نقدم لك عزيزي القارئ بحثا عن تصوير الحركة من خلال موقع موسوعة، ففي علم الفيزياء توجد اهتمامات كبيرة بالحركة، وتشير الحركة إلى التغير الذي يحدث للأجسام عندما تنتقل من مكان إلى آخر، وتنقسم الحركة إلى عدة أنواع، منها الحركة الدورانية التي تشير إلى دوران الأرض حول نفسها، بالإضافة إلى الحركة الاتجاهية التي تحدث في اتجاه واحد، وتكون إما عمودية أو أفقية، وقد تتجه نحو الغرب أو الشرق، وهناك أيضا ما يسمى بالإزاحة وهي المسافة التي يقطعها الجسم أثناء الحركة.
هناك أيضا ما يسمى بالحركة التذبذبية ومثال عليها النابض والبندول، والحركة الخطية تشير إلى حركة السيارة على الطريق، لذلك سنتعرف في السطور التالية على تصوير الحركة وقوانينها وأنواعها، فقط اتبعنا
بحث عن تصوير الحركة
كل شيء من حولنا يتحرك، ولكن طبيعة الحركة تختلف وفقا للحالة التي نشهدها، ونجد أن الحركة مرتبطة بعدد من المصطلحات الأخرى مثل الإزاحة والمسافة، بالإضافة إلى معدل الحركة، أو ما يعرف فيزيائيا بالتسارع، وهو التغير في السرعة مع مرور الوقت.
بشكل عام ، يعتمد علوم الحركة أساسا على دراسة مفصلة لهذه المصطلحات عن طريق وصف حركة الجسم.
ويطلق على هذه العلوم اسم الديناميكا، أو علم التحريك، أو التحريكيات.
وعند الحديث عن سرعة تحرك الجسم، سنجد أنها كالآتي:-
السرعة = المسافة/ الزمن
هي تعبر عن المسافة التي يقطعها الجسم مقسومة على الزمن الذي يستغرقه.
أما السرعة فهي تعكس التغير الزمني للسرعة، ويتم قسمة التغير في السرعة على الوقت المستغرق، ويقاس بالقدم في الثانية المربعة أو المتر في الثانية المربعة.
ويمكن قياسها بوحدة متر/الساعة، كيلومتر/الساعة، ميل/ساعة
بالطبع، سرعة الجسم تتأثر بالوزن والحجم، حيث يتم تحديد مركز الثقل عندما يكون الجسم كبيرا، نتيجة لتوزيع الحركة على جميع أجزاء الجسم.
عند التحرك بشكل دوراني، يفضل أن نستند على محور ونتأكد من أنه يمر بمركز الثقل.
ونجد أن سرعتها هنا يتم قياسها بوحدة متر/ ثانية، وتعبر عن كمية متجهة.
أنواع الحركة
هناك أنواع مختلفة من الحركة، ومن بينها الآتي:-
المقذوفات
- يمكننا التعبير عن حركة الأجسام الملقاة من خلال مثال يوضح ذلك، وهو إلقاء كرة بزاوية معينة في الهواء الطلق. سنلاحظ هنا أن الجاذبية الأرضية ستجعل الكرة تتساقط للأسفل، وبالتالي ستلاحظ أن سرعتها تقل تدريجيا أثناء سقوطها.
- ومن ناحية أخرى، نلاحظ أن السرعة الأفقية ستبقى ثابتة، ولن يولي أي اهتمام لمقاومة الهواء وسيتجاهله.
- وبالتالي، ستنتقل الكرة بشكل أسرع أفقيا بعد اصطدامها بالأرض، وهنا نجد أن مكونات الحركة تكون مستقلة عن بعضها البعض سواء كانت عمودية أو أفقية.
- وبالتالي يمكننا تحليل كل حركة بشكل منفصل، ويتم إنتاج مسار عبارة عن مجموعة من القطع الناقصة.
الحركة الدورانية
- تعرف بالدوران الدائري، وتشير إلى حركة الجسم حول محوره أو مركزه، وتعتمد هذه الحركة على عزم القوة، ويشير إلى القوة التي يحتاجها الجسم للتأثير به، حتى يتمكن من الدوران حول محوره أو مركزه.
- وبإمكاننا التعبير هنا عن هذه الحالة من خلال المعادلة الآتية:-
- العزم = القوة× المسافة.
- نلاحظ هنا أن المسافة تعني المسافة التي يحتاجها الجسم للدوران حول المحور والتي تفصل بينه وبين النقطة التي تتعرض للقوة.
- أما جا هـ فهي الزاوية التي تكون بين المسافة والقوة، وبالتالي يتم نقل الطاقة الحركية من قبل الأجسام التي تدور حول محورها.
- نجد أن سرعة حركة الجسم ثابتة المقدار وهي من أنواع الحركة البسيطة، وما يسمى بعجلته هو مجموعة الزوايا اليمنى، أو الزاوية بشكل عام.
- أما العجلة المجردة فتعبر عن الحركة الدائرية، وتلك السرعة التي تحتاج إلى الاتجاه نحو مركز الدائرة.
السرعة الثابتة
- يمكن وصف هذه السرعة بسهولة، ويمكن أن تكون ثابتة في الحالة الأولى، بينما قيمتها في الحالة الثانية تساوي الصفر.
- ففي حالة أن الزمن يرمز له بـ (ن)، والمسافة يرمز لها بـ (ف)، والسرعة ترمز لها بـ (ع) فإن القانون يصبح كالآتي: ف = ع ن.
الحركة الانتقالية
- تسمى هذه الحركة حركة خطية، ومن خلالها يتحرك الجسم في خط مستقيم، باتجاه واحد ومسافة واحدة، وبالتالي تكون عكس الحركة الدورانية التي تحدث حول الجسم.
- فهنا حركة الجسم تتم من خلال الدوران حول نفسه بشكل دائري.
- يطلق على العلم المعني بهذه الحركة الديناميكية الانتقالية، ويتم الاستفادة من عدد من المعادلات والقوانين فيه. يعتمد هذا العلم بشكل أساسي على مبادئ الحركة الانتقالية لمعرفة حرارة المادة من خلال حركة الجزيئات داخلها. كما يعتمد بشكل رئيسي على قوانين نيوتن للحركة، ويشمل قوى الاحتكاك والجاذبية كأحد القوى التي تؤثر على الأجسام.
- عندما نرسم سهما على جسم متحرك بصورة انتقالية، فإن هذا السهم سيظل يدل على الاتجاه ذاته.
- ومع ذلك عندما نتحدث عن هذه الحالة بشكل نظري، سنجد أن الجسم لا يتحرك في خط مستقيم عند الحركة الانتقالية، فعلى الرغم من عدم تغيير اتجاه الجسم، إلا أن حركته تكون منحنية، ولكننا لا نشعر بهذه الحالة في الواقع.
الحركة التذبذبية
- تشير هذه الحركة إلى التغير المتكرر الذي تتعرض له الحركة مع مرور الوقت، وبالتالي نلاحظ أن الحركة تتكرر من جديد خلال فترة زمنية معينة.
- مثال على ذلك هو حركة بندول الساعة التي تتحرك يمينا ثم يسارا حول نقطة التوازن في وقت معين، ثم تعود للحركة نفسها خلال نفس الفترة الزمنية، وهكذا.
العجلة الثابتة
- يتغير السرعة وليست ثابتة، وبالتالي يجب معرفة السرعة في وقت معين أو السرعة الحالية.
- عند الإشارة إلى العجلة المتوقفة (ج)، تبدأ عند سرعة محددة تساوي الصفر.
- بالتالي، فإن السرعة اللحظية عند زمن ما تكون كالتالي: ع = ج ن.
- وهنا ستجدين أن المسافة المقطوعة ف = ١/٢ ج ن٢.
بحث عن الحركة المتسارعة
- وهي إحدى أشكال الحركة، وتنقسم إلى ثلاثة أقسام، وهي الحركة بتسارع ثابت، والتسارع، والسقوط الحر.
- وبالتالي، إذا كان التسارع سالبا، فهذا يشير إلى تباطؤ قيمة التسارع وحركة الجسم مع مرور الوقت.
- إذا كان التسارع إيجابيا، فهذا يعني زيادة قيمة التسارع مع مرور الوقت، ويحدث ذلك عن طريق اتجاه سرعة الجسم وحركته.
- ومن هنا نجد أن التسارع له ثلاثة أنواع، بما في ذلك التسارع المتوسط واللحظي والمنتظم.
- ننتقل في حديثنا إلى نوع واحد من الحركة المتصارعة وهو السقوط الحر، الذي يحدث عندما يسقط الجسم بدون أي قوة مؤثرة عليه، باستثناء قوة الجاذبية الأرضية، والتي تعتمد على كتلة الجسم التي تسقط باتجاه الأرض.
- وهذا ما يسمى بالسقوط الحر، حيث تكون سرعة الجسم عند السقوط مساوية للصفر، أي أن سرعتها ثابتة كما هي.
- ومع ذلك، يزداد سرعة الجسم عندما يقترب من سطح الأرض، ويتم اصطدامه بها.
- يحدث التسارع الثابت عندما يتغير الجسم سرعته بصورة ثابتة على مرور فترات زمنية. عندما تكون السرعة ثابتة، يكون التسارع يساوي الصفر، حيث يظل الجسم ثابتا بدون زيادة أو نقصان.
- وعندما نتطلع لإعطاء مثال عن الحركة المتسارعة، سنجد أن البوصلة تعبر عنها، ويمكن الاطلاع عليها من خلال تطبيق موجود على الهواتف المحمولة، حيث يتم تحديد مكان واتجاه الهاتف عن طريق قياس السرعة، ويستخدم أيضا في تحديد مواقع الزلازل.
قوانين الحركة
هناك العديد من قوانين الحركة التي ساعدتنا في فهم وتحليل الظواهر الفيزيائية المختلفة، وبالطبع ساهم العالم الكبير إسحاق نيوتن في جمع هذه القوانين ووضع الأسس الأولية لعلم الميكانيكا الكلاسيكية، فهو من بين العلماء المؤثرين على مر التاريخ.
ثمنحتاج إلى تجميع ثلاث قوانين مهمة جدا، وأطلق عليها قوانين نيوتن في الحركة، وتمكن من ربط حركة الجسم بالقوة التي تنشأ عن الحركة من خلال هذه القوانين.
وهم يساهمون في تفسير حركة الجسم، وكيفية تفاعله، وأحدثت هذه القوانين ضجة كبيرة في مجال الفيزياء خلال القرون الثلاثة الماضية، وما زالت تستخدم حتى اليوم؛ لتفسير وتحليل حركة الأجسام في الحياة العامة.
وهم كالآتي:-
القانون الأول
- يشير هذا القانون إلى أن الجسم الساكن سيظل كما هو، والجسم المتحرك سيظل متحركا إلا إذا تأثر أيا منهم بقوة خارجية، فالجسم لا يتغير في اتجاهه أو يتوقف عن الحركة أو يبدأها إلا إذا تعرض لقوة خارجية تسبب تغييرا.
القانون الثاني
- يدل هذا على أي تأثير يتعرض له الجسم من قوى خارجية، فالقانون ينص على تساوي القوة المؤثرة على الجسم بكتلته، وهي تضرب في تسارعه، وذلك لأن التسارع والقوة هما كميتان متجهتان، وقد يكون للقوة وحدها تأثير، أو قد تكون نتيجة لعدة قوى متجهة.
- في حالة تعرض الجسم لقوة ثابتة، يحدث التسارع، أي يتغير السرعة بمعدل ثابت.
- إذا كان الجسم متحركا، فسيؤثر هذا على الجسم بزيادة قوته أو بطءه، وقد تتغير اتجاه القوة وفقا لاتجاه الجسم.
- إذا تعرض الجسم لأي قوة خارجية، فسوف يحدث تسارع نحو مجموعة القوى المؤثرة أو في نفس اتجاه القوة نفسها.
- ويُمكن التعبير عن هذا القانون من خلال الآتي:- القوة= الكتلة×التسارع.
القانون الثالث
- ويوضح هذا القانون أن كل فعل يجب أن يكون له ردة فعل معينة، تكون متساوية له في القدر وعكس الاتجاه.
- وهنا يوضح القانون تفاعل اثنين من الأجسام مع بعضهما، عندما يؤثر أحدهما على الآخر بشكل قوي.
- وهكذا نشهد أن تأثير القوة يتم إنشاؤه بين جسمين، وعندما يطرح جسم آخر له قوة محددة، فإن هذا الجسم سيدفع الآخر بنفس القوة في لحظة الدفع.
- في حالة أن الجسم الذي يؤثر عليه حجمه كبير جدا أكثر من الجسم الآخر ، فسوف نجد أن الجسم الأكبر لن يتأثر بشكل كبير بقوة ردة فعل الجسم الآخر ، أو قد يتأثر بشكل ضعيف جدا ويمكن تجاهله.
- هناك مجموعة من التطبيقات الحياتية التي يمكننا من خلالها فهم الحركة، بما في ذلك اصطدام السيارة وهذا يعبر عن قانون نيوتن الأول، لنحدد تأثير الاصطدام على السيارة.
يُمكننا التعبير عن أنواع الحركة من خلال الصور الآتية:-
تعبر هذه الصورة عن أشكال مختلفة للحركة، بما في ذلك الحركة الدائرية، والحركة المنحنية، والحركة الناتجة عن السير في خط مستقيم، أو الاهتزاز.
ويتم من خلاله استبدال الجسم بعدد من النقاط المفردة المتواجدة بجوار بعضها.
يوضح هذا الرسم البياني موقع جسم ما خلال عدة أزمنة مختلفة، ولكنها متتابعة.
وهنا نصل إلى نهاية مقالنا، وتحدثنا فيه عن الحركة وأنواعها، نتمنى أن يكون قد أفادك، ونتركك الآن في أمان الله وحفظه.