السقوط الحر

القوة المركزية

إعداد / أ. وائل نعيم

القوة المركزية

الحركه الدائریه المنتظمه ھي حركة جسم في مسار دائري بحیث یمسح زوایا متساویة في ازمان متساویه

ھــــي الــقـــوة التي تؤثر فـــي الجسم المتحرك حركة دائریة منتظمة ویكون اتجاه تأثیرھا نحو مركز المسار الدائري وتعمل على تعجیله مركزیاً لكي یبقى الجسم في مساره.

​وتعتبر هذه الحركة من ضمن الحركات المنتظمة ويطلق عليها بالحركة الدائرية المنتظمة

تفسير حدوث الحركة الدائرية المنتظمة

حتى یتحرك جسم حركة دائریة منتظمة یستلزم ذلك التأثیر فیه بقوه ثابتة وباتجاه متعامد مع اتجاه حركة الجسم أي باتجاه مركز الدائره التي بدور فیھا الجسم وحسب قانون نیوتن الثاني فأن ھذه القوه سوف تكسب الجسم تسارعاً باتجاھھا أي باتجاه مركز الدائره لذلك فأن ھذه القوه تسمى القوه المركزیة والتسارع الناشىء عنھا یسمى التسارع المركزي .اما بالنسبة لسرعة الجسم الانتقالیة فیبقى مقدارھا ثابتا وتأخذ اتجاه المماس للمسار الدائري عند أي نقطة

إشتقاق قانون التسارع المركزي و قوة الجذب المركزية

عندما یتحرك جسم عـــــلى مسار دائري بسرعة ثابتة  فإن ھذه الحركة تخضع لنـــوع مــــن التسارع. یــــطلق عــــلى ھـــــذا التسارع اسم التسارع المركزي لأن اتجاھة یكون دائماً في اتجاه مركز الدائرة منطبقا مع نصف قطرھاًً . ویعطى التسارع (المركزي) بالمعادلة الاتیة:

​a _r = v² /r

​ومفھوم ھذا التسارع أن الجسم یسیر في مسار دائري إلا إذا كانت ھناك قوة تجذبه نحو ھذا المركز. ویطلق على ھذه القوة اسم (القوة الجاذبیة المركزیة) . ووفقاً لقانون نیوتن الثاني:

​F = m.a

​

​تكون القوة الجاذبیة المركزیة ھي:

F_c = m.v² / r

​ملاحظة

تختلف الــــقوة الجــــاذبة المركزیة بأخــــتلاف الحركة الدائریة .

​فإذا حرّكنا حجرا مربوطا بخیط في مسار دائري فإن القوة الجاذبة المركزیة ھي قوة الشدّ في الخیط

في حالة حركة الإلكترون حول النواة فإن قوة الجذابية المركزية هي قوة التجاذب الكهربائي نتيجة اختلاف الشحنات

​ربطة كتلة 30 غم بخيط طولة 1 متر ودورة في دائرة أفقية حتى انقطع الخيط فإذا كانت قوة متانة الخيط 30 نيوتن فكم يكون سرعة انطلاق الجسم حين انقطاع الخيط ؟

​ 

F =m.v² / r

30=0.3 v²/1

            v²=100

v=10M/S

الحل