الفيزياء - الفصل 4: الفصل الرابع : قوانين الحركة الدائرية

# ملخص: الفصل الرابع : قوانين الحركة الدائرية

> **المادة:** فيزياء | **الصف:** الصف الثاني الثانوي | **الفصل:** الفصل الثاني

---

## أهداف التعلم
- يستطيع الطالب أن يتعرف على مفهوم الحركة الدائرية المنتظمة.
- يستطيع الطالب أن يستنتج العوامل التي تحدد مقدار القوة الجاذبة المركزية.
- يستطيع الطالب أن يحسب القوة الجاذبة المركزية والعجلة المركزية.
- يستطيع الطالب أن يحلل الإرشادات المرورية وعلاقتها بالقوة الجاذبة المركزية.
- يستطيع الطالب أن يحلل بعض المواقف الحياتية المرتبطة بحركة جسم في مسار دائري.
- يستطيع الطالب أن يفهم العلاقة بين السرعة الخطية والسرعة الزاوية.

## المصطلحات والتعريفات العلمية
- **الحركة الدائرية المنتظمة:** هي حركة الجسم في مسار دائري بسرعة ثابتة في المقدار ومتغيرة في الاتجاه. (الوحدة: متر/ثانية)
- **العجلة المركزية:** هي العجلة التي يكتسبها الجسم في الحركة الدائرية نتيجة لتغير اتجاه السرعة. (الوحدة: متر/ثانية²)
- **القوة الجاذبة المركزية:** هي القوة اللازمة للحفاظ على حركة الجسم في مسار دائري. (الوحدة: نيوتن)
- **السرعة المماسية:** هي السرعة التي يتحرك بها الجسم في اتجاه مماس للمسار الدائري. (الوحدة: متر/ثانية)
- **السرعة الزاوية:** هي معدل تغير الزاوية التي يقطعها الجسم في وحدة الزمن. (الوحدة: راديان/ثانية)

## القوانين والمعادلات الفيزيائية
### قانون القوة الجاذبة المركزية
```
F = m × v² / r
```
**حيث:**
| الرمز | المعنى | الوحدة SI |
|-------|--------|-----------|
| F     | القوة الجاذبة المركزية | نيوتن (N) |
| m     | كتلة الجسم | كيلوجرام (kg) |
| v     | السرعة الخطية | متر/ثانية (m/s) |
| r     | نصف قطر المسار الدائري | متر (m) |

**شرح:** القوة الجاذبة المركزية هي القوة التي تؤثر على الجسم لتحافظه في مسار دائري.

**مثال عددي:** إذا كان جسم كتلته 2 kg يتحرك بسرعة 4 m/s في مسار دائري نصف قطره 1 م، احسب القوة الجاذبة المركزية. الحل: F = 2 kg × (4 m/s)² / 1 m = 32 N. الإجابة: 32 نيوتن.

### قانون العجلة المركزية
```
a = v² / r
```
**حيث:**
| الرمز | المعنى | الوحدة SI |
|-------|--------|-----------|
| a     | العجلة المركزية | متر/ثانية² (m/s²) |
| v     | السرعة الخطية | متر/ثانية (m/s) |
| r     | نصف قطر المسار الدائري | متر (m) |

**شرح:** العجلة المركزية هي العجلة التي يكتسبها الجسم في الحركة الدائرية نتيجة لتغير اتجاه السرعة.

**مثال عددي:** إذا كان جسم يتحرك بسرعة 6 m/s في مسار دائري نصف قطره 2 م، احسب العجلة المركزية. الحل: a = (6 m/s)² / 2 m = 18 m/s². الإجابة: 18 متر/ثانية².

## الحركة الدائرية
الحركة الدائرية هي حركة الجسم في مسار دائري. يمكن أن تكون الحركة الدائرية منتظمة أو غير منتظمة. في الحركة الدائرية المنتظمة، يتحرك الجسم بسرعة ثابتة في المقدار ومتغيرة في الاتجاه.

### أنواع القوى الجاذبة المركزية
- **قوة الشد:** هي القوة التي تؤثر على الجسم بسبب شد خيط أو سلك.
- **قوة الجاذبية:** هي القوة التي تؤثر على الجسم بسبب جاذبية الأرض أو جسم سماوي آخر.
- **قوة الاحتكاك:** هي القوة التي تؤثر على الجسم بسبب احتكاكه بسطح آخر.

## العجلة الجاذبة المركزية
العجلة الجاذبة المركزية هي العجلة التي يكتسبها الجسم في الحركة الدائرية نتيجة لتغير اتجاه السرعة. يمكن حساب العجلة الجاذبة المركزية باستخدام القانون التالي:
```
a = v² / r
```
**حيث:**
| الرمز | المعنى | الوحدة SI |
|-------|--------|-----------|
| a     | العجلة المركزية | متر/ثانية² (m/s²) |
| v     | السرعة الخطية | متر/ثانية (m/s) |
| r     | نصف قطر المسار الدائري | متر (m) |

## تطبيقات محلولة
### مسألة 1
جسم كتلته 3 kg يتحرك بسرعة 5 m/s في مسار دائري نصف قطره 1.5 م. احسب القوة الجاذبة المركزية والعجلة المركزية.
الحل:
- القوة الجاذبة المركزية: F = m × v² / r = 3 kg × (5 m/s)² / 1.5 m = 50 N
- العجلة المركزية: a = v² / r = (5 m/s)² / 1.5 m = 16.67 m/s²

### مسألة 2
جسم يتحرك بسرعة 8 m/s في مسار دائري نصف قطره 2.5 م. احسب العجلة المركزية والقوة الجاذبة المركزية إذا كانت كتلة الجسم 4 kg.
الحل:
- العجلة المركزية: a = v² / r = (8 m/s)² / 2.5 m = 25.6 m/s²
- القوة الجاذبة المركزية: F = m × v² / r = 4 kg × (8 m/s)² / 2.5 m = 102.4 N

## أخطاء شائعة في الامتحان
- عدم فهم概念 الحركة الدائرية المنتظمة.
- عدم القدرة على تطبيق قوانين القوة الجاذبة المركزية والعجلة المركزية.
- عدم دقة في حساب القيم الفيزيائية.
- عدم فهم أنواع القوى الجاذبة المركزية.

## قائمة المراجعة السريعة
- [ ] الحركة الدائرية المنتظمة هي حركة الجسم في مسار دائري بسرعة ثابتة في المقدار ومتغيرة في الاتجاه.
- [ ] القوة الجاذبة المركزية هي القوة اللازمة للحفاظ على حركة الجسم في مسار دائري.
- [ ] العجلة المركزية هي العجلة التي يكتسبها الجسم في الحركة الدائرية نتيجة لتغير اتجاه السرعة.
- [ ] السرعة المماسية هي السرعة التي يتحرك بها الجسم في اتجاه مماس للمسار الدائري.
- [ ] السرعة الزاوية هي معدل تغير الزاوية التي يقطعها الجسم في وحدة الزمن.
- [ ] قوة الشد هي القوة التي تؤثر على الجسم بسبب شد خيط أو سلك.
- [ ] قوة الجاذبية هي القوة التي تؤثر على الجسم بسبب جاذبية الأرض أو جسم سماوي آخر.
- [ ] قوة الاحتكاك هي القوة التي تؤثر على الجسم بسبب احتكاكه بسطح آخر.
- [ ] يمكن حساب القوة الجاذبة المركزية باستخدام القانون التالي: F = m × v² / r
- [ ] يمكن حساب العجلة المركزية باستخدام القانون التالي: a = v² / r
- [ ] يجب دقة في حساب القيم الفيزيائية.
- [ ] يجب فهم أنواع القوى الجاذبة المركزية.

## جميع معادلات الفصل دفعة واحدة
```
F = m × v² / r
a = v² / r
v = r × ω
ω = v / r
```

> بالتوفيق في امتحاناتك!

أهداف الدرس الأساسية

1

تحديد مفهوم الحركة الدائرية

يصف الطالب الحركة الدائرية المنتظمة، و يحدد مسار الجسم المتحرك.

2

تحديد القوة المركزية

يصف الطالب القوة المركزية كقوة عمودية على اتجاه الحركة الدائرية.

3

توضيح العلاقة بين القوة و الحركة الدائرية

يشرح الطالب كيف تؤثر القوة في تغيير اتجاه حركة الجسم في مسار دائري.

4

تحديد أنواع القوى المركزية

يعدد الطالب أمثلة للقوى التي يمكن أن تكون قوى مركزية (شد، جاذبية، احتكاك).

5

تطبيق قانون نيوتن الثاني على الحركة الدائرية

يستخدم الطالب قانون نيوتن الثاني لحساب القوة المركزية.

6

حساب السرعة المماسية

يحسب الطالب السرعة المماسية لجسم يتحرك في مسار دائري.

7

تحديد مفهوم التسارع المركزي

يعرف الطالب التسارع المركزي و علاقته بتغير اتجاه السرعة.

8

حساب التسارع المركزي

يحسب الطالب التسارع المركزي باستخدام معادلة التسارع المركزي.

9

تفسير حركة الأجسام في المواقف الحياتية

يطبق الطالب مفاهيم الحركة الدائرية لشرح حركة الأجسام في أمثلة واقعية (السيارات، الأقمار الصناعية).

10

تحليل تأثير الاحتكاك في المنحنيات

يصف الطالب دور الاحتكاك في توفير القوة المركزية للسيارات في المنحنيات.

11

تحليل تأثير ميلان الطريق

يشرح الطالب كيف يساعد ميلان الطريق في توفير القوة المركزية.

12

تفسير تجربة الحركة الدائرية

يصف الطالب تجربة الحركة الدائرية و يفسر نتائجها.

الشرح المرئي (Slides)

7 لوحة تعليمية

لوحة شرح: الفصل الرابع : قوانين الحركة الدائرية - 1

LO-1

الفصل الرابع : قوانين الحركة الدائرية