الحركة التوافقية البسيطة: النواس والبندول – العلوم الفيزيائية — السنة الثانية ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — المنهاج الجزائري

الحركة التوافقية البسيطة: النواس والبندول

الحركة التوافقية البسيطة هي حركة اهتزازية تتكرر بشكل دوري وتخضع لقانون الجيب (جيب تمام). هذا الدرس موجه لتلاميذ السنة الثانية ثانوي شعبة علوم تجريبية.

تعريف الحركة التوافقية البسيطة

الحركة التوافقية البسيطة هي حركة حيث تكون قوة الإرجاع متناسبة طرداً مع الإزاحة وفي عكس اتجاهها: F = -k.x.

معادلة الحركة

x(t) = Xₘ.sin(ωt + φ) حيث Xₘ السعة و ω النبض الزاوي و φ طور البداية.
السرعة: v(t) = ωXₘ.cos(ωt + φ).
التسارع: a(t) = -ω²Xₘ.sin(ωt + φ) = -ω²x(t).

النواس البسيط

فترة النواس البسيط: T = 2π√(L/g) حيث L طول الخيط و g تسارع الجاذبية. لا تعتمد الفترة على الكتلة!

نظام كتلة-نابض

فترة الاهتزاز: T = 2π√(m/k) حيث m الكتلة و k ثابت المرونة.

تمارين

تمرين 1: نواس بسيط طول خيطه 1m. احسب فترة اهتزازه (g=9.81m/s²).
تمرين 2: نابض ثابت مرونته 100N/m. علقت به كتلة 0.5kg فأحدثت اهتزازاً. احسب الدورة.
تمرين 3: جسم يهتز وفق x(t)=0.1.sin(5t). احسب السعة والنبض الزاوي والسرعة القصوى.

السرعة والتسارع: مفاهيم وقوانين الحركة ← راجع درس السرعة

الميكانيك: حركة الأجسام والقوى ← راجع درس الميكانيك