المسافة الافقية التي يقطعها المقذوف

تعتمد المسافة الأفقية التي تقطعها المقذوفة على مقدار المسافة الرأسية للقذيفة، بالإضافة إلى قوة المقذوف وتأثير الجاذبية عليه، وفي هذه المقالة سنشرح بالتفصيل جميع المعلومات والقوانين الفيزيائية التي تحكم حركة القذيفة، ونذكر أيضًا قانون المسافة الأفقية التي تقطعها القذيفة.

ما هي حركة المقذوفات

حركة المقذوفات هي حركة جسم مقذوف في الهواء بالقوة، ويكون شكل حركة الأجسام المقذوفة على شكل منحنى، وهناك مقذوفات عمودية تُلقى عموديًا بزاوية 90 درجة من سطح الأرض.، وهناك مقذوفات أفقية أو مائلة، وهي التي تُلقى قطريًا من سطح الأرض، بحيث تشكل حركة المقذوف زاوية أقل من 90 درجة مع سطح الأرض، ويكون المقذوف تخضع فقط لتسارع الجاذبية.

يُطلق على جسم المقذوف اسم المقذوف، ويسمى مساره مسار القذيفة، ومن أجل وصف حركة جسم المقذوف، يجب أن نستمتع بالتعامل مع سرعة الجسم وتسارعه في كل لحظة من الحركة المنحنية. من الجسم، نظرًا لأن جسم المقذوف له نوعان من الإزاحة، وهما الإزاحة الأفقية التي تحدث بعد أن يتراجع الجسم عن موضعه الأصلي إلى الأرض، والإزاحة الرأسية، وهي مقدار ارتفاع المقذوف أعلاه الارض.[1]

قوانين المقذوفات العمودية

المقذوفات العمودية عبارة عن مقذوفات تتحرك عموديًا بحيث يتم رميها من على سطح الأرض بزاوية رأسية ويبدأ ذلك عندما يتأثر الجسم بقوة رأسية لأعلى ثم يرتفع الجسم بمعدل ينخفض ​​تدريجيًا حتى يصل أعلى ارتفاع ممكن، وعند أعلى ارتفاع تكون سرعة جسم المقذوف مساوية للصفر، وبعد ذلك سيسقط الجسم على الأرض مرة أخرى تحت تأثير تسارع الجاذبية، وهناك قوانين تسمح لنا بفعل ذلك لدراسة حركة المقذوفات هذه، وهذه القوانين هي[2]

القانون الأول

السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي)
p2 = p1 – (cxg)

بينما

• السرعة النهائية → g2 هي السرعة النهائية للجسم، مقاسة بالمتر / الثانية.
• السرعة الأولية → p1 هي السرعة الأولية للجسم، وتُقاس بالأمتار / الثانية.
• التسارع بسبب الجاذبية ← C هو مقدار التسارع الناتج عن الجاذبية، والذي يتوافق مع 9.81 م / ث².
• إجمالي الوقت → g هي المدة الزمنية لقياس السرعة النهائي، وتُقاس بالثواني.

القانون الثاني

التغيير في النزوح العمودي = (السرعة الأولية × الوقت الإجمالي) – (تسريع الجاذبية × إجمالي الوقت²)
ΔÕ =

(A1 × Z) – (½J × Z²)

بينما

• التغيير في الإزاحة الرأسية → ΔR هو مقدار التغيير في الإزاحة الرأسية، مقاسة بالأمتار.
• السرعة الأولية → p1 هي السرعة الأولية للجسم، وتُقاس بالأمتار / الثانية.
• التسارع بسبب الجاذبية ← C هو مقدار التسارع الناتج عن الجاذبية، والذي يتوافق مع 9.81 م / ث².
• إجمالي الوقت → g هي المدة الزمنية لقياس السرعة النهائي، وتُقاس بالثواني.

القانون الثالث

السرعة النهائية² = السرعة الابتدائية² – (2 × تسارع الجاذبية × التغيير في النزوح الرأسي)
p²2 = p²1 – (2 xcx Δr)

بينما

• التغيير في الإزاحة الرأسية → ΔR هو مقدار التغيير في الإزاحة الرأسية، مقاسة بالأمتار.
• السرعة الأولية → p1 هي السرعة الأولية للجسم، وتُقاس بالأمتار / الثانية.
• السرعة النهائية → g2 هي السرعة النهائية للجسم، مقاسة بالمتر / الثانية.
• التسارع بسبب الجاذبية ← C هو مقدار التسارع الناتج عن الجاذبية، والذي يتوافق مع 9.81 م / ث².

المسافة الأفقية التي قطعتها المقذوفة

تعتمد المسافة الأفقية التي يقطعها الجسم في حركة المقذوفات الأفقية على كمية القذيفة وقوة القذف، بالإضافة إلى تأثير الجاذبية وسرعة الجسم وتسارعه في الهواء. يمكن أن يكون المسار الذي تقطعه المقذوفة محسوبة بالقوانين الفيزيائية التالية[3]

القانون الأول

السرعة على المحور x = السرعة x جيب تمام الحركة
px = px cos∅

بينما

• السرعة على المحور السيني ← س- هذه هي السرعة على المحور السيني للجسم، مُقاسة بالمتر / الثانية.
• السرعة → p هي السرعة الكلية للجسم، مقاسة بالأمتار / الثانية.
• جيب تمام الحركة → cos∅ هذا هو جيب تمام الزاوية بين حركة الرصاصة والمحور x.

القانون الثاني

السرعة على المحور y = السرعة x جيب الحركة
ص = بكسل خطيئة ∅

بينما

• السرعة على المحور y → Y- هذه هي السرعة على المحور y للجسم، مُقاسة بالمتر / الثانية.
• السرعة → p هي السرعة الكلية للجسم، مقاسة بالأمتار / الثانية.
• جيب الحركة → الجيب ∅ هو مقدار جيب الزاوية بين حركة الرصاصة والمحور x.

القانون الثالث

إزاحة الجسم الأفقية = السرعة الأفقية الأولية × الوقت الإجمالي
q = pxg

بينما

• الإزاحة الأفقية للجسم ← F هي مقدار إزاحة الجسم عن موضعه الأصلي وتُقاس بوحدات الأمتار.
• السرعة الأفقية الأولية → q هي مقدار السرعة الأفقية للجسم، مقاسة بالأمتار / الثانية.
• إجمالي الوقت → g هذه هي مدة قياس السرعة ويتم قياسها بالثواني.

في نهاية هذا المقال علمنا أن المسافة الأفقية التي يقطعها المقذوف تعتمد على قوة المقذوف وسرعة المقذوف وتسارعه في الهواء، كما أوضحنا ماهية المقذوفات في الفيزياء وذكرناها قوانين الرصاص الرأسي وقوانين الرصاص الرأسي.

1. ^دورات. lumenlearning.com، حركة المقذوفات 12/21/2024
2. ^physicsclassroom.com، قذيفة 12/21/2024
3. ^khanacademy.org، قذيفة 12/21/2024