يقدم لك موقع موسوعة بحثًا حول تصوير الحركة، حيث تولي الفيزياء اهتمامًا واسعًا بالحركة التي تشير إلى التغير الذي يحدث لجسم ما عندما يتحرك من مكان إلى آخر. تحتوي الحركة على العديد من الأنواع، بما في ذلك الحركة الدورانية، والتي تشير إلى دوران الأرض حول نفسها، والحركة الخطية، والتي تشير إلى الحركة في اتجاه واحد ويمكن أن تكون عمودية أو أفقية أو في اتجاه الشرق أو الغرب. كما يوجد ما يسمى بالإزاحة وهي المسافة التي يقطعها الجسم أثناء الحركة.
توجد أيضًا حركة تذبذبية مثل النابض والبندول، وحركة خطية مثل حركة السيارة على الطريق. سنتعرف في السطور التالية على تفاصيل تصوير الحركة وقوانينها وأنواعها، فقط اتبعنا.
بحث عن تصوير الحركة
كل شيء حولنا يتحرك، ولكن نوع الحركة يختلف وفقًا للحالة التي نشاهدها، ونجد أن الحركة ترتبط بعدد من المصطلحات الأخرى، بما في ذلك الإزاحة والمسافة، بالإضافة إلى معدل الحركة، أو ما يُعرف في الفيزياء بالتسارع، والذي يشير إلى التغيير الذي يحدث في السرعة بالنسبة للزمن.
على العموم، تعتمد علوم الحركة بشكل أساسي على دراسة هذه المصطلحات بشكل مفصل، من خلال وصف حركة الجسم.
يُطلق على هذه الدراسات اسم الديناميكا، وهي علم الحركة والتحريك.
وعند الحديث عن سرعة تحرك الجسم، سنجد أنها كالآتي:-
السرعة = المسافة/ الزمن
السرعة هي المسافة التي يقطعها الجسم مقسومة على الزمن اللازم لقطعها.
تُعبّر العجلة عن المعدل الزمني لتغيير السرعة، ويتم حساب تغيير السرعة على مدى الوقت الذي استغرقه، ويتم قياسه بالقدم في الثانية المربعة أو المتر في الثانية المربعة.
ويمكن قياسها بوحدة متر/الساعة، كيلومتر/الساعة، ميل/ساعة
يتأثر سرعة الجسم بالوزن والحجم، وإذا كان الجسم كبيرًا، فإن نقطة مركز الثقل تسقط عليه في نقطة محددة، وذلك نتيجة لتأثير الحركة على كافة أجزاء الجسم.
في حالة الحركة الدورانية، يُفضل الاعتماد على محور عند وصفها، ويجب أن يمر المحور بمركز الثقل.
يتم قياس سرعته هنا بوحدة متر/ثانية، وتعبر عن كمية الحركة في الاتجاه المحدد.
أنواع الحركة
هناك أنواع مختلفة من الحركة، ومن بينها الآتي:-
المقذوفات
- يُمكننا شرح حركة المقذوفات باستخدام مثال يوضحها، مثل إلقاء كرة بزاوية معينة في الهواء الطلق، وبسبب الجاذبية الأرضية، ستسقط الكرة للأسفل، ونلاحظ خلال هبوطها أن سرعتها تقل تدريجيًا.
- ومن ناحية أخرى، لا يتم النظر إلى مقاومة الهواء عند السرعة الأفقية، وستظل ثابتة دون أي اهتمام بها.
- نتيجة لذلك، ستتحرك الكرة بسرعة أفقية أسرع من اصطدامها بالأرض، ويمكننا أن نرى أن مكونات الحركة مستقلة عن بعضها البعض سواء كانت عمودية أو أفقية.
- وبالتالي، يمكننا تحليل كل حركة بشكل منفصل، وإنتاج مسار يتكون من مجموعة من القطع الناقصة.
الحركة الدورانية
- الحركة الدائرية تشير إلى دوران الجسم حول محوره أو مركزه، وتستند إلى عزم القوة؛ ويُقصد بالقوة هنا تلك التي يحتاجها الجسم للتأثير والتحرك بطريقة يمكنه فيها الدوران حول محوره أو مركزه.
- وبإمكاننا التعبير هنا عن هذه الحالة من خلال المعادلة الآتية:-
- العزم = القوة× المسافة.
- يتم فهم المسافة هنا على أنها المسافة التي يسافرها الجسم بين المحور الذي يدور حوله والنقطة التي تتعرض للقوة.
- تعني جاي هـ الزاوية التي تكون بين المسافة والقوة، ومن خلالها يتم اكتساب الطاقة الحركية من قبل الأجسام التي تدور حول محورها.
- تتحرك الجسم بسرعة ثابتة في نوع من الحركة البسيطة، ويشار إلى هذا النوع من الحركة باسم “حركة العجلة”، وهي تتضمن مجموعة من الزوايا اليمنى أو الزوايا بشكل عام.
- تعبر العجلة الجاذبة عن الحركة الدائرية والسرعة التي تحتاج إلى الاتجاه نحو مركز الدائرة.
السرعة الثابتة
- يمكن وصف هذه السرعة بسهولة، وقد تكون ثابتة في الحالة الأولى بينما تكون قيمتها تساوي الصفر في الحالة الثانية.
- إذا تم رمز الزمن بـ (ن) والمسافة بـ (ف) و السرعة بـ (ع)، فسيكون القانون كالتالي: ف = ع × ن.
الحركة الانتقالية
- تعرف الحركة الخطية باسم الحركة الخطية، وتتمثل في حركة الجسم على خط مستقيم باتجاه واحد، وبالتالي تختلف عن الحركة الدورانية التي تتمثل في حركة الجسم حول نفسه.
- في هذا المكان، يتم تحريك الجسم بالدوران حول نفسه بشكل دائري.
- تعتمد الديناميكية الانتقالية كعلم مختص بحركة الأجسام، حيث يتم الاستعانة بمجموعة من المعادلات والقوانين لمعرفة حرارة المادة عن طريق حركة الجزيئات التي تحتويها، ويعتمد بشكل رئيسي على قوانين نيوتن للحركة، كما يتأثر الأجسام بالقوى المختلفة مثل الاحتكاك والجاذبية.
- على سبيل المثال، عندما يتم رسم سهم على جسم متحرك في حركة، فإن هذا السهم سيظل يدل على نفس الاتجاه.
- عند التحدث عن الحركة الانتقالية بصورة نظرية، يتضح أن الجسم لا يتحرك بخط مستقيم، حتى إذا لم يتغير اتجاه الجسم، فإن حركته تكون منحنية، ولكننا لا نشعر بهذه الحالة في الواقع.
الحركة التذبذبية
- يشير هذا المصطلح إلى الحركة التي تتغير مع مرور الوقت، وبالتالي نلاحظ أن الحركة تتكرر من نفسها خلال مدة زمنية محددة.
- يمكن استخدام حركة بندول الساعة كمثال، حيث يتحرك البندول يمينًا ثم يسارًا حول نقطة الاتزان الوسطية بزمن محدد، ثم يعيد نفس الحركة خلال نفس الفترة الزمنية، وهكذا.
العجلة الثابتة
- تتغير السرعة وغير ثابتة، ولذلك يجب معرفة السرعة التي تحدث في وقت معين أو السرعة اللحظية.
- عند الإشارة إلى العجلة الثابتة (ج)، سنجد أنها تبدأ عند سرعة محددة تساوي الصفر.
- وبالتالي، فإن السرعة اللحظية في وقت معين تساوي الآتي: السرعة = المسافة ÷ الزمن.
- وهنا يتم تحديد المسافة المقطوعة ف = 1/2 ج ن2.
بحث عن الحركة المتسارعة
- هي نوع من الحركة ويتم تقسيمها إلى ثلاثة أقسام وهي الحركة بتسارع ثابت، والتسارع، والسقوط الحر.
- في حال كان التسارع سالباً، فهذا يدل على بطء قيمة التسارع وحركة الجسم مع مرور الزمن.
- إذا كان التسارع إيجابيًا، فهذا يعني زيادة قيمة التسارع مع مرور الوقت، ويتم ذلك باتجاه حركة الجسم وسرعته.
- تتكون التسارع من ثلاثة أنواع، بما في ذلك التسارع المتوسط والتسارع اللحظي والتسارع المنتظم.
- نتحدث هنا عن نوع من الحركة الحرة وهو السقوط الحر، حيث يتعرض الجسم لهذا النوع من الحركة عندما يسقط بدون أي قوة عليه، باستثناء الجاذبية الأرضية، والتي تعتمد على كتلة الجسم الذي يسقط باتجاه الأرض.
- ويطلق عليه السقوط الحر، حيث تصبح سرعة الجسم عند السقوط مساوية للصفر، أي أن سرعتها تبقى ثابتة.
- تزداد سرعة الجسم عندما يقترب من سطح الأرض ويتعرض للاصطدام به.
- يحدث التسارع الثابت عندما يقوم الجسم بتغيير سرعته بصورة ثابتة مع مرور الوقت، وعندما تكون السرعة ثابتة، فهذا يدل على أن التسارع يساوي الصفر، لأنه يظل ثابتًا دون زيادة أو نقصان.
- يمكن استخدام بوصلة الهاتف المحمول كمثال للحركة المتسارعة، والتي يتم تحديدها عن طريق مقياس التسارع الموجود في تطبيق البوصلة، والذي يساعد في تحديد مكان الهاتف واتجاهه. يتم استخدام هذا المقياس أيضًا في معرفة مواقع الزلازل.
قوانين الحركة
هناك العديد من قوانين الحركة التي تساعدنا على تفسير وتحليل الظواهر الفيزيائية المختلفة، وبالطبع، ساهم العالم الكبير إسحاق نيوتن في جمع هذه القوانين ووضع الأسس الأولية لعلم الميكانيكا الكلاسيكية، وهو واحد من العلماء المؤثرين عبر التاريخ.
تمكن من تجميع ثلاث قوانين هامة جدًا، والتي أُطلق عليها قوانين نيوتن في الحركة، واستطاع ربط حركة الجسم مع القوة التي تسببت في الحركة من خلال هذه القوانين.
يُساهم القوانين التي أحدثت ضجة كبيرة في عالم الفيزياء خلال القرون الثلاثة الماضية في تفسير حركة الجسم وتفاعله، ومازالت تستخدم حتى اليوم في تفسير وتحليل حركة الأجسام في الحياة العامة.
وهم كالآتي:-
القانون الأول
- يشير هذا القانون إلى أن الجسم الساكن يبقى كما هو، والجسم المتحرك يظل متحركًا ما لم يتعرض أحدهما لقوة خارجية، فالجسم لا يتغير في اتجاهه أو يتوقف عن الحركة، أو يبدأها إلا إذا تعرض لقوة خارجية تغير حركته.
القانون الثاني
- يدل أي تأثير لقوى خارجية على الجسم على أن القوة المؤثرة عليه تساوي كتلته مضروبة في تسارعه، وذلك لأن التسارع والقوة هما كميتان متجهتان، ويمكن أن تكون القوة منفردة أو مجموعة من القوى.
- في حال تعرض الجسم لقوة ثابتة، فإن ذلك يؤدي إلى التسارع، أي تغيير في السرعة بمعدل ثابت.
- إذا كان الجسم في حالة حركة، فإن القوة ستؤثر عليه، ويمكن أن تزيد من قوته أو تخفضها، وقد تتغير اتجاه القوة استناداً على اتجاه الجسم.
- عند تعرض الجسم لأي قوة خارجية، سيتحرك نحو اتجاه المحصلة الناتجة عن القوة، أو نحو اتجاه القوة نفسها.
- ويُمكن التعبير عن هذا القانون من خلال الآتي:- القوة= الكتلة×التسارع.
القانون الثالث
- يوضح هذا القانون أن كل فعل يجب أن يحدث ردة فعل معينة، مساوية له بالقيمة ومعاكسة لاتجاهه.
- يتضح من هذا القانون تفاعل بين جسمين، حيث يؤثر أحدهما بشكل قوي على الآخر.
- نلاحظ بالتالي أن تأثير القوة يتم إنشاؤه بين جسمين، وفي حالة دفع جسم آخر بقوة محددة، فإن هذا الجسم سيدفع الآخر بنفس القوة في نفس اللحظة التي يتم فيها الدفع.
- في حال كان حجم الجسم المؤثر كبيرًا جدًا بالمقارنة مع الجسم الآخر، فقد يكون الجسم الأكبر غير متأثر بشكل كبير بقوة ردة فعل الجسم الأصغر أو ربما يتأثر بشكل ضعيف جدًا، ويمكن تجاهل التأثير الناتج عنه.
- هناك مجموعة من التطبيقات الحياتية التي يمكننا من خلالها فهم الحركة، مثل اصطدام السيارة الذي يعبر عن قانون نيوتن الأول، وذلك لفهم التأثير الذي يحدث نتيجة للاصطدام.
يُمكننا التعبير عن أنواع الحركة من خلال الصور الآتية:-
تُمثل هذه الصورة عدة أشكال من الحركة، بما في ذلك الحركة الدائرية والحركة المنحنية والحركة الناتجة عن المشي في خط مستقيم أو الاهتزاز.
ويتم من خلاله استبدال الجسم بعدد من النقاط المفردة المتجاورة.
يوضح هذا الرسم البياني مكان جسم ما خلال عدة فترات زمنية مختلفة ومتتابعة.
وصلنا إلى نهاية مقالنا، الذي تحدثنا فيه عن الحركة وأنواعها، ونتمنى أن يكون قد أفادك، ونتركك الآن في رعاية الله وأمانه.
