الفيزياء — الحركة الدائرية المنتظمة: السرعة والتسارع المركزي — الثانية ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

درس في الفيزياء مخصص لتلاميذ السنة الثانية ثانوي شعبة علوم تجريبية حول الحركة الدائرية المنتظمة. المحتوى يتبع المنهاج الرسمي الجزائري ويساعد في التحضير للبكالوريا من خلال أمثلة وتمارين محلولة.

المحتوى النظري

الحركة الدائرية المنتظمة هي حركة جسم على مسار دائري بسرعة خطية ثابتة المقدار. تتميز هذه الحركة بوجود تسارع مركزي يغير اتجاه السرعة دون مقدارها.

السرعة الزاوية: ω = Δθ/Δt (rad/s). العلاقة بين السرعة الخطية والزاوية: v = R.ω.

التسارع المركزي: a_c = v²/R = ω².R. اتجاهه نحو مركز المسار الدائري.

الدور: T = 2π/ω = 2πR/v (زمن دورة كاملة).

التردد: f = 1/T = ω/(2π) (Hz).

القواعد الأساسية

1. في الحركة الدائرية المنتظمة، مقدار السرعة الخطية ثابت ولكن اتجاهها متغير.

2. التسارع المركزي هو المسؤول عن تغيير اتجاه السرعة.

3. القوة المركزية: F_c = m.a_c = m.v²/R.

4. في حالة الحركة الدائرية الأفقية (خيط – مخروط)، يكون وزن الجسم والقوة المركزية متعامدين.

5. السرعة الزاوية ω = 2π/T = 2πf.

تمارين بكالوريا

تمرين 1:

جسم كتلته 2 kg يتحرك حركة دائرية منتظمة على مسار نصف قطره 0.5 m بسرعة خطية 4 m/s. أحسب: أ) التسارع المركزي. ب) القوة المركزية. ج) الدور.

الحل: أ) a_c = v²/R = 16/0.5 = 32 m/s². ب) F_c = m.a_c = 2 × 32 = 64 N. ج) ω = v/R = 4/0.5 = 8 rad/s. T = 2π/ω = 2π/8 = π/4 s.

تمرين 2 (بكالوريا):

جسم مربوط بخيط طوله 1 m يدور في مسار دائري أفقي. إذا كانت كتلة الجسم 500 g والسرعة الخطية 3 m/s، أحسب شدة القوة المركزية.

الحل: R = 1 m, m = 0.5 kg, v = 3 m/s. F_c = m.v²/R = 0.5 × 9/1 = 4.5 N.

📍 دروس مشابهة

• الفيزياء — الميكانيك: السقوط العمودي والمقذوفات
• النواس المرن – الطاقة في الحركة التوافقية