المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
الجزر Carrot (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-24
المناخ في مناطق أخرى
2024-11-24
أثر التبدل المناخي على الزراعة Climatic Effects on Agriculture
2024-11-24
نماذج التبدل المناخي Climatic Change Models
2024-11-24
التربة المناسبة لزراعة الجزر
2024-11-24
نظرية زحزحة القارات وحركة الصفائح Plate Tectonic and Drifting Continents
2024-11-24

تقييم الإصابة الحشرية للحبوب المخزونة (الطريقة القياسية)
2024-01-19
امانان لأهل الارض
23-10-2014
معايير تصنيف الخدمات التعليمية - معيار الجنس
21-11-2019
عبء اثبات الغلط
2-3-2017
من هم الصديقون
2-10-2014
تسونغ ، داولي
2-11-2015


الحل الهندسي للمعادلة التفاضلية للحركة التوافقية البسيطة، دائرة المرجع  
  
214   11:34 صباحاً   التاريخ: 2024-09-29
المؤلف : مايكل كوهين
الكتاب أو المصدر : الميكانيكا الكلاسيكية مقدمة أساسية
الجزء والصفحة : ص 188 – ص 191
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الكلاسيكية / الميكانيك /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 28-12-2016 2075
التاريخ: 1-9-2017 2564
التاريخ: 22-11-2020 1806
التاريخ: 29-12-2016 1967

يمكن حل المعادلة التفاضلية (معادلة (2–6)) بدون حساب التفاضل باستخدام إنشاء هندسي بسيط. ولأن هدفنا في هذا القسم هو الإحجام عن استخدام حساب التفاضل، فإننا نستبدل ax بدلا من dt2/d2x (قد يبدو الرمز السفلي × غير ضروري لكنه سيساعد في تجنب الالتباس اللاحق) مشكلتنا هي إيجاد حركة جسيم على المحور x، بمعلومية أن العجلة تتناسب مع سالب الإزاحة؛ أي إن:

نتذكر أن الجسيم المتحرك في دائرة نصف قطرها r بمقدار سرعة ثابت v يكون متجه عجلته:

حيث  هو المتجه من مركز الدائرة إلى الموضع اللحظي للجسيم و هو متجه الوحدة في نفس اتجاه . إذا كانت الدائرة في المستوى x–y، فإن وينتج من المعادلة (16–6) أن:

دعنا نختار v وr بحيث تكون النسبة r/v مساوية لـ ω في المعادلة (15–6)، ولذلك تصبح المعادلة (17–6) مماثلة للمعادلة (15–6). وبما أن v/r هي السرعة الزاوية (وهي الإزاحة الزاوية لوحدة الزمن، مقيسة بوحدة التقدير الدائري لكل ثانية) للجسيم المتحرك حول الدائرة، نرى أن السرعة الزاوية تساوي ω.

ليكن P الموضع اللحظي لجسيمنا على الدائرة، ودعنا نسقط خطًا عموديا من P على المحور x، ليقطع المحور x عند النقطة Q. إذن بما أن عجلة Q على المحور x هي ax، نرى أن حركة Q تحقق المعادلة (15–6). بإيجاز، إذا أُسقطت الحركة الدائرية المنتظمة على خط، تكون الحركة الخطية الناتجة حركة توافقية بسيطة. (الادعاء بأن هذه المناقشة لا تعتمد على حساب التفاضل ليس صحيحًا تمامًا؛ لأن اشتقاق المعادلة (6–16)، المسؤولة عن إنشاء الفرق بين متجهي السرعة عند زمنين قريبين أحدهما على الآخر من بعض والقسمة على الفارق الزمني، هو حساب تفاضل.) تسمى الدائرة دائرة المرجع، وهي بناء رياضياتي صرف.

شكل 6–4: صياغة الحل البياني للحركة التوافقية البسيطة.

 

بالاختيار المناسب لنصف قطر دائرة المرجع والموضع الابتدائي P للجسيم على دائرة المرجع، يمكننا أن نجعل Q تأخذ أي موضع وسرعة ابتدائيين مرغوبين. الإحداثي x لـ P هو r cos θ؛ حيث θ الزاوية بين  والمحور x (انظر الشكل 6–4). إذا كانت قيمة θ عند 0 = t هي δ– (هذا هو تعريف δ) ، وإذا كانت P تتحرك حول الدائرة في عكس اتجاه عقارب الساعة بسرعة زاوية ω؛ فإن δ –θ= ωt ؛ وبالتالي يكون:

سرعة النقطة P تكون في اتجاه المماس للدائرة ومقدارها rω = v. والمركبة × لسرعة P، وهي سرعة Q، تكون (انظر شكل 6–4):

لاحظ أنه كان باستطاعتنا الحصول على المعادلة (19–6) عن طريق تفاضل المعادلة (18–6) بالنسبة إلى الزمن، ولكننا نستخدم الهندسة في هذا القسم وليس حساب التفاضل.

بوضع 0 = t في المعادلتين (18–6) و(19–6) نحصل على x0 = r cos δ وv0 = r ω sin δ (استخدمنا sin (–δ) = –sin (δ), cos (–δ) = cos δ )؛ حيث x0 وv0 الإزاحة والسرعة الابتدائيتان؛ وبالتالي فإن

من المفيد تعليميًّا رسم المنحنى البياني السليم نوعيًّا لكل من x، وvx، وax مقابل t عن طريق تخيل حركة النقطة P على دائرة المرجع. لا بد أن تقارن رسوماتك البيانية مع المعادلتين (18–6) و (19–6) اجعل 0 = t في اللحظة التي عندها x = xmax؛ أي إن θ = 0 ينبغي أن يكون واضحًا أن مقدار السرعة يكون صفرا عند
x = ± xmax ويكون مقدار السرعة أكبر ما يمكن عند 0 = x.

 




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.