بحث عن المقذوفات

حركة المقذوفات

المقذوفات ، هو عبارة عن نوع من علوم الفيزياء (فيزياء الميكانيكا) والتي تختص في دراسة حركة الجسم تحت تأثير بعدين أو بمعنى آخر دراسة حركة الأجسام المقذوفة مع محور السينات تحت تأثير وزن هذا الجسم المقذوف، فمن الأمثلة الشائعة على ذلك: إطلاق قذيفة الدبابة من فوهة دبابة مائلة بزاوية معينة، وحركة كرة السلة أثناء مرورها لتصيب الهدف، وهناك نوعين من المقذوفات المقذوف الأفقي و المقذوف بزاوية , وبما أن المقذوفات هي حركة في بعدين فيمكن تحليل حركة هذه الأجسام في إتجاهين وهما:

•      حركة منتظمة بإتجاه محور السينات.

•      حركة بتسارع في محور الصادات ، مع ملاحظة أن التسارع يكون ثابت في مجال الجاذبية الأرضية للأجسام المقذوفة القريبة من سطح الأرض، بحيث أن تسارع الجاذبية الأرضية حوالي (9.8 متر / ثانية مربعة).

من خصائص حركة المقذوف:-

كشكل المسار ( الطريق ) التي يسير عليها وأعلى نقطة ارتفاع يصل إليه والمدى الأفقي تتحدد جميعا من مقدار واتجاه متجه السرعة الابتدائية التي يطلق بها بالاضافة إلى عجلة الجاذبية في مكان الاطلاق – عجلة الكوكب مثلا القمر أو المريخ.

زاوية القذف  :
هي الزاوية المحصورة بين متجه السرعة الابتدائية ومحور السينات .
وعادة نختار نقطة القذف ، أو نقطة بدء حركة الجسم لتكون مركز الإحداثيات ( نقطة الأصل(

السرعة الابتدائية للمقذوف  :
هي السرعة التي ينطلق بها المقذوف .
تعتبر حركة المقذوف حركتان آنيتان باتجاهين متعامدين .
والمسار الذي يسلكه الجسم المقذوف يمثل الخط الواصل بين جميع نقاط المماس لمتجهات السرعات اللحظية عند كل نقطة.

فإذا قذف جسم بسرعة ابتدائية قدرها ع. ، وبزاوية قذف قدرها فإنه يمكن أن نحلل السرعة الابتدائية للمقذوف إلى مركبتبين جبريتين هما ع.س ، ع,ص

أولاً: الحركة في الاتجاه الأفقي:-

وهي حركة بسرعة ثابتة لا تتغير ع س وذلك لعدم وجود قوى مؤثرة على الجسم ( محصلة القوى الأفقية تساوي صفر.
أي أن السرعة في الاتجاه الأفقي ثابتة في المقدار والاتجاه ولا تتأثر بالجاذبية الأرضية.
وتسمى المسافة بين نقطة القذف والنقطة التي يلاقي فيها الجسم المستوى الأفقي الذي قذف منه المدى ، ويكون المدى الأفقي أكبر ما يمكن عندما تكون زاوية القذف تساوي 45 ْ .
المدى الأفقي:

هو المسافة الأفقية بين نقطة القذف ونقطة الوصول إلى المستوى الأفقي المار بنقطة القذف.
ويمكن تمثيل علاقة السرعة الأفقية مع الزمن بيانيا :
كما يمكن تمثيل الازاحة الأفقية مع الزمن بيانيا :

ثانيا: الحركة في الاتجاه الرأسي:  -
وهي حركة معجلة بانتظام في الاتجاه الرأسي أي أن المقذوف يتحرك بسرعة متغيرة بانتظام ع ص تحت تأثير عجلة الجاذبية الأرضية ( g)،وعلى هذا المحور فقط تنطبق معادلات الحركة الثلاث.
إن اتجاه المركبة الرأسية للسرعة يكون في النصف الأول من رحلة القذيفة إلى أعلى ، وبعكس قوة الجاذبية الأرضية ولذلك تتأثر بفعل قوة الجاذبية الأرضية ، وعندما تصل القذيفة إلى أعلى نقطة " أقصى ارتفاع " أ و " الذروة " تكون سرعتها الرأسية صفر ، في حين تبقى سرعتها الأفقية ثابتة .

أقصى ارتفاع ( ذروة المسار) :
هو أعلى نقطة ( موضع ( يصل إليها المقذوف عن المستوى الأفقي المار بنقطة القذف ، وعندها تكون سرعته الرأسية تساوي صفر.
زمن صعود الجسم إلى أقصى ارتفاع = زمن هبوطه من أقصى ارتفاع
الزمن الكلي لتحليق الجسم = ضعف زمن الصعود = ضعف زمن الهبوط

معادلات الحركة الرأسية :
يمكن حساب سرعة القذيفة عند أي لحظة من العلاقة التالية :
اما اتجاه القذيفة عند أية لحظة فيتحدد بالزاوية التي يصنعها متجه السرعة مع الأفقي ، ويمكن إيجادها من العلاقة :لاحظ إنه عند أية نقطة على مسار المقذوف فإن الزمن اللازم لقطع المركبة الأفقية للمسافة هو نفسه الزمن اللازم لقطع المركبة العمودية للمسافة .
فكل الأجسام الساقطة نحو الأرض تقطع مسافات متساوية خلال نفس الزمن ، وبغض النظر عن كتلتها ، مع إهمال مقاومة الهواء والاحتكاك وحركة الرياح ، كما أن جميع الأجسام تكتسب عجلة واحدة هي عجلة الجاذبية الأرضية ( g)وتتجه دائما نحو مركز الأرض .
كما تستغرق الأجسام نفس الزمن للوصول إلى سطح الأرض سواء قذفت أفقيا أم رأسيا أي أن القذيفة تقطع نفس المسافة الرأسية التي تقطعها عندما تطلق أفقيا .