) من سلسلة JR Central L0 يخضع لاختبار تجريبي على مسار اختبار ياماناشي. يمكن وصف حركة قطار ماجليف باستخدام الكينماتيكا، موضوع هذا الفصل. (الائتمان: تعديل العمل من قبل «Maryland GovPics» /Flickr).