نُقدم إليك عزيزي القارئ بحث عن تصوير الحركةمن خلال موقع موسوعة ، ففي علم الفيزياء هناك اهتمام واسع بالحركة، وهي تشير إلى التغير الذي يحدث لأحد الأجسام حينما ينتقل من مكان لأخر، والحركة لها مجموعة من الأنواع ومن بينها الحركة الدورانية ويُقصد بها دوران الأرض حول ذاتها، بالإضافة إلى الحركة باتجاه واحد، ويُطلق عليها الحركة المتجهة وتكون بصورة عمودية أو أفقية، وربما تتجه نحو الناحية الغربية، أو الشرقية، وهناك ما يُسمى بالإزاحة وهي تلك المساحة التي يستغرقها الجسم أثناء الحركة.
وأيضاً يوجد ما يسمى بالحركة التذبذبية ومثال عليها النابض والبندول، والحركة الخطية وتُشير إلى حركة السيارة بطريق ما، لذا سنتعرف خلال السطور التالية بشئ من التفصيل على تصوير الحركة، وقوانينها، وأنواعها، فقط عليك متابعتنا.
بحث عن تصوير الحركة
كل شئ من حولنا يتحرك، ولكن تختلف نوع الحركة وفقاً للحالة التي نراها، ونجد أن الحركة ترتبط بعدد من المُصطلحات الأخرى ومنها الإزاحة والمسافة، بالإضافة إلى مُعدل الحركة، أو ما يُعرف فيزيائياً بالتسارع، ويُقصد به التغير الذي حدث بالسرعة بالنسبة للزمن.
وبصورة عامة نجد أن علوم الحركة تعتمد في الأساس على الدراسة التفصيلية 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
أي تعبر عن تلك المسافة التي يقطعها الجسم مقسومة على الزمن المستغرق من قبله.
أما العجلة فهي تُعبر عن المُعدل الزمني لتغير السرعة، ويتم تقسيم تغير السرعة على الوقت الذي استغرقه، ويُقاس بالقدم في الثانية تربيع، أو المتر في الثانية تربيع.
ويمكن قياسها بوحدة متر/الساعة، كيلومتر/الساعة، ميل/ساعة
وبالطبع تتأثر سرعة الجسم وفقاً للوزن والحجم، فإذا كان الجسم كبير فهنا تسقط عليه نقطة مُحددة يُطلق عليها مركز الثقل، وذلك نتيجة لمرور الحركة على كافة أنحاء الجسم.
وفي حالة التحرك بشكل دوراني فهنا يُفضل الاستناد على محور عند وصفها، ولابد من مروره بمركز ثقل.
ونجد أن سرعته هنا يتم قياسها بوحدة متر/ ثانية، وهي تُعبر عن كمية متجهة.
أنواع الحركة
هناك أنواع مختلفة من الحركة، ومن بينها الآتي:-
المقذوفات
وهنا يُمكننا التعبير عن حركة المقذوفات، من خلال الاستعانة بمثال يوضحها، وهو إلقاء كرة بزاوية مُعينة في الهواء الطلق، وسنلاحظ هنا أن الجاذبية الأرضية ستجعل الكرة تقع لأسفل، وبالتالي أثناء سقوط الكرة سنجد أن سرعتها بدأت تقل بشكل تدريجي.
وعلى الجانب الأخر نلاحظ أن الناحية الأفقية من السرعة ستظل كما هي ثابتة، ولن يُعطي أي اهتمام لمقاومة الهواء بل سيتجاهله.
ولذلك ستتحرك الكرة بشكل أفقي أسرع من اصطدامها بالأرض، وهنا نجد أن مكونات الحركة تكون مستقلة عن بعضها سواء كانت عمودية، أو أفقية.
وبالتالي يُمكننا تحليل كل حركة على حدا، ويتم إنتاج مسار في شكل مجموعة من القطع الناقصة.
الحركة الدورانية
وهي الحركة الدائرية، وتُشير إلى دوران الجسم حول محوره أو مركزه، و تستند هنا على عزم القوة، ويُقصد بها تلك القوة التي يحتاج إليها الجسم للتأثير به؛ حتى يستطيع أن يدور حول مركزه أو محوره.
ففي حالة تحرك الجسم بدائرة، ووصوله لمركزها وفقاً لسرعة مُحددة فهذا يُطلق عليه التسارع الجاذب، وبالتالي فإذا تحرك الجسم بسرعة v بدائرة نصف قطر فهنا التسارع الجاذب سيكون وفقاً للمعادلة الآتية:-
وبإمكاننا التعبير هنا عن هذه الحالة من خلال المعادلة الآتية:-
العزم = القوة× المسافة.
ونلاحظ هنا أن المسافة يُقصد بها تلك المسافة التي يستغرقها الجسم بين المحور الذي يدور حوله، وبين تلك النقطة المُعرضة إلى القوة.
أما جا هـ فهي تلك الزاوية التي تكون بين المسافة والقوة، وبالتالي يتم اكتساب طاقة حركية من قبل الأجسام التي تدور حول محورها.
فنجد أن السرعة التي يتحرك بها الجسم تكون ثابتة المقدار، وهي من أنواع الحركة البسيطة، وما يُطلق عليه عجلته هو يُعبر عن مجموعة الزوايا اليمنى، أو الزاوية بشكل عام.
أما العجلة الجاذبة فهي تعبر عن الحركة الدائرية، وتلك السرعة التي تحتاج إلى الاتجاه ناحية مركز الدائرة.
السرعة الثابتة
ويتم وصف هذه السرعة بكل سهولة، ويمكن أن تكون ثابتة بحالتها الأولى، أما الثانية فمقدارها يُعادل صفر.
ففي حالة أن الزمن يرمز له بـ (ن)، والمسافة يرمز لها بـ (ف)، والسرعة يرمز لها بـ(ع) فهنا يكون القانون كالآتي:- ف=ع ن.
الحركة الانتقالية
ويُطلق عليها الحركة الخطية، ومن خلالها يتحرك الجسم بخط مستقيم، باتجاه وبعد واحد، وبالتالي نجدها عكس الحركة الدورانية التي تكون حول الجسم.
فهنا حركة الجسم تكون من خلال الدوران حول نفسه في شكل دوراني.
ونجد أن العلم المختص بهذه الحركة يُطلق عليه الديناميكية الانتقالية، ومن خلاله يتم الاستعانة بعدد من المعادلات والقوانين، ومن هنا يتم الاستناد على مبادئ الحركة الانتقالية لمعرفة حرارة المادة عبر حركة الجزئيات بداخلها، وأيضاً يتم الاعتماد بشكل رئيسي على قوانين نيوتن للحركة، ونجد هنا أن قوتا الاحتكاك والجاذبية من ضمن القوى التي تُوثر على الأجسام.
كمثال عندما نرسم سهم على جسم متحرك بصورة انتقالية، فإن هذا السهم سيظل يدل على الاتجاه ذاته.
ولكن عندما نتحدث عن هذا الأمر بصورة نظرية سنجد أن الجسم لا يتحرك بخط مستقيم بحالة الحركة الانتقالية، فبالرغم من عدم تغيير اتجاه الجسم، إلا أن حركته تكون بطريق منحني، إلا أن هذه الحالة لا نلمسها بالواقع.
الحركة التذبذبية
يقصد بها تلك الحركة التي تنجم عن التغير المتكرر التي تتعرض له الحركة مع مرور الوقت، وبالتالي نلاحظ أن الحركة تتكرر من نفسها خلال مدة زمنية ما.
مثال على ذلك حركة بندول الساعة فهو يتحرك يمين ثم يسار، وذلك حول إحدى النقاط التي تقع بمنتصف البندول ويُطلق عليها نقطة الاتزان بزمن معين، ثم يُعيد الحركة ذاتها مرة أخرى خلال نفس الفترة الزمنية، وهكذا.
العجلة الثابتة
نجد أن السرعة تتغير وغير ثابتة، وبالتالي لابد من معرفة السرعة التي تحدث بوقت ما، أو السرعة اللحظية.
فعند الإشارة إلى العجلة الثابتة (ج) سنجد أنها تبدأ عند سرعة مُحددة تُساوي صفر.
وبالتالي فالسرعة اللحظية عند زمن ما تُساوي الآتي- ع=ج ن.
وهنا سنجد أن المسافة المقطوعة ف = 1/2 ج ن2.
بحث عن الحركة المتسارعة
وهي أحد أنواع الحركة، ويتم تُقسيمها لثلاثة أقسام هم الحركة بتسارع ثابت، والتسارع، والسقوط الحر.
وبالتالي ففي حالة أن التسارع سالباً فهذا يُشير إلى بطئ قيمة التسارع، وحركة الجسم مع مرور الوقت.
فالتسارع هو المُعدل الزمني الذي تتغير فيه السرعة، ويُقاس التسارع من خلال استخدام متر مربع/ ثانية.
أما في حالة أن التسارع موجب فهذا معناه زيادة قيمة التسارع مع مرور الوقت، وهذا الأمر يكون عن طريق اتجاه سرعة الجسم وحركته.
ومن هنا نجد أن التسارع له ثلاث أنواع من بينهم التسارع المتوسط، اللحظي، التسارع المنتظم.
ننتقل بحديثنا إلى أحد أنواع الحركة المتصارعة وهو السقوط الحر، والذي يتعرض له الجسم حينما يسقط بدون أي قوة عليه، فيما عدا قوة الجاذبية الأرضية، والتي تستند على كتلة الجسم الذي يقع باتجاه الأرض.
وهذا ما يُطلق عيه السقوط الحر، فتكون سرعة الجسم عند السقوط مساوية للصفر، أي تكون سرعتها ثابتة كما هي.
ولكن تزداد سرعة الجسم حينما يقترب من سطح الأرض، ويتم الاصطدام به.
ونجد أن التسارع الثابت يحدث حينما يقوم الجسم بتغيير سرعته ولكن بصورة ثابتة مع مرور الفترات الزمنية، فعندما تكون السرعة ثابتة فهذا دليل على أن التسارع ساوي صفر، وذلك لأنه سيظل ثابت فهو لا يزيد، ولا يقل.
وإذا أردنا ضرب مثال عن الحركة المتسارعة سنجد أن البوصلة تُعبر عنها، وهي تتوفر على هيئة تطبيق بأجهزة الهواتف المحمولة، فمن خلالها يتم تحديد المكان والاتجاه المتواجد به الهاتف، وذلك عن طريق مقياس التسارع، والذي يستخدم أيضاً في معرفة المواقع التي يتواجد بها الزلازل.
قوانين الحركة
هناك الكثير من قوانين الحركة التي ساعدتنا في تفسير وتحليل الظواهر الفيزيائية المختلفة، وبالطبع ساهم العالم الكبير إسحاق نيوتن في جمع هذه القوانين، ووضع الأسس الأولية لعلم الميكانيكا الكلاسيكية، فهو من ضمن العلماء المؤثرين عبر التاريخ.
فتمكن من جمع ثلاث قوانين هامة للغاية، وأُطلق عليهم قوانين نيوتن في الحركة، واستطاع أن يربط عبر هذه القوانين بين حركة الجسم، والقوة التي نتج عنها الحركة.
وهم يُساهموا في تفسير حركة الجسم، وكيفية تفاعله، وأحدثت هذه القوانين ضجة كبيرة بعلم الفيزياء خلال القرون الثلاثة الماضين، ومازال يتم استخدامها حتى اليوم؛ من أجل تفسير وتحليل حركة لأجسام بالحياة العامة.
وهم كالآتي:-
القانون الأول
يُشير هذا القانون إلا أن الجسم الساكن يكون كما هو، والمتحرك يظل متحرك عندما لا يتأثر أي منهم بقوة خارجية أخرى، فالجسم لا يغير اتجاهه أو يقف عن الحركة ، أو يبدأها إلا إذا تأثر بقوة من الخارج نتج عنها تغير ما.
القانون الثاني
يدل على تأثير أي قوى خارجية على الجسم، فالقانون ينص على مُساواة القوة المؤثرة بالجسم بكتلة هذا الجسم، وهي مضروبة في تسارعه، وذلك لأن التسارع والقوة هنا كميتان متجهتان، وقد تكون القوة منفردة بذاتها، وربما تكون مُحصلة قوى.
ففي حالة تعرض الجسم لقوة ما ثابتة فهذا ينجم عنه التسارع، أي تتغير السرعة بُمعدل ثابت.
وبالتالي إذا كان الجسم متحرك بالأصل،فهنا القوة ستؤثر على الجسم فأما ستزيد قوته، أو ستكون بطيئة، وقد تغير اتجاهها استناداً على اتجاه الجسم، والقوة.
وإذا تعرض الجسم لأي قوة خارجية فإن ذلك سينتج عنه تسارعه نحو محصلة القوى المؤثرة، أو اتجاه القوة نفسها.
ويُمكن التعبير عن هذا القانون من خلال الآتي:- القوة= الكتلة×التسارع.
القانون الثالث
وهذا القانون يوضح أن كل فعل لابد وأن يكون له ردة فعل مُعينة، مساوية له بالمقدار، وعكس اتجاهه.
وهنا يوضح القانون تفاعل اثنين من الأجسام مع بعضهم، عندما يؤثر أحدهم على الأخر بشكل قوي.
وبالتالي نُلاحظ أن تأثير القوة يتم إنشائه بين اثنين من الأجسام، وفي حالة دفع جسم أخر له قوة مُحددة، فإن هذا الجسم سيدفع الأخر بنفس القوة في لحظة دفعها.
وفي حالة أن الجسم المؤثر حجمه كبير للغاية أكثر من الجسم الأخر فهنا سنجد أن الجسم الأول وهو الأكبر لن يتأثر بشكل كبير بقوة ردة فعل الجسم الأخر، أو ربما يُصاب بتأثير ضعيف للغاية، ويُمكن تجاهله.
هناك مجموعة من التطبيقات الحياتية التي يُمكن أن نلمس بها الحركة، ومنها اصطدام السيارة وهي تُعبر عن قانون نيوتن الأول، لمعرفة التأثير الذي نجم عن اصطدام السيارة.
يُمكننا التعبير عن أنواع الحركة من خلال الصور الآتية:-
تُعبر هذه الصورة عن عدد من أشكال الحركة منها دائري، منحنى، حركة ناتجة عن السير في خط مستقيم، أو على هيئة اهتزاز.
نموذج الجسيم النقطي
ومن خلاله يتم استبدال الجسم بعدد من النقاط المُفردة الموجودة بجانب بعضها.
يوضح هذا المُخطط موقع جسم ما خلال عدد من الأزمنة المختلفة، ولكنها مُتعاقبة.
وإلى هنا نصل إلى ختام مقالنا، وتحدثنا من خلاله عن الحركة ، وأنواعها، فنتمنى أن يكون أفادك، ونتركك الآن في أمان الله ورعايته.
نموذج الجسيم النقطي
فهنا التسارع الجاذب سيكون وفقاً للمعادلة الآتية:-
