المقذوفات الراسية و المنحينةClassical Mechanics

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

21032011

مُساهمة 

. المقذوفات الراسية و المنحينةClassical Mechanics




انصح الجميع بالاطلاع على الفيديو والاول والثاني لما فيهم من فائدة كبيرة و
تجارب رائعة يقوم بها الدكتور لوين لسبر غموض المقذوفات و يمكنكم اجراء
هذه التجارب في الفصل او عرض المقطع على طلابكم و طالباتكم

ملاحظة : مدة كل مقطع ساعة كاملة تقريبا يقوم الدكتور لوين بالشرح و اجراء
التجارب و هي باللغة الانجليزية غير مترجمة من جامعة MIT  اخوتي و اخواتي  
لا تجعلوا اللغة عائق بينكم وبين الفيزياء
الدكتور لوين رائع و بصدق لم ارى في حياتي من يشرح الفيزياء بطريقة ممتعة
كما يشرحها و ستشاهدون كيف يدخل التجارب و الحياة اثناء الشرح اترككم مع
المقطعين
المقطع الاول تجربة في الدقيقة 45 يثبت استقلالية الحركة في المقذوفات

الثائر الحق
المدير العام


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُشاطرة هذه المقالة على: Excite BookmarksDiggRedditDel.icio.usGoogleLiveSlashdotNetscapeTechnoratiStumbleUponNewsvineFurlYahooSmarking

المقذوفات الراسية و المنحينةClassical Mechanics :: تعاليق

مُساهمة في 17/10/11, 09:18 pm  سميرة موسى

شكرااااااااااااااااااااااااااااااااااا

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُساهمة في 17/10/11, 09:19 pm  سميرة موسى

الفصل السادس قانون بقاء كمية التحرك
مقدمة : كمية الحركة الخطية PL
هي حاصل ضرب كتلة الجسم × سرعته = mv PL=
كمية الحركة تعبير عما يمتلكه الجسم من تأثير تدميري عند التصادم
القوة المؤثرة تساوى المعدل الزمني في كمية الحركة
مفهوم بقاء كمية الحركة الخطية
نص القانون :مجموع كمية الحركة للجسمين قبل التصادم = مجموع كمية الحركة للجسمين بعد التصادم .
أو " التغير الكلى في كمية حركة جسمين معزولين عما سواهما = صفر"
تحقيق القانون عمليا : باستخدام وسادة هوائية
نحضر ركابين m1 ، m2 و نضعهما على وسادة
هوائية نصل بينهما باستخدام ملف زنبركي
مضغوط و نربط بينهما بخيط .
3- نحرق الخيط فيندفع الركابين متحركين في اتجاهين
متضادين بفعل الشغل الناتج عن طاقة الوضع للملف الزنبركى
4- باستخدام خلية كهر وضوئية و ساعة كهربية نعين
نحسب كمية الحركة لهما ــ ( كمية الحركة كمية متجهة )
من النتائج العملية نجد أن :
1- مجموع كمية الحركة قبل التصادم = صفر ( الجسمان ساكنان )
2- مجموع كمية الحركة بعد التصادم = = صفر
مجموع كمية الحركة بعد التصادم = مجموع كمية الحركة بعد التصادم
إثبات القانون رياضيا .
1- بفرض جسمين معزولين عما سواهما يتحركان على
خط مستقيم واحد كما بالشكل
2- عند التصادم الذي يحدث في فترة زمنية
t ∆ و من قانون نيوتن الثالث يؤثر الأول بقوة
F 1 2 على الثاني الذي يؤثر على الأول بقوةF21

مجموع كمية الحركة قبل التصادم = مجموع كمية الحركة بعد التصادم
ملحوظة : إذا التصق الجسمان معا بعد التصادم و تحركا كجسم واحد يؤول القانون إلى الصورة .

أمثلة :
1- جسمان كتلة أحدهما 2kg يتحرك بسرعة 10m/s و كتلة الآخر 3kg يتحرك في الاتجاه المضاد بسرعة 4m/s
تصادم الجسمان فارتد الأول بسرعة 4.5m/s . احسب ارتداد الجسم الثاني بعد التصادم ( 5.67 )
2- شاحنة وزنها 3400N متحركة بسرعة 30m/s اصطدمت بسيارة وزنها 1700N تسير في الاتجاه المعاكس بسرعة 90m/s فالتصقت السيارتان . احسب سرعتهما بعد التصادم و اتجاه حركتهما .
3- جسم كتلته 1kg يتحرك بسرعة 3m/s نحو جسم ساكن كتلته مجهولة و بعد اصطدامهما تحركا كجسم واحد بسرعة 0.5m/s . احسب كتلة الجسم الثاني ( 5 )

4- عربة سكة حديد كتلتها 15 طن تتحرك بسرعة 4m/s صدمت أخرى ساكنة كتلتها 6 طن فالتحمتا معا و تحركتا بعد التصادم كجسم واحد . أوجد سرعتهما المشتركة .
التصادمات المرنة و غير المرنة
أولا التصادم المرن :
هو التصادم الذي تكون فيه مجموع طاقتي الحركة للجسمين قبل
التصادم مباشرة تساوى مجموع طاقتي الحركة للجسمين بعد التصادم مباشرة
" هو التصادم الذي لا يحدث فيه فقد طاقة حركة "
تجربة لبيان التصادم المرن :
بالاستعانة ببندول بسيط ( كرة معدنية
معلقة رأسيا بخيط طرفه العلوي مثبت )
1- نجذب الكرة m 1 إلى اليسار فتكتسب
طاقة وضع و عند تركها تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركة و تصطدم بالكرة m 2
2- نلاحظ توقف الكرة m 1 و تحرك الكرة m 2 بنفس السرعة إلى اليمين حتى تصل إلى الارتفاع الذي كانت عليه m 1
التفسير : كمية الحركة قبل التصادم مباشرة =
كمية الحركة بعد التصادم مباشرة =
حيث أن التصادم لا يبدد كمية الحركة
لذلك نجد أن مجموع طاقتي الحركة قبل التصادم =
مجموع طاقتي الحركة بعد التصادم =
مجموع طاقتي الحركة قبل التصادم = مجموع طاقتي الحركة بعد التصادم
من أمثلة التصادم المرن ــ تصادم جزيئات الغاز مع بعضها و مع جدران الإناء و تصادم كرات البلياردو.
التصادم غير المرن
بإعادة التجربة و تغطية إحدى الكرتين بطبقة رقيقة من الصلصال أو البلاستيك فإن الجسمين يلتصقان معا بعد التصادم و يتحركا كجسم واحد تبعا لقانون بقاء كمية الحركة فإن :
مجموع طاقتي الحركة قبل التصادم =
مجموع طاقتي الحركة بعد التصادم =
أي أن مجموع طاقتي الحركة بعد التصادم يساوى نصف مجموع طاقتي الحركة قبل التصادم هذا النقص في طاقة الحركة يتحول إلى صورة أخرى من صور الطاقة مثل حدوث صوت او ارتفاع في درجة الحرارة ــ أو تشوه في صورة الجسمين .
التصادم الغير مرن : هو التصادم الذي تكون فيه مجموع طاقتي الحركة للجسمين قبل التصادم مباشرة أكبر من مجموع طاقتي الحركة للجسمين بعد التصادم مباشرة .
من أمثلته : لعبة البولينج
أمثلة :
1- كرة كتلتها 2kg تتحرك إلى اليسار بسرعة قدرها 15m/s اصطدمت بكرة ساكنة كتلتها 4kg . أوجد مقدار و اتجاه سرعة كل من الكرتين بعد التصادم بفرض أن التصادم مرن ( 10 – 5 )
2- تتحرك كرة كتلتها 40gm إلى اليمين بسرعة 30 m/s فتصطدم اصطداما مباشرا بكرة ساكنة كتلتها
80gm . أوجد سرعة و اتجاه كل من الكرتين بعد التصادم بفرض أن التصادم مرن تماما . ( 0.1 - 0.2 )
الدفـــع Iimp
يقدر بالقوة المؤثرة × زمن تثيرها
أو يقدر بالتغير في كمية حركة الجسم
استنتاج القانون : من قانون نيوتن الثاني

كمية متجهة
العوامل التي يتوقف عليها الدفع
1- القوة المؤثرة 2- الزمن الذي تؤثر خلاله القوة
ملحوظة : لتعيين قيمة الدفع نلجأ إلى تعيين مقدار التغير في كمية حركة الجسم لأنه من الصعب تعيين مقدار القوة المؤثرة كما أن الدفع يحدث في فترة زمنية صغيرة جداً يصعب قياسها .
تطبيقات على الدفع
1- لاعب التنس يدفع الكرة بالمضرب لإطالة الفترة الزمنية ∆ t التي تكون فيها الكرة ملامسة للمضرب و بالتالي يزداد التغير في كمية التحرك فتزيد سرعة الكرة و تقطع مسافة أكبر .
2- عند انطلاق طلقة من مسدس يرتد المسدس للخلف بحيث ma Va = mg Vg للمسدس و يشعر الشخص بالدفع في يده .
3- عند إشعال الغازات و اندفاعها من مؤخرة الصاروخ أو الطائرة النفاثة يندفع الصاروخ و يتسارع تبعا للعلاقة .
لأن كل من m, V متغيرة
و حيث أن القوة الخارجية = صفر قوة الدفع
FI تسمي قوة الدفع الذاتية وتعرف بأنها القوة الناشئة عن اندفاع الغازات والتي تسبب دفع الصاروخ
وهي تتناسب طرديا مع معدل خروج الغازات أي تتناقص كتلة الغاز
4- حزام الأمان يعطى دفعا للسائق فيجعل كمية حركته تساوى صفر عند التصادم .
5- عند سقوط جسم على رأس شخص يصاب بالأذى و لكن إذا ارتد الجسم مرة أخرى فإن الشخص يصاب بأذى أكبر
لأن الدفع في هذه الحالة يتضاعف .
6- لاعب الكاراتيه يستطيع تحطيم كتلة خشبية و لكن إذا لم تتحطم يكسر ذراعه
بسبب دفع الكتلة الخشبية على الذراع بدفع مضاعف
هل تعلم الآن لماذا يمكن دق مسمار في كتلة خشبية ثابتة و لا يمكن دقه في كتلة خشبية معلقة في خيط .

س : ما معنى قولنا أن الدفع المؤثر على جسم 500kg m/s
ج : أي أن التغير في كمية حركة الجسم = 500Kg m/s
أسئلة على الفصل السادس
علل في التصادم غير المرن يكون مجموع طاقة حركة الأجسام بعد التصادم أقل من مجموعها قبل التصادم
2- يعتبر تصادم جزئيات الغاز مع بعضها تصادما مرنا ؟

1- صاروخ سرعة نفثة للغازات 5000m /s و تندفع النواتج الغازية من فتحة محركه بمعدل1300kg/S احسب قوة الدفع
التي تعطى للصاروخ
2- مطرقة كتلتها 0.2kg متحركة بسرعة 5m/s تضرب رأس مسمار فتدفعه خلال كتلة خشبية فإذا كانت الفترة الزمنية التي تمضى بين لحظة الاصطدام و لحظة سكون المطرقة هى . 0.01 ثانية أوجد :
1- الدفع 2- متوسط القوة التي توقف حركة المطرقة
3- كرة تنس كتلتها 0.25kg تتحرك أفقياً بسرعة 13m / s عندما ضرب بمضرب جعلها ترتد بسرعة 19m/s فإذا كان زمن تأثير قوة المضرب على الكرة هو 0.01 S . أحسب متوسط القوة المؤثرة على الكرة بواسطة المضرب (800 )
4 ( مدرسة فيشار 2003 ) جسم كتلته 2kg يتحرك جهة اليمين بسرعة قدرها 6m/s و جسم آخر كتلته 3kg يتحرك على استقامة الجسم الأول نحو اليسار بسرعة 4m/s و بعد اصطدامها تحرك الجسم الأول نحو اليسار بسرعة 4.5m/s . احسب سرعة الجسم الثاني و اتجاه حركته بعد التصادم .
5- أصاب سهم كتلته 1kg و سرعته 25m/s طائر كتلته 5kg و سرعته 15m/s و ظل السهم منغرزا في الطائر بعد الإصابة أوجد سرعة الطائر و السهم إذا علمت أن السرعتان في نفس الاتجاه قبل التصادم .
6- جسم كتلته 1kg يتحرك بسرعة 3m/s نحو جسم كتلته مجهولة و بعد اصطدامهما معا تحركا كجسم واحد فإذا كانت سرعة الجسمين معاً بعد التصادم هي 0.5m/s . فأوجد كتلة الجسم الآخر .
7- فيشار 2002 ) تصادم جسمان املسان يتحركان علي سطح أفقي أملس كتلتيهما 2kg,, 8kg وسرعتيهما قبل التصادم
Vm / s , 8m / s وبعد التصادم 7m / s , 8m / s علي الترتيب احسب
ا- مجموع كميتي تحرك الجسمين بعد التصادم ب- سرعة الجسم الثاني قبل التصادم

8- فيشار 2004 ) جسم كتلة 12kg يتحرك في اتجاه معين بسرعة 10m / s تصادم مع جسم آخر كتلته 20kg يتحرك في الاتجاه المضاد بسرعة 6m /s فارتد الأول بسرعة 8m / s فما هي سرعة ارتداد الجسم الثاني ؟ بين نوع التصادم ؟

9 – إذا اصطدم جسم كتلته 2M ) kg)وسرعته V ) m/s ) بجسم آخر ساكن كتلتهM ) kg )فتحرك الأول أثر التصادم مباشرة بسرعة وتحرك الجسم الثاني بسرعة اشرح كيف يمكنك توضيح كلا من قانوني بقاء كمية الحركة وبقاء الطاقة ؟ مع التعليل ؟
الفصل السابع ارتياد الفضاء
نبذة تاريخية عن ارتياد الفضاء
1- أول من أطلق قمر صناعي حول الأرض هو الاتحاد السوفيتي 4 / 10 / 1957 من خلال ( سبوتنك ) ( وكان عبارة عن كرة قطرها 58cm و كتلتها 83.6 kg ) .
2- أول كائن حي ارتاد الفضاء هو الكلبة لايكا في 2 / 11 / 1957 .
3- أول إنسان ارتاد الفضاء هو السوفيتي يورى جاجارين في 1/4/1961
4- أول رائد فضاء يصل لسطح القمر هو الأمريكي نيل ارمسترونج 20 / 4 / 1969
أهمية أبحاث الفضاء
كان لأبحاث الفضاء دور هام في دفع التكنولوجيا في كافة المجالات حيث انعكست أبحاث الفضاء على الإلكترونيات و الطب و الليزر و المجالات العسكرية و الاتصالات و الكمبيوتر
أول رحلة إلى القمر
كانت من خلال ( أبوللو 11 ) حيث أطلقت في مسار دائري حول الأرض و بعد دورتين اكتسبت سرعة تكيفها للهروب من مجال جاذبية الأرض ــ استغرقت أربعة أيام للوصول إلى القمر ــ عند الاقتراب من القمر بدأت تطلق الصواريخ العكسية لتقلل من سرعتها . بعد 13 يوم انفصلت المركبة النسر من المركبة الأم كولومبيا وهبطت علي سطح القمر
الصاروخ متعدد المراحل
فكرة عمله
: تعتمد على قانون بقاء كمية الحركة حيث تندفع نواتج اشتعال
الوقود من الخلف بكمية تحرك هائلة فيندفع الصاروخ للأمام بكمية
تحرك مساوية لها في المقدار ومضادة لها في الاتجاه ( قوة الدفع الذاتية )
وظيفته
1- وضع القمر لصناعي في مداره حول الأرض
2- تحرير مركبة الفضاء من جاذبية الأرض و الوصول بها إلى القمر أو خلافه
تركيبه ( الصاروخ ساتورن الذي حمل أبوللو 11 للقمر) طوله 110m كتلته 3x106 kg
المرحلة الأولى طولها 42m مزودة بخمس محركات تولد قوة دفع هائلة للتغلب على جاذبية الأرض
و مقاومة الهواء تعمل لمدة دقيقتين و نصف ثم تنفصل بعد نفاذ وقودها .
المرحلة الثانية
تبدأ في العمل بعد انفصال المرحلة الأولى ــ مزودة بخمس محركات تكفى لزيادة سرعة الصاروخ ــ تنفصل بعد نفاذ وقودها
المرحلة الثالثة تبدأ في العمل بعد انفصال المرحلة الثانية ــ مزودة بمحرك واحد يدفع الصاروخ
إلى سرعة الهروب و وضع المركبة في مدارها أو الوصول بها إلى سطح القمر
الاحتياطات التي تراعى في تصميم الصاروخ
1- أن يكون شكله الخارجي مدببا
( يشبه القلم الرصاص ) لإنقاص ضغط الهواء على كل جزء من أجزائه إلى أقل ما يمكن
2- يجب مراعاة النسبة بين طول الصاروخ و قطره ــ
لأن توازنه و استقراره في مداره يعتمد على هذه النسبة
سرعة الهروب من الجاذبية

هي السرعة التي ينطلق بها الصاروخ إلى الفضاء الخارجي بحيث لا يعود إلى الأرض
شرط الهروب للجسم طاقة حركته عند الإطلاق مساوية أو تزيد عن طاقة وضعه عند سطح الأرض
استنتاج القانون
ملحوظة :
1- سرعة الهروب لا تعتمد على كتلة الجسم
2- سرعة الهروب ثابتة للكوكب الواحد و تختلف من كوكب لآخر لاختلاف كل من g r
مثال : أوجد سرعة هروب صاروخ كتلته 3000 Ton طن علما بأن عجلة الجاذبية الأرضية
و نصف قطر الأرض 6360km (11.16 )
الأقمار الصناعية
تنقسم إلى : 1- أقمار ثابتة 2 - أقمار متحركة
الأقمار الثابتة تتخذ مسارا دائريا ثابتا حول خط الاستواء وزمن
دورانها يكون مساويا لزمن دوران الأرض حول نفسها 24
ساعة ولذلك يظل القمر ثابتا فوق نفس المكان من الأرض .
نموذج كلارك تصور هذا الكاتب انه يمكن وضع ثلاث أقمار
صناعية علي زوايا120 0 النسبة لبعضها البعض وبالتالي
يمكن تغطية الكره ألا رضيه تماما وقد تحقق هذا الحلم وأصبح
هذا النموذج يستخدم الآن في بث البرامج التلفزيونية الفضائية واتصالات التليفون المحمول
2- أقمار متحركة :- تغير من مواقعها أثناء الدوران حول الأرض مثل أقمار التجسس
من حيث التطبيقات ( أهمية الأقمار الصناعية )
1- أقمار الاتصالات 2- أقمار التجسس 3- أقمار للاستشعار عن بعد 4- أقمار الأرصاد الجوية 5- أقمار لأبحاث لفضاء
شروط استقرار القمر الصناعي الثابت في مداره ( مدار الوقوف )
1- أن يكون في مستوى خط الاستواء
2- اتجاه دورانه في نفس اتجاه دوران الأرض (عكس اتجاه حركة عقارب الساعة )
3- الزمن الدوري له يكون مساويا لزمن دوران الأرض حول محورها ( 24hr )
( حتى يبقى على نفس الارتفاع من الأرض و هي في حالة الدوران )
4- ارتفاعه عن سطح الأرض 36000km
فكرة إطلاق الأقمار الصناعية
عند قذف جسم من قمة برج يقطع مسافة قبل أن يعود للأرض بزيادة السرعة
التي يقذف بها الجسم فإنه يقطع مسافة أكبر قبل أن يصل للأرض حتى إذا بلغت
سرعته حد معين سقط سقوطا حرا على طول مسار منحنى بكيفية معينة تجعل
بعده عن سطح الأرض المنحنى ثابت
السرعة المدارية للقمر الصناعي
هي السرعة التي ينطلق بها القمر و التي تمكنه من الاستمرار في الحركة الدائرية على بعد ثابت من الأرض
استنتاج القانون
الطرقة الأولى بدلالة عجلة الجاذبية الأرضية
القمر الصناعي يكون متزن في مداره تحت تأثير قوتان
1- قوة جذب الأرض له 2- القوة الطاردة المركزية

حيث r 0 نصف قطر القمر الصناعي و يتعين من العلاقة
حيث re نصف قطر الأرض ، h ارتفاعه عن سطح الأرض
استنتاج السرعة المدارية بدلالة كتلة الأرض
القمر الصناعي متزن في مداره تحت تأثير 1- قوة جذب الأرض له
2- القوة الطاردة المركزية

ملحوظة :
1- تغير العلاقة بين السرعة المدارية و نصف القطر من علاقة طرديه إلى علاقة عكسية يرجع ذلك إلى اختلاف قيمة ثابت
التناسب في العلاقتين ( السرعة المدارية تتناسب عكسيا مع الجذر التربيعي لنصف قطر المدار )
2- الزمن الدوري للقمر الصناعي
3- الأقمار الصناعية الموجودة في نفس المدار لا تتصادم مع بعضها لأنها تتحرك بسرعة منتظمة
4- السرعة المدارية لا تتوقف على كتلة القمر الصناعي
أمثلة
1- إذا دار قمر في مسار دائري حول الأرض على ارتفاع 3400km من سطح الأرض فكم تكون سرعته المدارية علما بأن نصف قطر الأرض 6400 km و عجلة الجاذبية الأرضية 9.8 m/s (9800 )
2 - يدور قمر صناعي حول الأرض في مسار دائري طوله 48600km يقطع الدورة الواحدة فى 100min احسب السرعة المدارية للقمر و ارتفاعه عن سطح الأرض علما بأن (
3- قمر صناعي يدور حول الأرض في مدار دائري على ارتفاع 940km من سطح الأرض . احسب سرعته المدارية و قارنها بسرعة الهروب إذا كانت كتلة الأرض
انعدام الوزن
الوزن : هو قوة جذب الأرض للجسم
الوزن يتغير من مكان لآخر ــ
و يتغير إذا كان الجسم متحركاً بعجلة رأسية أما العجلة الأفقية فلا تؤثر في الوزن
عند تعليق كتلة ( m ) في ميزان زنبركي مثبت في سقف مصعد
1- إذا كان المصعد ساكنا فإن القوة المؤثرة على الكتلة m هي وزنها Fg لأسفل قوة الشد FT لأعلى
و تكون القوة المحصلة تساوى صفر لأن Fg = FT
2- عندما يتحرك المصعد لأعلى تحت تأثير قوة ( ma F =) فإن قوة رد الفعل تكون لأسفل في نفس اتجاه خط عمل قوة الوزن لذلك يزداد الوزن ( الوزن الظاهري ) الوزن الظاهري
3- عندما يتحرك المصعد لأسفل تحت تأثير قوة F = m a فأن قوة رد الفعل تكون لاعلي في عكس نفس اتجاه خط عمل قوة الوزن لذلك يقل الوزن ( الوزن الظاهري )
متى ينعدم الوزن الظاهري عندما يتحرك الجسم لأسفل بعجلة تساوى عجلة الجاذبية
من أمثلة انعدام الوزن :
1- رجال المظلات عند سقوطهم سقوطا حرا ( قبل فتح المظلة )
لاحظ أن الكتل الساقطة في نفس اللحظة تصل للأرض في نفس الزمن
2- رواد الفضاء في سفن الفضاء بسبب البعد عن الأرض (عند تدريب رواد الفضاء علي انعدام الوزن يستقلون طائرة بدون مقاعد تحلق علي ارتفاع 10.5km ثم تسقط حرة حتى ارتفاع 7.3km فيشعر رواد الفضاء بانعدام الوزن لمدة 20S )
3- مركبة الفضاء التي تدور حول الأرض تعتبر حالة من حالات السقوط الحر
4- استخدام أحواض الماء حيث تتزن قوة الطفو مع وزن الجسم
الحياة في سفينة الفضاء
لا داعي لارتياد بدلة الفضاء لان الأكسجين متوافر ــ الضغط يعدل الضغط الجوى ــ و لكن الجاذبية منعدمة لذلك لا تستطيع أن تشرب إلا باستخدام الماصة - يمكن رفع جسم كبير باستخدام إصبع واحد - يمكنك القفز لارتفاعات كبيرة والبقاء معلق
ملحوظة هامة : عند الانطلاق أو الهبوط بمركبة فضاء فإن الجسم يتعرض لعجلة شديدة التأثير
خارج سفينة الفضاء
لابد من ارتداء بدلة الفضاء التي تحتفظ بالأكسجين لمدة 7 ساعات و تعادل الضغط على جسم الإنسان و للتحرك خارج سفينة الفضاء يستخدم المحرك النفاث الموجود بالمقعد ( قانون نيوتن الثالث )
ملحوظة : يعتبر رائد الفضاء خارج سفينة الفضاء قمر صناعي لذلك لا يسقط على الأرض
المكوك الفضائي
ينطلق من على سطح الأرض كما ينطلق الصاروخ و يهبط كالطائرة مع استخدام باراشوت لتقليل سرعته .
و توجد في الفضاء الآن مدن فضائية مثل مير و سيوز و أسس
ملحوظة تستخدم الأقمار الصناعية و مدن الفضاء طاقتها من الشمس باستخدام الخلايا الضوئية و البطاريات الشمسية
غزو الفضاء بدء رصد الفضاء باستخدام التلسكوبات الأرضية ثم استخدام التلسكوب الفضائي
و اتجه الاهتمام أولا بالشمس و كواكب المجموعة الشمسية الداخلية .
أسئلة علي الفصل السابع
س1- علل لما يأتي :-
القمر الصناعي يدور في مدار ثابت من الأرض ؟
سرعة الهروب من الجاذبية لا تختلف باختلاف كتلة الجسم ؟
يمكن رفع جسم ذو كتلة كبيرة جدا بإصبع واحد داخل سفينة الفضاء ؟
يجب أن يكون الصاروخ متعدد المراحل رفيعا انسيابيا ؟
س2 :-أكمل ما يأتي
1- لكي ينطلق الجسم ويستطيع الهروب من الجاذبية لابد أن تكون طاقة حركته عند الإطلاق ......طاقة وضعه عند سطح الأرض
السرعة المدارية للقمر الصناعي تتناسب .......مع نصف قطر القمر
المرحلة الأولي للصاروخ متعدد المراحل تحتوي علي ..........قوية
يبني عمل الصاروخ متعدد المراحل علي قانون ...............
سرعة هروب جسم كتلته 20ton .......... سرعة هروب ذرة الهيدروجين
لا تستطيع أن تشرب داخل سفينة الفضاء إلا باستخدام ماصة نتيجة .........
تنقسم الأقمار الصناعية إلى .............و.............
المسائل
1- جسم كتلته 50kg معلق في ميزان زنبركي داخل مصعد احسب قرأه الميزان في الحالات الآتية
ا – عندما يكون المصعد ساكن
ب- عندما يكون المصعد متحرك لأعلي بسرعة منتظمة
ج- عندما يكون المصعد متحرك لأعلي بعجلة منتظمة
د - عندما يكون المصعد متحرك لأسفل بعجلة منتظمة
ه - عندما يكون المصعد متحرك لأسفل بعجلة السقوط الحر ؟
2- إذا كان قطر القمر 3180km وعجلة الجاذبية للقمر 1.6m / s 2 احسب السرعة اللازمة للهروب من سطح القمر ؟

3- قمر صناعي يدور علي ارتفاع 400km من سطح الأرض فإذا كان قطر الأرض 12720km فاحسب السرعة المدارية
للقمر الصناعي وكذلك زمن الدورة الكاملة علما بان g =9.8 m/ S2

4- قمر صناعي كتلته 4000kg يدور الأرض في مدار نصف قطرة وأن كتلة الأرض 6 وثابت الجذب العام فاحسب السرعة المدارية للقمر
5- إذا كان زمن دوران قمر صناعي حول الأرض 96min وطول مساره الدائري حول الأرض ونصف قطر الأرض @ 6400km فاحسب السرعة المدارية للقمر الصناعي ثم احسب ارتفاعه عن سطح الأرض
أطيب التمنيات بالنجاح والتفوق

الباب الثامن الطاقة الحرارية
مقدمة:علل: ارتفاع درجة حرارة منشار عند استخدامه في قطع الخشب ؟
المادة: كل ما يشغل حيزا من الفراغ و له كتلة
الجزيء : أصغر وحدة بنائية للمادة توجد على حالة انفراد و تتضح فيه خواص المادة
فروض النظرية الجزيئية لتركيب المادة :
1- تتكون المادة من جزيئات متشابهة في الخواص و تختلف من مادة لأخرى
2- توجد بين الجزيئات مسافات بينية صغيرة جدا في الجوامد- كبيرة في الغازات - متوسطة في السوائل
3- الجزيئات ترتبط بقوى تماسك جزيئيه كبيرة جدا في الجوامد- صغيرة جدا في الغازات- متوسطة في السوائل
4- جزيئات المادة في حالة حركة دائمة -اهتزازية في الجوامد –-دورا نية (عشوائية ) في الغازات اهتزازية انتقالية
في السوائل
حالات المادة : صلبة –سائلة – غازية
تأثير الحرارة معظم المواد تتمدد بالحرارة و تنكمش بالبرودة
التفسير : - عند اكتساب المادة طاقة حرارية يزداد اهتزاز الجزيئات ( تزداد طاقة حركة الجزيئات ) فتزداد المسافات البينية بين الجزيئات ( تتمدد )
علل 1- يجب ترك فواصل بين قطبان السكك الحديدية و كذلك الكباري
حتى إذا ارتفعت درجة حرارة الجو و تمدد المعدن لا يؤدى ذلك إلي انبعاجها .
2- عند تسخين الهواء يرتفع لاعلى عندما يكتسب الهواء طاقة حرارية يتمدد و تقل كثافته فيرتفع لأعلى .
تجربة جيمس جول لتحويل الشغل الميكانيكي ألي طاقة حرارية
الغرض منها إثبات أن الشغل الميكانيكي المبذول = الطاقة الحرارية الناتجة
الجهاز المستخدم :
ثقلان من الرصاص يتصلان ببعضهما بخيط ملفوف حول
محور مروحة ثمانية العوارض توضع المروحة داخل
المسعر النحاسي المملوء بالماء مثبت به 4 عوارض
تمنع دوران الماء داخل المسعر و تعمل على زيادة
احتكاك العوارض المتحركة مع الماء و بالتالي زيادة
الطاقة الداخلية للماء .
خطوات التجربة:
يلف الخيط بواسطة اليد حتى يرتفع الثقلان إلي أقصى ارتفاع و تعين درجة الحرارة الابتدائية ( ( t 1
2- يترك الثقلان للهبوط تحت تأثير عجلة الجاذبية . مع تكرار الخطوة السابقة عدة مرات نعين درجة الحرارة النهائية (t 2)
3- نحسب الفرق في درجة الحرارة ( t ∆ )
4- طريقة الحساب : التغير في الطاقة الداخلية للماء و المسعر = m1 c1 + m2 c2 ) ∆ t )
الشغل المبذول =التغير في طاقة وضع الثقلان = 2 m g h N
وجد جول أن التغير في الطاقة الداخلية =الشغل الميكانيكي المبذول

مفهوم الطاقة الحرارية و درجة الحرارة و الطاقة الداخلية
قبل التعرف على طرق قياس درجة الحرارة لابد من التعرف على بعض المفاهيم المرتبطة بها وهى :
الطاقة الحرارية *هي صورة من صور الطاقة تنتقل من جسم ساخن إلى آخر بارد بالحمل أو التوصيل أو الإشعاع
الطاقة الداخلية لمادة : هي مجموع طاقتي الوضع والحركة لجميع جزيئات المادة-- مضافا إليها أنواع الطاقة الأخرى المختزنة بالمادة مثل الطاقة الكيميائية
: تعتبر درجة الحرارة مقياسا للطاقة الداخلية للجسم
العلاقة بين طاقة حركة الجزيئات ودرجة حرارتها
* إذا اكتسب جسم كمية حرارة من الوسط المحيط فإن سرعة الجزيئات تزيد وتزيد طاقة حركتها فتزداد الطاقة الداخلية وترتفع درجة حرارة الجسم
* إذا فقد جسم كمية حرارة للوسط المحيط تقل سرعة الجزيئات وتقل طاقة حركتها فتقل الطاقة الداخلية وتنخفض درجة حرارة الجسم
النظام * مجموعة من الجزيئات أو الجسيمات بينها علاقة ما .
درجة حرارة جسم أو نظام
هي خاصية تمكننا من الحكم على الجسم أو النظام من حيث كونه في حالة اتزان حراري مع الوسط المحيط أم لا"
مبدأ قياس درجة الحرارة :
1- إذا كان النظامان ( ( A - B كل على حدة في حالة اتزان حراري مع نظام ثالث (C) يكون النظامان( ( A - B في حالة اتزان حراري أحدهما مع الآخر و النظام الثالث( c) قد يكون ترمومتر *
الثرمومتر : نظام يمكن مقارنته بنظام آخر عن طريق جعله في حالة اتزان حراري معه وهو وسيلة لقياس درجة الحرارة
المادة الترمومترية :- هي المادة التي تستخدم في صناعة الترمومتر ويكون لها خاصية فيزيائية تتغير بانتظام مع تغير درجة الحرارة بانتظام وهى فكرة عمل الترمومتر .
وحدات قياس درجة الحرارة
مقياس سلزيوس : و فيه يعتبر درجة تجمد الماء هي 0o C و درجة غليان الماء هي 100 oC .
مقياس فهر نهيت : و فيه يعتبر درجة تجمد الماء هي 32o F و درجة غليان الماء هي 212o F .
مقياس كلفن : و فيه يعتبر درجة تجمد الماء هي 273o K و درجة غليان الماء هي 373o K .
العلاقة بين درجة الحرارة على تدريج سلزيوس t وعلى تدريج كلفن T T = 273 + t
العلاقة بين درجة الحرارة على تدريج سلزيوس t وعلى تدريج فهر نهيت
معنى أن أنظمة في حالة اتزان حراري
آي أن كمية الحرارة التي يفقدها نظام تساوى كمية الحرارة التي يكتسبها النظام الآخر عند حدوث تبادل حراري بينهما
ويكون للأنظمة المتزنة حراريا نفس درجة الحرارة
قياس درجة الحرارة
فكرة عمل الترمومترات :- وجود خاصية فيزيائية (x ) تتغير بانتظام مع تغير درجة الحرارة بانتظام ( T )
تعيين قيمة درجة الحرارة بمعرفة التغير في الخاصية الفيزيائية للمادة الترمومترية
باختيار درجتين ثابتتين النقطة السفلي ( درجة انصهار الجليد )
النقطة العليا ( درجة غليان الماء )
تقسم المسافة بينهما إلى 100 قسم نفرض أن
X هي الخاصية الفيزيائية التي تتغير بانتظام بتغير درجة الحرارة
X0 هي الخاصية الفيزيائية عند النقطة السفلي
X100 هي الخاصية الفيزيائية عند النقطة العليا
Xt هي الخاصية الفيزيائية عند درجة الحرارة المجهولة
من الشكل نجد أن
القانون العام للترمومترات

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى