مذكرة وحدة المقذوفات فيزياء الصف العاشر المتقدم

مذكرة وحدة المقذوفات فيزياء الصف العاشر المتقدم

مذكرة وحدة المقذوفات

المقذوف : جسم يطلق في الهواء ويخضع لتأثير قوة الجاذبية فقط ( مع إهمال مقاومة الهواء )

مسار المقذوفات : هو المسار الذي يسلكه الجسم المقذوف في الهواء ويكون على شكل قطع مطافئ ويعتمد مسار المقذوفات على السرعة الابتدائية وزاوية القذف فقط

وصف حركة المقذوفات

1- عندما يطلق المقذوف بسرعةابتدائية وزاوية معينة تكون للسرعة الابتدائية مركبتان رأسية وأفقية

2-تقل المركبة الرأسية تدريجياً كلما اتجه الجسم لأعلى حتى يصبح صفراً عند أقصى ارتفاع

3- عندما يهبط الجسم تزداد المركبة الرأسية للسرعة تدريجياً ليتساوى مقدارها في أثناء الصعود والهبوط عند نفس الارتفاع

4- تبقى المركبة الافقية للسرعة ثابته المقدار والاتجاه طوال الحركة

ملاحظات هامة جداً :

1- زمن صعود الجسم إلى اقصى ارتفاع يساوي زمن الهبوط دائماً

2- السرعة التي يقذف بها الجسم تساوي السرعة التي يهبط بها الجسم عند نفس المستوى الارتفاع

3- عند اقصى ارتفاع تكون المركبة الرأسية للسرعة تساوي صفراً ولذا تكون السرعة الكلية مساوية للمركبة الأفقية

4- السرعة في الاتجاه الأفقي ثابته دائماً علل

بسبب عدم وجود قوة أفقية في الكرة في هذا الاتجاه على عكس الاتجاه الرأسي الذي يتأثر بقوة الجاذبية الأرضية

5- عندما يقذف الجسم أفقياً تكون المركبة الرأسية للسرعة مساوية للصفر

6- المدى الأفقي متساوي للأجسام المقذوفة بزاويتان مجموعهما 90 عندما تكون لها نفس السرعة الابتدائية

مصطلحات مهمة

المدى الأفقي : هي المسافة الأفقية القصوى التي يقطعها المقذوف

زمن التحليق : هو الزمن الذي يقضيه المقذوف في الهواء

استراتيجية حل المسائل :

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 المحورx ) واخرى أفقية ( في اتجاه المحور y )

2- الحركة الرأسية للمقذوف هي نفسها حركة اجسم قذفرأسياً في اتجاه الأعلى أو أسقط أو قذف رأسياً في اتجاه الأسفل حيث تؤثر قوة الجاذبيةالأرضية في الجسم وتسبب تسارعه بمقدار g راجع الجزء 3-3 لتنشيط ذاكرتك حول حلول مسائل السقوط الحر

3- الحركة الأفقية كما في حركة الجسم يتحرك بسرعة ثابته وعند أهمال مقاومة الهواء لا توجد قوة أفقية تؤثر في الجسم وحيث أنه ليس هناك قوى تؤثر في المقذوف في الاتجاه الأفقي فإنه لا يوجد تسارع أفقي

4- الحركتان الأفقية والرأسية لهما الزمن نفسه فالزمن منذ انطلاق المقذوف حتى اصطدامه بالهدف هو الزمن نفسه للحركتين الأفقية والرأسية ولذا عند حساب الزمن لحدى الحركتين تكون قد حسبت الزمن للحركة الثانية

تدريبات متنوعة على حركة المقذوفات

تدريب 1 : قذف لاعب كرة من مستوى الأرض بسرعة ابتدائيى 27m/s وفي اتجاه يميل على المستوى الأفقي بزاوية 30 درجة مهملاً مقاومة الهواء احسب كلا مما يلي :

1-زمن الوصول لأقصى ارتفاع

…………………………………………………………….

2- الزمن الكلي لتحليق الكرة

…………………………………………………………….

3- أقصى ارتفاع تصل إليه الكرة

…………………………………………………………….

4- المدى الأفقي لحركة الكرة

…………………………………………………………….

5- سرعة الكرة لحظة اصطدامها بالأرض

…………………………………………………………….

تدريب 2 : يطير صقر على ارتفاع 45 m سقط منه أرنب فاصطدم بالأرض عند A

1- احسب الزمن اللازم ليرتطم الأرنب بالأرض

…………………………………………………………….

2- المدى الأفقي ( اكبر مسافة أفقية )

…………………………………………………………….

3- سرعة الجسم لحظة ارتطامه بالأرض ( مقداراً واتجاها)

…………………………………………………………….

تدريب 3 : قذف حجر أفقياً من فوق بناية ارتفاعها 78.4m بسرعة 5m/s

1-احسب الزمن الذي يستغرقه للوصل إلى سطح الأرض

…………………………………………………………….

2- على أي بعد من قاعدة البناية يرتطم الحجر بالأرض

…………………………………………………………….

3- ما مقدار كل من مركبتي السرعة الأفقية والرأسية لحظة اصطدام الحجر بالأرض

…………………………………………………………….

تدريب 4 : تنطلق قذيفة بسرعة أفقية من مدفع بسرعة أفقية 25m/s لتسقط في حلقة قطرها 80m هل تسقط الكرة داخل الحلقة أم تتجاوزها

…………………………………………………………….

تدريب 5: في الشكل المقابل تسقط سيارة لعبة من حافة الطاولة لتصطدم بالأرض احسب مايلي

1- الزمن الذي استغرقته السيارة في الهواء

…………………………………………………………….

2- سرعة السيارة لحظة مغادرتها حالة الطاولة

…………………………………………………………….

تدريب 6 : قذفت كرة من أعلى بناية ارتفاعها 78.4m بسرعة ابتدائية 7m/s في اتجاه يصنع زاوية 53 تحت الأفقي أوجد مقدار واتجاه سرعة الكرة لحظة اصطدامها بالأرض

…………………………………………………………….

تدريب 7 :إذا قذفت قلما من فوق سطح بناية ارتفاعها 64m بسرعة أفقية 8m/s فعلى أي بعد من قاعدة البناية ستبحث عنه

…………………………………………………………….

تدريب 8 : اطلق جسمين متماثلين بنفس السرعة من نقطة على سطح أفقي الأول بزاوية 60 مع الأفقي والثاني بزاوية 30 مع الأفقي قارن بين الجسمين من حيث المدى الأفقي- أقصى ارتفاع

…………………………………………………………….

تدريب 9: استخدم البيانات الموضحة على الشكل المجاور لحساب السرعة الأفقية التي يجب أن تقذف بها الكرة كي تعبر الحلقة

…………………………………………………………….

تدريب 10: أطلق مقذوف بزاوية في الهواء وكان المدى الأفقي الذي قطعه قبل أن يصطدم بالأرض 235 m وزمن تكلفته في الهواء 47 احسب

1- احسب المركبة الأفقية لسرعة اطلاق المقذوف

2- المركبة الرأسية لسرعة اطلاق المقذوف

3- أقصى ارتفاع يصل إليه المقذوف

أسئلة مفاهيمية على حركة المقذوفات

تدريب 1 : الشكل المقابل يمثل مسار قذيفة مدفع

1- عند أي نقطة يكون مقدار المركبة الرأسية للسرعة

أكبر ما يمكن (………….)

2- عند أي نقطة يكون مقدار المركبة الأفقية للسرعة أكمبر ما يمكن (………….) متساوية عند كل النقاط بإهمال مقاومة الهواء

3- عند أي نقطة يكون التسارع أقل ما يمكن متساوي عند كل النقاط

4- عند أي نقطة يكون مقدار السرعة الرأسية أقل ما يمكن (………….)

تدريب 2 : اسقطت طائرة تحلق بسرعة أفقية كيسا للمساعدات فوق مطقة ما ارسم على الشكل مسار الكيس كما يبدو بالنسبة

1- مراقب في الطائرة

2- مراقب على الأرض

تدريب 3 : أجب عما يلي :

1- إذا كانت داخل سيارة تتحرك بسرعة منتظمة وقمت بقذف كرة رأسيا إلى أعلى هل تسقط الكرة أمامك أم خلفك ام في يدك ؟

تسقط الكرة في يدك لأنك أنت وسيارة والكرة تتحركون بالسرعة الأفقية نفسها

2- علل : حركة المقذوفات في الاتجاه الأفقي تكون بسرعة منتظمة

بسبب عدم وجود قوة أفقية تؤثر في الكرة في هذا الاتجاه على عكيس الاتجاه الرأسي الذي يتأثر بقوة الجاذبية الأرضية

3- أطلقت دبابة قذيفة افقيى من نقطة معينة في اللحظة التي سقطت فيها قذيفة ثانية من نفس النقطة نحو الأرض فإذا كان مستوى الأرض أفقياً أي القذيفتين تصل الأرض اولاً ؟ولماذا ؟

تصل القذيفتان في نفس اللحظة لأن السرعة الابتدائية الرأسية للقذيفتين صفراً

4- علل : إذا أطلقت كرة بسرعة أفقية من سطح طاولة وأسقطت من سطح الطاولة في نفس اللحظة كرة أخرى سقوطاً حراً فإن الكرتين تصطدمان بالأرض معاً

لأن المركبة الأفقية للسرعة غير مرتبطة بالمركبة الرأسية وكلا الكرتين بدأت بسرعة رأسية تساوي صفر وكلاهما تعرض لنفس تسارع الجاذبية الأرضية

الحركة الدائرية

الحركة الدائرية المنتظمة :

هي حركة جسم بسرعة منتظمة حول دائرة نصف قطرها ثابت

متجه الموقع والسرعة والتسارع في الحركة الدائرية المنتظمة

1- متجه الموقع عند لحظة معينة هو متجه إزاحة ذله عند نقطة الأصل ورأسه يشير لموقع الجسم عند تلك اللحظة

2- متجه السرعة عند لحظة معينة يكون على شكل مماس لمحيط الدائرة ويكون دائماً عمودي على متجه الموقع

وفي الحركة الدائرية يبقى مقدار متجه السرعة ثابتاً ولكن اتجاهه يتغير

3- متجه التسارع يشير دائماً إلى مركز الدائرة ولذا يسمى ب التسارع المركزي

علل : في الحركة الدائرية المنتظمة يكون للجسم تسارعاً باتجاه المركز على الرغم من أن مقدار سرعته لا يتغير

وذلك بسبب تغير اتجاه الجسم المتحرك لحظياً مما يؤدي لتغير السرعة المتجهة للجسم وحيث ان التسارع هو التغير في السرعة المتجهة لذا فأن الجسم يتسارع

القوة الطارد المركزية :

قوة وهمية تظهر كما لو كانت تؤثر نحو الخارج في الجسم المتحرك حركة دورانية