تتسارع سيارة متحركة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار والاتجاه؟
طلاب "منصة رمشة" الباحثين عن الإجابة الصحيحة لسؤال: تتسارع سيارة متحركة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار والاتجاه بيت العلم، في منصتنا منصة رمشة تبنى أجيال وتربيها على التعلم الصحيح للمواد والمعاملات اليومية، فكل مادة لها تأثيرها على الطالب فتجعله يعي كل ما حوله جيداً ويعرف واجباته ومهامه.
تتسارع سيارة متحركة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار والاتجاه
يجتمع في منصة رمشة معلمونا الأفاضل ليمنحونا شرف التعلم، لننهل من معرفتهم وتربيتهم وأخلاقهم، فكم من مسألة كانت صعبة أصبحت سهلة سلسة بعد شرحهم ومعرفة حلها الصحيح.
تتسارع سيارة متحركة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار والاتجاه؟
الحل النموذجي:
خطأ.
لا تتسارع سيارة متحركة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار والاتجاه.، التسارع هو تغير في السرعة، والذي يمكن أن يحدث في المقدار أو الاتجاه أو كليهما. عندما تتحرك سيارة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار، فإنها تتحرك بسرعة ثابتة، ولكن اتجاه سرعتها يتغير باستمرار. هذا يعني أن السيارة تتسارع، ولكن تسارعها هو تسارع اتجاهي وليس تسارعًا خطيًا.
يمكن توضيح ذلك باستخدام الرسم البياني التالي.
في هذا الرسم البياني، يمثل الخط الأزرق السرعة الخطية للسيارة. كما ترى، السرعة الخطية ثابتة، ولكن اتجاهها يتغير باستمرار. هذا يعني أن السيارة تتسارع، ولكن تسارعها هو تسارع اتجاهي وليس تسارعًا خطيًا.
يمكن أيضًا توضيح ذلك باستخدام القانون الثاني لنيوتن. ينص القانون الثاني لنيوتن على أن القوة المحصلة تساوي كتلة الجسم مضروبة في تسارعه.
في حالة سيارة متحركة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار، فإن القوة المحصلة تساوي قوة الطرد المركزي. قوة الطرد المركزي هي قوة وهمية تنشأ بسبب تغير اتجاه سرعة السيارة.
يمكن حساب قوة الطرد المركزي باستخدام الصيغة التالية:
F_c = mv^2 / r
حيث:
m هي كتلة السيارة
v هي سرعة السيارة
r هو نصف قطر المسار الدائري
كما ترى من هذه الصيغة، فإن قوة الطرد المركزي تتناسب مع مربع سرعة السيارة. هذا يعني أن قوة الطرد المركزي تزداد كلما زادت سرعة السيارة.
لذلك، في حين أن تسارع السيارة في مسار دائري بسرعة ثابتة المقدار هو تسارع اتجاهي وليس تسارعًا خطيًا، فإن تسارعه يعتمد على سرعته. كلما زادت سرعة السيارة، زاد تسارعها.
