قوة الجذب المركزية وعجلة الجذب المركزية

ملخص الدرس

شكل (٢): الإزاحة الزاوية θ لجسم يتحرك على محيط دائرة من (أ) إلى (ب) مسافة Δس قوة الجذب المركزية Centripetal Force نستنتج من النشاط السابق بأنه لكي يتحرك جسيم في حركة دائرية منتظمة لابد من التأثير عليه بقوة ثابتة محمولة على نصف قطر المسار الدائري في اتجاه المركز انظر الشكل (١ أ) أي متعامدة مع اتجاه سرعة الجسم (ع) المماسة للمسار الدائري. تسمى هذه القوة بقوة الجذب المركزية ويرمز لها بالرمز (قم) وقد وجد إن قيمتها تساوي قم = ك ع²/ف حيث (ف) طول الخيط ويساوي نصف قطر المسار الدائري (نق) و(ك) كتلة الجسيم و(ع) سرعته. ∴ قم = ك ع²/نق .......... (١) عجلة الجذب المركزية Centripetal acceleration ينتج عن قوة الجذب المركزية (قم) عجلة جذب مركزية (جم) لها نفس اتجاه القوة الجاذبة ومقدارها (بحسب قانون نيوتن الثاني) يُحسب من العلاقة (١) ويساوي: جم = قم/ك ، جم = ع²/نق .......... (٢) ملاحظة هامة: عندما يتحرك جسم بسرعة مقدارها ثابت وفي خط مستقيم (أي في اتجاه ثابت) فإن سرعته كمتجه تكون ثابتة وذلك بثبوت القيمة والاتجاه وبالتالي فإن عجلته تكون معدومة. أما إذا تحرك جسم على مسار دائري بسرعة خطية قيمتها ثابتة فإن سرعته كمتجه تكون متغيرة بانتظام وذلك بسبب تغير الاتجاه المستمر أثناء الحركة وينتج عن ذلك عجلة منتظمة (أي ثابتة) ويبرهن بأنها محمولة على نصف قطر المسار الدائري في اتجاه المركز وعمودية على اتجاه السرعة، و