تعتمد المسافة الأفقية التي تقطعها المقذوفة على المسافة الرأسية للقذيفة بالإضافة لـ قوة الرصاصة وتأثيرها على قوة جاذبية الأرض ، وفي هذه المقالة سنشرح بالتفصيل كافة البيانات والقوانين الفيزيائية التي تشرح حركة المقذوف وتتحدث عن قانون المسافة الأفقية التي يقطعها المقذوف.
ما هو عمل الرصاص
حركة المقذوفات (بالإنجليزية: Projectile Motion) هي حركة جسم يُلقى بقوة في الهواء ، ويكون شكل حركة الأجسام المسقطة على شكل منحنى ، وهناك مقذوفات رأسية مسقطة رأسياً ، أي بزاوية 90 درجة من سطح الأرض ، وهناك مقذوفات أفقية أو مائلة. تنعكس حركة المقذوف قطريًا عن سطح الأرض بزاوية تقل عن 90 درجة مع سطح الأرض ، ولا يواجه المقذوف سوى تسارع الجاذبية.
تسمى الرصاصة بالرصاصة ويسمى مسارها مسار القذيفة ، ولوصف حركة الجسم المسقط ، يجب أن نتعامل مع سرعة الجسم وتسارعه في كل لحظة من الحركة المنحنية ، وبالمثل يجب أن نتعامل مع إزاحة الجسم لأن الجسم المسقط له نوعان من الإزاحة ، وهما حجم الجسم. هناك إزاحة رأسية ، وهي مقدار زيادة المقذوف عن سطح الأرض ومن موضعه الأصلي بعد سقوطه مرة ثانية على الأرض.
قوانين المقذوفات العمودية
المقذوفات العمودية عبارة عن رصاصات تتحرك عموديًا لقصفها بزاوية رأسية من سطح الأرض ، ويبدأ هذا عندما يصطدم الجسم بشكل عمودي على التل ، ثم يرتفع الجسم بمعدل ينخفض تدريجيًا حتى يصل لـ أعلى زيادة ممكن ، وتزداد سرعة الجسم عند أعلى زيادة. . الرصاصة تساوي صفرًا ، ثم يسقط الجسم على الأرض مرة ثانية تحت تأثير تسارع الجاذبية ، وهناك قوانين تسمح لنا بدراسة حركة هذه الرصاصات ، وهذه القوانين هي:
القانون الأول
السرعة القصوى = السرعة الابتدائية ـ (تسارع الجاذبية × الزمن الكلي)
ف 2 = ف 1 – (جكسج)
بينما:
- السرعة النهائية ← ص 2: هي مقدار السرعة النهائية للجسم مقاسة بالأمتار في الثانية.
- السرعة الابتدائية ← ص 1: هي مقدار السرعة الابتدائية للجسم مقاسة بالأمتار في الثانية.
- تسارع جاذبية الأرض → c: تصل عجلة الجاذبية الأرضية 9.81 متر / ثانية ².
- الوقت الإجمالي ← ز: الوقت المنقضي عندما تم قياس السرعة النهائية ويتم قياسه بالثواني.
القانون الثاني
التغيير في الإزاحة الرأسية = (السرعة الابتدائية × الوقت الإجمالي) – (تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي²)
Δ ص =
(P 1 xg) – (½j x g²)
بينما:
- تغيير في الإزاحة الرأسية ← p: يتم قياس مقدار التغيير في الإزاحة الرأسية بالأمتار.
- السرعة الابتدائية ← ص 1: هي مقدار السرعة الابتدائية للجسم مقاسة بالأمتار في الثانية.
- تسارع جاذبية الأرض → c: هذا هو مقدار عجلة الجاذبية الأرضية ، وهي 9.81 متر / ثانية ².
- الوقت الإجمالي ← ز: الوقت المنقضي عندما تم قياس السرعة النهائية ويتم قياسه بالثواني.
القانون الثالث
السرعة النهائية² = السرعة الابتدائية² – (2 × تسارع الأرض × التغير في الإزاحة الرأسية)
M²2 = n²1 – (2 × ج × Δ ص)
بينما:
- تغيير في الإزاحة الرأسية ← p: يتم قياس مقدار التغيير في الإزاحة الرأسية بالأمتار.
- السرعة الابتدائية ← ص 1: هي مقدار السرعة الابتدائية للجسم مقاسة بالأمتار في الثانية.
- السرعة النهائية ← ص 2: هي مقدار السرعة النهائية للجسم مقاسة بالأمتار في الثانية.
- تسارع جاذبية الأرض → c: هذا هو مقدار عجلة الجاذبية الأرضية ، وهي 9.81 متر / ثانية ².
المسافة الأفقية التي قطعتها الرصاصة
المسافة الأفقية التي يقطعها الجسم في الحركة الأفقية للرصاص ، يعتمد على كمية وقوة السائل المنويبالإضافة لـ ذلك ، يمكن حساب تأثير قوة الجاذبية الأرضية ، وسرعة الهواء وتسارعه ، والمسافة الأفقية التي تقطعها القذيفة عبر القوانين الفيزيائية التالية:
القانون الأول
السرعة في المحور x = السرعة x جيب تمام الحركة
P x = px cos∅
بينما:
- السرعة في المحور السيني ← المحور السيني: إنها سرعة الجسم على طول المحور السيني ، وتُقاس بالأمتار في الثانية.
- السرعة ← s: هو مقدار السرعة الكلية للجسم ، مقاسة بالأمتار في الثانية.
- جيب التمام للحركة → جيب التمام: إنه جيب تمام الزاوية بين حركة الرصاصة والمحور x.
القانون الثاني
السرعة في المحور Y = السرعة × الجيب
P p = p × sin
بينما:
- السرعة ص على المحور ص: السرعة على طول المحور Y للجسم ، مقاسة بالأمتار في الثانية.
- السرعة ← s: هو مقدار السرعة الكلية للجسم ، مقاسة بالأمتار في الثانية.
- حركة جيب ← جا: إنه مقدار الجيب للزاوية بين حركة الرصاصة والمحور x.
القانون الثالث
الإزاحة الأفقية للجسم = السرعة الأفقية الأولية × الوقت الإجمالي
P = pxxg
بينما:
- الإزاحة الأفقية للجسم → q: هو مقدار الإزاحة المقاسة بالأمتار من الموضع الأصلي للجسم.
- السرعة الأفقية الأولية ← SP: هي مقدار السرعة الأفقية للجسم المقاسة بالأمتار في الثانية.
- الوقت الإجمالي ← ز: الوقت المنقضي عند قياس السرعة وقياسها بالثواني.
في انتهاء هذا المقال سنتعلم أن المسافة الأفقية التي تقطعها الرصاصة تعتمد على قوة الرصاصة وسرعة الرصاصة وتسارعها في الهواء ، كما شرحنا ماهية الرصاص في الفيزياء وتحدثنا عن قوانين الرصاص الرأسي وقوانين الرصاص الرأسي.
المراجع
course.lumenlearning.com ، 21/12/2020
physicsclassroom.com ،، 21.12.2020
khanacademy.org ، 21/12/2020
