الحركة التوافقية البسيطة | إستمتع بقراءة المزيد | ..

[issac-newton]

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته ..

الحركة التوافقية البسيطة ..
الباب الأول | الفصل الأول | ..
طبعا ما تجيش سطر في كتاب المدرسة ..

الأن إستمتع بقراءة المزيد عن الحركة التوافقية البسيطة ..



الحركة التوافقية البسيطة هي الحركة التي تكرر نفسها كل فترة زمنية, وتكون سعة اهتزاز الحركة ثابتة ,تتناسب العجلة مع أزاحة الجسم من موضع الأتزان و يكون اتجاهها دائما إلى موضع الأتزان.
وتوصف هذه الحركة بسعة الاهتزاز (وهي موجبة دائما) و الزمن الدوري (الزمن الذي يستغرقه الجسم لعمل أهتزازة كاملة) و التردد (عدد الأهتزازات في الثانية الواحدة) و أخيرا الطور الذي يحدد مكان بدأ الحركة على منحنى ال Sine , ويكون كل من التردد والزمن الدوري ثابتان اما سعة الاهتزاز و الطور فيتم تحديدهما عن طريق الشروط الابتدائية للحركة.

المعادلة العامة التي تصف الحركة التوافقية البسيطة هي حيث x يمثل الأزاحة و A هو سعة الاهتزاز و f هو التردد و t الزمن و φ هو الطور. عند انعدام الأزاحة عند بداية الحركة عند t = 0 فإن الطور يساوي .

مقدمة : -

من أفضل الأمثلة للحركة التوافقية البسيطة هو الكتلة المثبتة في زنبرك.
في حالة عدم تمدد الزنبرك لا تؤثر أي قوة على الكتلة المثبتة , أي يكون النظام متزن و مستقر. و عند ابتعاد الكتلة عند موضع الاستقرار أو الأتزان سيقوم الزنبرك ببذل قوة لأعداتها مرة أخرى إلى موضعها الأصلي , و تعطى هذه القوة حسب قانون هوك بالعلاقة : F = − kx حيث F هي القوة التي يولدها الزنبرك و x الأزاحة و k ثابت الزنبرك .
عامة أي نظام يتحرك بحركة توافقية بسيطة يحتوي على سمتان رئيسيتان.أولا عند التحرك بعيدا عن مركز الأتزان يتم بذل قوة لإعادة النظام مرة أخرى إلى وضع الأتزان,القوة المبذولة تتناسب طرديا مع الأزاحة التي يقوم بها النظام، والمثال الذي تناولناه (الكتلة المثبتة بالزنبرك)يحق السمتان.
بالعودة مرة أخرى للمثال , عند تحرك الكتلة بعيدا عن موضع الأتزان يبذل الزنبرك قوة أستعادة حتى يعيدها مرة أخرى إلى وضعها السابق , وكلما أقتربت الكتلة من وضع الأتزان تتناقص قوة الأستعادة تدريجيا لأنها تتناسب مع الأزاحة , لذا فعند موضع الأتزان x=0 تنعدم هذه القوة على الكتلة , و لكن الكتلة تظل محتفظة ببعض من كمية التحرك من الحركة السابقة لذا فهي لا تتوقف عند مركز الأتزان ولكن تتعداه و عندها تظهر قوة الأستعادة مرة أخرى و تقوم بإبطائها تدريجيا حتى تنعدم سرعتها في النهاية و تصل إلى موضع الأتزان في النهاية.
و إذا لم تفقد الكتلة طاقتها ستستمر في الاهتزاز , لذا فهي حركة دورية تتكرر كل فترة زمنية وسنوضح بعد ذلك أنها حركة توافقية بسيطة.


أمثلة :-



حركة توافقية بسيطة (كتلة على زنبرك و حركة على دائرة)




كتلة مثبتة في زنبرك




البندول البسيط يتحرك حركة توافقية بسيطة إذا كانت سعة الاهتزاز صغيرة جدا.

ملحوظة :- ما تم قراءته في هذا المقال ماهو إلا معلومات عامة .. للزيادة الفهم

أحمد عبداللطيف رزق , موسوعة ويكيبيديا