عند أقصى ارتفاع، تكون السرعة الرأسية للقذيفة مساوية لـ، نظرًا لوجود ثلاثة قوانين فيزيائية تصف حركة المقذوفات وسرعتها وشرح طريقة تحركها. في هذه المقالة سنشرح بالتفصيل عن الحركة نتحدث عن المقذوفات في الفيزياء وسنشرح القوانين الثلاثة المستخدمة في دراسة هذه الحركة.
جدول المحتويات
عند الارتفاع الأقصى، تكون السرعة الرأسية للرصاصة هي نفسها
في أقصى ارتفاع، تكون السرعة الرأسية للقذيفة صفراً، لأن المقذوف هو حركة جسم يُلقى في الهواء بالقوة، وشكل حركة المقذوف يكون دائمًا على شكل منحنى، وهناك ثلاثة قوانين للحركة تصف حركة المقذوفات، وهذه القوانين هي كما يلي[1]
- القانون الأول
السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي)
p2 = p1 – (cxg)
- القانون الثاني
التغيير في النزوح العمودي = (السرعة الأولية × الوقت الإجمالي) – (تسريع الجاذبية × إجمالي الوقت²)
(A1 × Z) – (½J × Z²)
- القانون الثالث
السرعة النهائية² = السرعة الابتدائية² – (2 × تسارع الجاذبية × التغيير في النزوح الرأسي)
p²2 = p²1 – (2 xcx Δr)
حيث p1 هي السرعة الابتدائية للجسم، و r2 هي السرعة النهائية للجسم، و g هي الوقت الإجمالي، و c هي التسارع بسبب الجاذبية، و Δr هي التغير في الإزاحة الرأسية.
عندما تسقط الكرة لأسفل بشكل مستقيم، فإنها تكتسب طاقة
أمثلة على حسابات حركة المقذوفات
فيما يلي بعض الأمثلة العملية لحسابات حركة المقذوفات[2]
- مثال 1 رمي كرة بسرعة 25 م / ثانية. رمي الكرة ما هو الوقت الذي تستغرقه الكرة لتسقط على الأرض
شرح طريقة الحل
السرعة الأولية = 25 م / ث
السرعة النهائية = 0 ← حيث تكون السرعة النهائية صفراً عند الارتفاع الأقصى للقذيفة.
التسارع بسبب الجاذبية = 9.81 م / ث²
السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي)
0 = 25 – (9.81 × إجمالي الوقت)
25 = 9.81 × الوقت الإجمالي
الوقت الإجمالي = 25 9.81
الوقت الإجمالي = 2.5 ثانية - المثال الثاني تم إلقاء جسم من أعلى برج ارتفاعه حوالي 150 مترًا، فما السرعة النهائية لهذا الجسم قبل أن يصطدم بالأرض
شرح طريقة الحل
السرعة الابتدائية = الصفر ← حيث كان الجسد في حالة راحة قبل الرمي
التسارع بسبب الجاذبية = 9.81 م / ث²
التغيير في الإزاحة الرأسية = -150 مترًا ← الإشارة السالبة تعني أن الجسم يسقط.
السرعة النهائية² = السرعة الابتدائية² – (2 × تسارع الجاذبية × التغيير في النزوح الرأسي)
السرعة النهائية² = 0² – (2 × 9.81 × – 150)
السرعة النهائية² = 2943
السرعة النهائية = 2943
السرعة النهائية = 54.2 م / ث - المثال الثالث تم رمي جسم من قمة جبل ارتفاعه حوالي 100 متر وبسرعة 3.2 متر / ثانية. بدأت. إذا كانت سرعته النهائية عند الوصول حوالي 15 متر / ثانية. احتيال، ما هي المدة التي استغرقها الكائن للوصول إليه
شرح طريقة الحل
السرعة الأولية = 3.2 م / ث
السرعة النهائية = 15 م / ث
التسارع بسبب الجاذبية = 9.81 م / ث²
السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي)
15 = 3.2 – (9.81 × إجمالي الوقت)
15 – 3.2 = 9.81 × الوقت الإجمالي
الوقت الإجمالي = 11.8 9.81
الوقت الإجمالي = 1.2 ثانية - المثال الرابع تم رمي كرة من ارتفاع 310 أمتار، ما السرعة النهائية لهذا الجسم قبل أن تصطدم بالأرض
شرح طريقة الحل
السرعة الابتدائية = الصفر ← حيث كان الجسد في حالة راحة قبل الرمي
التسارع بسبب الجاذبية = 9.81 م / ث²
التغيير في الإزاحة الرأسية = – 310 مترًا ← إشارة السالب تعني أن الجسم يتساقط.
السرعة النهائية² = السرعة الابتدائية² – (2 × تسارع الجاذبية × التغيير في النزوح الرأسي)
السرعة النهائية² = 0² – (2 × 9.81 × – 310)
السرعة النهائية² = 6082.2
السرعة النهائية = 6082.2
السرعة النهائية = 78 م / ث
القوة التي تشكل المسار المنحني للقذيفة هي القوة
بنهاية هذا المقال علمنا أنه عند الارتفاع الأقصى تكون السرعة الرأسية للقذيفة صفرًا وقد أوضحنا جميع القوانين الفيزيائية المستخدمة في حساب سرعة وحركة المقذوفات، بالإضافة إلى أمثلة عملية لهذه الحسابات.
- ^دورات. lumenlearning.com، حركة المقذوفات 04.06.2024
- ^physicsclassroom.com، ما هو المقذوف 04.06.2024