منتديات الثقافة والمعلومات
 
الرئيسيةالتسجيلدخول
شاطر | 
 

 بحث للفيزياء أول ثانوي مطور عن السرعة والتسارع

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
أحلام وردية



عدد الرسائل: 28
العمر: 19
العمر: 15
تاريخ التسجيل: 02/12/2010

مُساهمةموضوع: بحث للفيزياء أول ثانوي مطور عن السرعة والتسارع   الثلاثاء فبراير 08, 2011 3:38 pm

السرعة والتسارع

المقدمة:


التعامل بالكميات الفيزيائية في كل امر من امور حياتنا يوحي المرء باننا نعيش في عالم كل ما به فيزياء.فبمجرد ان يولد الطفل فان اول ما يفعله الطبيب هو تعين الوزن والطول واول ما يذهب الشخص وهو مريض يفحص الطبيب درجه حرارته والضغط وغيره من الاشياء










1
...نبذه عن السرعة والتسارع...
ماهي السرعة وماهو التسارع؟؟
عندما ننطلق من الثبات إلى الحركة نكون قد مررنا بمرحلة تسارع والتسارع هو معدل التغير في سرعتنا
إذا حافظنا على سرعة معينة وإتجاه ثابت مثل 5 كليومترات في الساعة يكون معدل التغير عندنا صفر
السرعة هي قطع مسافة ثابتة في وحدة الزمن وفي إتجاه واحد مثلا سرعة القطار 120 كيلومتر لكل ساعة ..
التسارع أو العجلة هي معدل التغير التابت في السرعة أو إتجاه فمثلا معدل التغير الثابت في الجاذبية الأرضية يساوي 9.8 متر لكل ثانية في عدم وجود مقاومات لسقوط الأجسام.
تسقط الأجسام نحو الارض بتسارع ثابت عند أهمال المقاومة ولاتعمتد على كتلتها ولا حجمها وفي كواكب لاتحمل غلافا جويا تتساقط الأشياء بتسارع ثابت نحو المركز.







2

سرعة الانطلاق والسرعة المتجهه
لتوضيح الفرق بينهما نتخيل سيارة تسير حول المستطيل التالي وعلى التوالي من أ ------- ب --------ج ------ د ---------
و كانت سرعة السيارة 80 كم | ساعة . على أن تكون نقطة الانطلاق
( أ ) ونقطة النهاية ( د )
بالتالي تكون سرعة الانطلاق ثابتة 80 كم | ساعة .
أما السرعة المتجهة فهي تعرف بشيئين هما الكمية
( وهي ثابتة وتساوي 80 كم | ساعة (
و الاتجاه ( متغير : شمال – غرب – جنوب (
2- الفرق بين المسافة والإزاحة
المسافة التي قطعتها السيارة كمية قياسية وليست لها اتجاه
وهي = أب + ب ج + ج د
أما الإزاحة فهي المسافة بين نقطة البداية والنهاية ، وهي كمية متجهة ذات مقدار واتجاه وهي =
البعد المستقيم بين نقطة البداية ( أ ) ونقطة النهاية ( د ).







3
السرعة المتجهة:
تقدر بالازاحة التى يقطعها الجسم مقسومة على الفترة الزمنية التى استغرقها.
وهى كمية متجهة يلزم لتحديدها تحديدا تاما تحديد المقدار والاتجاه.
وتنقسم إلى :
السرعة المتجهة المتوسطة:
نظرا لتغير السرعة خلال الحركة فلا نستطيع تحديد السرعة التى سار بها الجسم من بداية الحركة لنهايتها. فنلجأ لحساب السرعة المتوسطة. ولذا يمكن رسمها بيانيا وإيجاده من ميل الخط المستقيم أو إيجادها بالطرية الحسابية.
هى متوسط السرعة التى تحرك بها الجسم خلال فترة زمنية محددة.
أو هى السرعة المنتظمة ( الثابته ) التى لو سار بها الجسم لقطع نفس الازاحة في نفس الزمن.
وإذا تكلمنا عن المقدار والاتجاه نقول السرعة المتجهة المتوسطة.
وإذا تكلمنا عن المقدار فقط تسمى السرعة المتوسطة فقط.
وهى تساوى ميل منحنى الموقع الزمن في الحالتين الفرق فقط فى الحديث عن الاتجاه.










4

((متى تتساوى السرعة العددية والسرعة المتجهة )) ؟؟

السرعة العدية = امسافة \ لزمن ،،، والسرعة المتجهه = الإزاحة\ الزمن .

من هذا نرى أنه تتساوى السرعتان عندما يكون :- الإزاحة = المسافة .
والإزاحة تساوي المسافة عندما تكون الحركة في خط مستقيم ، أي أن الجسم لا يغير اتجاهه مع مضي الزمن .

الخلاصة هي أنه السرعة العددية = السرعة المتجهه عندما تكون الحركة في خط مستقيم .


















5
علم الحركة
علم الحركة (Kinematics) هو فرع من فروع الميكانيكا (Mechanics) يصف حركة الأجسام والنظم المادية. هناك مفهومان أساسيان لصياغة نظريات علم الحركة بشكلها الكلاسيكي، وهما ثبات الأبعاد المكانية وإسقلاليتها عن الزمن. نستطيع وصف حركة جسم مادي نقطي في فضاء إقليدي باستخدام ثلاثة مفاهيم وهي التنقل، والسرعة والتسارع. بالنسبة للأجسام الحقيقية (التي لا يمكن وصفها بكونها نقاطا رياضاتية)، يصف علم الحركة تنقل ودوران مركز الكتلة (Center of mass) الجسم في فضاء ثلاثي الأبعاد. حاليا سنركز على الحركة الخطية المنتظمة، ثم في وقت لاحق على الحركة الدائرية.]
الحركة الخطية
يعرف
التنقل، والسرعة والتسارع على النحو التالي



















6
التنقل.



ص. 1- موقع جسم (P) في فضاء ثلاثي الأبعاد.


ص. 2- تمثيل موقع جسم على محور يمثل بعداً واحداً.
عندما نبحث عن تنقل جسم نسأل هذه الأسئلة "هل غير الجسم موقعه ؟ في أي اتجاه ؟". أول شيء يجب فعله هو تثبيت نقطة مرجعية لدراسة التنقل. يوصف موقع الجسم في الفضاء بإحداثياته الثلاثة (x, y, z) في إطارنظام إحداثي ديكارتي (Cartesian coordinate system) (ص. 1). باستعمال الإحداثيات الديكارتية تكتب متجهة (Vector) التنقل من الأصل إلى نقطة (x,y,z) :

أو

هي متجهات الوحدة في نظام الإحداثيات الديكارتية.
عندما تتم الحركة في بعد واحد (ص. 2) لنقل على سبيل المثال (x) فإن التنقل هو متجهة، يمكن حسابها كالآتي :


7
(1.1)
أي أنه الفرق بين الموقع (ونرمز له بالحرف الإغريقي Δ) الذي كان فيه الجسم في النهاية ( ) وموقعه عند البداية ( ).
في علم الحركة هناك فرق بين "المسافة" (Distance) و"التنقل" (Displacement)، تخيل أن جسما ما يدور حول مركز؛ المسافة التي يقطعها عندما ينهي دورته هي بكل بساطة محيط الدائرة، ولكن التنقل هو صفر لأنه رجع لنقطة البداية





















8
السرعة
في علم الحركة، هناك فرق بين "السرعة (Speed)" و"السرعة الاتجاهية (Velocity)". فأما الأولى فهي كمية قياسية (Scalar) وأما الثانية فهي كمية إتجاهية (Vector).
توصف السرعة الاتجاهية المتوسطة (Average velocity) في بعد واحد بأنها نتاج قسمة كمية اتجاهية وهي التنقل، بكمية قياسية وهي المدة الزمنية التي يستغرقها التنقل:
(1.2)
التسارع
"هل يغير الجسم سرعته ؟" يجيب عن هذا التساؤل البحث عن التسارع (Acceleration) أو العجلة.
يعرف التسارع المتوسط، وهو كمية اتجاهية، على أنه معدل تغير السرعة في فترة من الزمن:
(1.4)
والتسارع اللحظي هو اشتقاق السرعة الاتجاهية اللحظية بالنسبة للزمن، أي أنه المشتقة الثانية للتنقل:
(1.5)
التسارع اللحظي هو كمية اتجاهية يمكن أن يكون:
• موجباً وهذا يعني أن سرعة الجسم تتصاعد (يعجل).
• سالباً وهذا يعني أن الجسم يبطئ.
• صفراً وهذا يعني أن الجسم إما ساكن أو يسير بحركة منتظمة دون تسارع أو تباطؤ.
وحدة التسارع هي متر \ مربع ثانية (m/s2).
هناك من يستعمل أيضا، خاصة في الملاحة الفضائية، المشتقة الثانية للسرعة وهو ما يعبر عنه بالـزخّة أو التسارع المركب (jerk):
(1.6)
9

معادلات الحركة الخطية في بعد واحد
عندما يسير الجسم بتسارع منتظم، وهذا يعني أن سرعته تزيد بنفس القيمة في فترات متساوية من الزمن، فهذا يعني حسب (مـ 1.6) أن:

وهذا ما يحدث مثلاً مع السقوط الحرّ للأجسام في حقل الجاذبية الأرضية، فالتسارع ذو قيمة ثابتة. عندما ينطلق جسم في هذه مثل هذه الضروف بسرعة بقيمة سرعة بدائية ( ) لينتهي إلى موقع ما في زمن ( )، فإن قيمة سرعته النهائية ( ) هي:
(1.7)
وبما أن التنقل الذي يحدث في بعد واحد ( ) بين هاذين الموقعين هو تكامل السرعة، سنتحصل على:
(1.
هنا ( ) هو موقع الجسم عند البداية.
الآن بدمج (مـ 1.7) و(مـ 1. ننتهي إلى المعادلة الثالثة للحركة وهي:
(1.9)
أو حسب (1.1) على هذا الشكل:
هذه المعادلة مفيدة جداً لحساب السرعة عندما لا نمتلك معلومات عن الأوقات






10
الحركة الدورانية


ص. 3- وصف الحركة الدائرية.
حركة الدوران هي حركة تتم في بعدين على مسار دائري يسمى مداراً. يمكن أن تكون الحركة منتظمة أي أن السرعة الزاوية ثابتة، أو غير منتظمة عندما تتغير السرعة حسب الزمن. يمكن أن يدور الجسم حسب محاور عديدة ولكننا سنختار هنا الحالة التي يدور فيها حول المحور (z).
الموقع الزاوي
المسافة المتجهة من مركز المدار، المنتمي لمحور الدوران، إلى نقطة ما في الجسم الدائر هي متجهة التنقل التي تحدد موقع الجسم ( ) في كل لحظة من الزمن (ص. 3). هناك إسقاط لهذه المتجهة على المستوي المعامد لمحور المدار نرمز له ب( ). الزوية (θ) التي تكونها هذه المكونة العمودية مع المحور (x) هي حسب الاتفاق الموقع الزاوي للجسم الدائر. اصطلاحاً، إذا كان الجسم يتحرك في الاتجاه المخالف لعقارب الساعة فإن الموقع الزاوي يكون موجباً والعكس بالعكس.
وحدة قياس الموقع الزاوي هي الراديان (Radian) إختصاراً (rad).








11
السرعة الزاوية
المعدل الذي يتغير به الموقع الزاوي حسب الزمن يعرف على أنه السرعة الزاوية (ω). وتكتب قيمة السرعة الزاوية اللحظية كالآتي:
(1.9)
تمثل السرعة الزاوية بمتجهة ( ) مطابقة لمحور الدوران حيث تكون قيمتها (ω)، وإتجاهها محدداً بإتجاه الدوران (إلى الأعلى إذا كان الدوران يتم عكس إتجاه عقارب الساعة وإلى أسفل إذا كان الدوران يتم في نفس إتجاه عقارب الساعة).
وحدة قياس السرعة الزاوية هي الراديان \ ثانية (rad/s).
التسارع الزاوي
قيمة التسارع الزاوي (α) هي معدل تغير قيمة السرعة الزاوية بالنسبة للزمن:
(1.10)
وحدة قياس التسارع الزاوي هي الراديان \ مربع ثانية (rad / s2).












12
العلاقة بين الكميات الدورانية والخطّية


ص. 4- وصف حركة دائرية بنظام الإحداثيات القطبية.





















13

وحدات السرعة
في النظام العالمي لقياس السرعة, الوحدة الأساسية هي المتر بالثانية: م/ث أو م ث^-1 ويمكن استعمال الكيلومتر في الساعة للسرعات المتوسطة مثل سرعة الصواريخ والسيارات..إلخ، حتى أن الكيلومتر في الساعة هو الأكثر شيوعاً رغم أن الوحدة الرسمية هي المتر في الثانية. وأيضاً، في المقاييس الكونية (عند قياس سرعة حركة الأجرام السماوية مثل أجرام النظام الشمسي وحتى النجوم والمجرات) تُستخدم وحدة الكيلومتر/الثانية لأن الوحدات الأخرى تُصبح تافهة حينها. أما في المجال البحري فتقاس سرعة السفن والغواصات بالعقدة حيث تساوي: 1.853 كيلو متر/ساعة أو 0.5 متر/ثانية.
ومن وحدات قياس السرعة:
 متر في الثانية.
 كيلومتر في الساعة.
 ميل في الساعة.
 العقدة (ميل بحري في الساعة).
 قدم في الثانية.
 سرعة الضوء في الفراغ، أو "c".











14
التحويل من وإلى وحدات السرعة المختلفة:
الوحدة م/ث
كم/س
ميل/س
م.ب/س
ق/ث

1 م/ث = 1 3.6 2.236,936 1.943,844 3.280,840
1 كم/س = 0.277,778 1 0.621,371 0.539,957 0.911,344
1 ميل/س = 0.447,04 1.609,344 1 0.868,976 1.466,667
1 م.ب/س = 0.514,444 1.852 1.150,779 1 1.687,810
1 ق/ث = 0.304,8 1.097,28 0.681,818 0.592,484 1
سرعة متجهة
السرعة:هي المسافة التي يقطعها الجسم في وحدة الزمن وهي قيمة متجهة، إي تتتميز باتجاه معين. هذه خاصية هامة للسرعة. أولا السرعة لها قيمة معينة تقاس المتر/ثانية أو كيلومتر/ساعة، وثانيا نميز اتجاه السرعة في الرياضيات بسهم لتسهيل الحسابات.











15
أنواع السرعة

تمثل السرعات المتجهة بأسهم تتناسب أطوالها مع مقدار السرعة، ويتخذ اتجاه السهم اتجاه السرعة. انظر الشكل : السرعة a والسرعة المساوية في عكس الاتجاه -a، وضعف السرعة 2a وفي نفس اتجاه السرعة a.
هناك نوعين من السرعة:
 سرعة خطية = المسافة/الزمن وحدتها (متر/الثانية)أو(ميل/الثانية)
 سرعة زاوية أو سرعة دورانية: عدد دورات/الزمن وحدتها (دورة/ثا)
وتختلف طريقة قياس الوحدة المستخدمة في الزمن طبقا للنظامين العالمي (المتري) والإنجليزي. فمثلا في دولة المغرب مقياس السرعة هو بالكيلومتر لكل ساعة (النظام العالمي أو System international) أما في الولايات المتحدة الأمريكية فهي بالميل لكل ساعة (النظام الإنجليزي). ويجب معرفة الفرق بين الميل والكيلومتر لمعرفة كيفية المقارنة بين السرعتين.
فمثلاً، قطعت سيارة مسافة 100 كيلو متر خلال 30 دقيقة، وسرعة السيارة = المسافة بالكيلومتر/الزمن بالساعات سرعة السيارة = 100 / 0.5، إذاً سرعة السيارة هي 200 كيلومتر لكل ساعة.
أما السرعة المتوسطة فهي المسافة الكلية التي يجتازها جسم مقسومة على مدة اجتيازه هذه المسافة ووحدتها كيلومتر /ثانية.
 والسرعة غير العجلة أو التسارع
 16

 حيث التسارع هو كل تغيّر في مقدار السرعة أو في اتجاهها خلال وحدة زمنية.
 وحدة العجلة: متر/ثالية /ثانية، أو كيلومتر/ساعة /ساعة.
























17
الأهــداء
لأمي الحبيبة ولأبي الغالي ولخالي





















18

المراجع:
1)موقع أجيال المستقبل...
2)موقع الفيزيائيين العرب........

















19
الخـاتـمـة

بدأ سن القلم ينكسر .. وتتمزق حواف الأوراق..
والرياح تأخذ ما تبقى في أيدينا من لحظة جمعتنا فيها جل أنواع الإخاء..
تلاقينا 00 تفرقنا.. عدنا .. ثم ها نحن نطرق أبواب
الرحيل .. لنصل إلى مفترق الطريق ..
ونقطة النهاية..
نسأل الله أن يجمعنا بكم أياما عديدة وأزمنة مديدة .. فلتلهج الألسن بالدعاء..
ولتنطق الحروف بالرجاء ..
إن لم يكن لنا هنا لقاء..
فل الأخرى لنا أمل..ورجاء













20
الفهرس
المقدمة 1
نبذه عن السرعة والتسارع 2
سرعة الأنطلاق والسرعة المتجهة –الفرق بين المسافة والإزاحة
3
السرعة المتجهه 4
متى تتساوى السرعة العددية والسرعة المتجهة 5
علم الحركة –الحركة الخطية 6
التنقل 7-8
السرعة-التسارع 9
معادلات الحركة الخطية في بعد واحد 10
الحركة الدورانية –الموقع الزاوي 11
السرعة الزاوية –التسارع الزاوي 12
العلاقة بين الكميات الدورانية والخطية 13
وحدات السرعة 14
سرعة متجهة 15
أنواع السرعة 16-17
الأهداء 18
المراجع 19
الخاتمة 20
الفهرس 21
21


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 

بحث للفيزياء أول ثانوي مطور عن السرعة والتسارع

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

 مواضيع مماثلة

-
» دروس العلوم الطبيعية 2 ثانوي

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
ال مهدي :: المنتدى العام :: القسم العام-