Ҳаракати даврии якхела

Мақола дар бораи ҳаракати даврии якхела

Дар ҳаёти ҳаррӯза, мо аксар вақт бо ашёе дучор мешавем, ки дар як ҳаракати даврӣ яксон ҳаракат мекунанд. Як мисоли ашёе, ки дар як ҳаракати даврӣ яксон ҳаракат мекунад , сӯзани дуюм, сӯзани дақиқа ва сӯзани соат дар соати аналогӣ мебошад. Сӯзани дуюм ҳамеша дар кунҷи 360 ^° барои 60 сония (як дақиқа) ё дар кунҷи 6 ^° барои як сония чарх мезанад. Сӯзани дақиқа ҳамеша дар кунҷи 360 ^° барои 60 дақиқа (як соат) ё дар кунҷи 6 ^° барои як дақиқа чарх мезанад. Сӯзани соат низ ҳамеша дар тӯли 24 соат (як рӯз) 360 ^° чарх мезанад . Агар ашё дар як доираи муқаррарӣ, ба монанди сӯзани дуюм, сӯзани дақиқа ё сӯзани соат ҳаракат кунад, пас гуфта мешавад, ки ашёҳо ҳаракати даврӣ мекунанд. Оё шумо метавонед мисолҳои ашёеро, ки дар як ҳаракати даврӣ ҳаракат мекунанд, ба ёд оред?

Таърифи ҳаракати якхелаи даврашакл

Ҳаракати якхелаи даврашакл ду маъно дорад. Аввалан, гуфта мешавад, ки агар объект дар доира ҳаракат кунад, суръати он ҳамеша доимӣ бошад ё суръати ҳар як қисми он ҳамеша доимӣ бошад, он ҳаракати ғайримуқаррарии даврашаклро анҷом медиҳад. Дуюм, гуфта мешавад, ки агар суръати кунҷии он ҳамеша доимӣ бошад, он ҳаракати якхелаи даврашаклро анҷом медиҳад. Суръати кунҷӣ миқдори векторӣ аст. Аз ин рӯ, суръати кунҷӣ аз бузургӣ ва самти суръати кунҷӣ иборат аст. Барои беҳтар фаҳмидани маънои ҳаракати якхелаи даврашакл, ба расми зерин нигаред.

Суръати кунҷӣ (ω) доимӣ аст

Сӯзани дуюмро дар соати девории аналогӣ аз назар гузаронед. Вақте ки сӯзани дуюм чарх мезанад, ҳамаи қисмҳои сӯзани дуюм, ҳам онҳое, ки дар охир, дар мобайн ва ҳам дар наздикии меҳвар ҷойгиранд, якҷоя чарх мезананд. Азбаски ҳамаи қисмҳои сӯзани дуюм якҷоя чарх мезананд, пас вақте ки сӯзани дуюм бо кунҷи 360 ^° (як гардиш) чарх мезанад, ҳамаи қисмҳои сӯзани дуюм низ бо кунҷи 360 ^° (як гардиш) чарх мезананд. Вақте ки сӯзани дуюм барои 60 сония (як дақиқа) кунҷи 36 ^° (як гардиш) мегирад, ҳамаи қисмҳои сӯзани дуюм низ кунҷи 360 ^° -ро барои 60 сония (як дақиқа) чарх мезананд.

Суръати кунҷии сӯзани дуюм 6 ^о /с аст.

ω = суръати кунҷӣ, θ = кунҷ, t = вақт

Суръати кунҷии сӯзани дуюм ҳамеша 6 ^о /с аст ва самти суръати кунҷӣ (самти гардиш)-и сӯзани дуюм ҳамеша доимӣ аст.

Суръат (v) доимӣ аст

Вақте ки сӯзани дуюм барои 60 сония (як дақиқа) чарх мезанад, ҳамаи қисмҳои сӯзани дуюм, хоҳ ба меҳвар наздик бошанд, хоҳ аз меҳвар дур бошанд, низ барои 60 сония (як дақиқа) чарх мезананд. Гарчанде ки фосилаи вақти ҳамаи қисмҳои сӯзани дуюм якхела аст, яъне 60 сония, дарозии траекторияе, ки аз ҳар як қисми сӯзани дуюм мегузарад, гуногун аст. Қисми сӯзани дуюм, ки ба меҳвар наздик аст, траекторияи кӯтоҳтар дорад, дар ҳоле ки қисми сӯзани дуюм, ки аз меҳвар дур аст, траекторияи дарозтар дорад.

v = суръат, d = дарозӣ, t = фосилаи вақт, T = давра (вақти лозимӣ барои гардиши як давр), r = масофа аз меҳвари гардиш.

Бар асоси формулаи суръат, метавон хулоса кард, ки суръати ҳар як қисми сӯзани дуюм аз масофаи он аз меҳвари гардиш (r) вобаста аст. Ҳар қадар аз меҳвар дуртар бошад (калонтар бошад), суръат ҳамон қадар зиёдтар аст. Гарчанде ки суръати ҳар як қисми сӯзан гуногун аст, суръати ҳар як қисми сӯзан ҳамеша доимӣ аст.

Шитоби марказгурез

Дар ҳаракати даврӣ ду намуди шитоб вуҷуд дорад, яъне шитобдиҳии кунҷӣ ва шитобдиҳии хаттӣ. Шитобдиҳии кунҷӣ вақте ба амал меояд, ки суръати кунҷӣ (суръати кунҷӣ) ё самти суръати кунҷӣ тағйир меёбад. Ба ҷои хаттӣ, шитоб ҳангоми тағйирёбии суръат ё самти суръат ба амал меояд. Дар ҳаракати даврии якхела, суръати кунҷӣ ва самти суръати кунҷӣ ҳамеша доимӣ мебошанд. Аз ин рӯ, дар ҳаракати даврии якхела шитоби кунҷӣ вуҷуд надорад. Дар ҳаракати даврии якхела, танҳо суръат ҳамеша доимӣ аст. Самти суръат доимо тағйир меёбад ё доимӣ нест. Азбаски самти суръати хаттӣ доимо тағйир меёбад, дар ҳаракати даврии якхела бояд шитоби хаттӣ вуҷуд дошта бошад.

Шитобе, ки дар натиҷаи тағирёбии самти суръат ба вуҷуд меояд, шитоби марказгурез номида мешавад. Шитоби марказгурез инчунин шитоби радиалӣ номида мешавад. Шитоби марказгурез ё шитоби радиалӣ як навъи шитоби хаттӣ мебошад. Шитоби марказгурез миқдори векторӣ аст. Аз ин рӯ, шитоби марказгурез бузургӣ ва самт дорад.

Андозаи шитоби марказгурез:

a _c = бузургии шитоби марказгурез

v = суръат

r = масофа аз меҳвар

ω = суръати кунҷӣ

Саволҳо ва ҷавобҳои консептуалӣ дар бораи ҳаракати якхелаи даврашакл

1. савол: Ҳаракати даврашакли якхела чӣ маъно дорад? ҷавоб: Ҳаракати якхелаи даврашакл ҳаракати объектеро ифода мекунад, ки бо суръати доимӣ дар масири даврашакл ҳаракат мекунад.
2. савол: Ҷисм дар ҳаракати даврашакли якхела чӣ гуна шитобро аз сар мегузаронад? ҷавоб: Ҷисме, ки дар ҳаракати якхелаи даврашакл ҳаракат мекунад, шитоби марказгурезро аз сар мегузаронад, ки ҳамеша ба самти маркази роҳи даврашакл нигаронида шудааст.
3. савол: Суръати ҷисм ҳангоми ҳаракати якхелаи давравӣ чӣ гуна тағйир меёбад? ҷавоб: Дар ҳаракати якхелаи даврашакл, бузургии суръат доимӣ мемонад, аммо самти он пайваста тағйир меёбад, аз ин рӯ суръат доимӣ нест.
4. савол: Формулаи бузургии шитоби марказгурезро номбар ва шарҳ диҳед. ҷавоб: Формулаи бузургии шитоби марказгурез a = v²/r аст, ки дар он v суръати объект ва r радиуси масири даврашакл аст. Ин формула нишон медиҳад, ки шитоб ба квадрати суръат мутаносиб ва ба радиус мутаносиб аст.
5. савол: Барои сайёрае, ки дар атрофи Офтоб давр мезанад, қувваи марказгурезро чӣ таъмин мекунад? ҷавоб: Қувваи ҷозиба байни сайёра ва Офтоб қувваи марказгурезро ба вуҷуд меорад, ки сайёраро дар мадори худ ҳаракат медиҳад.
6. савол: Ҳангоми наздик шудан ба Офтоб дар мадори эллиптикии сайёра бо суръати он чӣ мешавад? ҷавоб: Мувофиқи қонуни дуюми Кеплер (қонуни масоҳатҳо), сайёра ҳангоми наздиктар будан ба Офтоб тезтар ва ҳангоми дуртар будан сусттар ҳаракат мекунад.
7. савол: Дар кадом ҳолат қувваи марказгурез барои ҷисме, ки дар масири давравӣ ҳаракат мекунад, ба сифр баробар мешавад? ҷавоб: Агар объект аз масири даврии худ раҳо шавад, қувваи марказгароӣ сифр мешавад, зеро дигар қуввае нест, ки объектро ба сӯи марказ кашад.
8. савол: Қувваи соиш дар ҳаракати якхелаи даврашакли мошине, ки дар атрофи каҷ ҳаракат мекунад, чӣ нақш дорад? ҷавоб: Вақте ки мошин дар атрофи каҷ ҳаракат мекунад, соиш байни чархҳо ва роҳ қувваи зарурии марказгурезро барои нигоҳ доштани ҳаракати мошин дар масири даврашакл таъмин мекунад.
9. савол: Оё объект метавонад дар ҳаракати якхелаи даврашакл дар ҳолати мувозинат бошад? ҷавоб: Не, ҷисме, ки дар ҳаракати якхелаи даврашакл қарор дорад, дар ҳолати мувозинат қарор надорад, зеро ба он қувваи умумии таъсиркунанда (қувваи марказгароӣ) ва тағйири доимии самти суръати он вуҷуд дорад.
10. савол: Самти вектори суръат дар ҳар як нуқтаи масири давра ба кадом аст? ҷавоб: Дар ҳар нуқтаи масири даврашакл, вектори суръат ба давра ва дар самти ҳаракат тангенс аст.
11. савол: Чӣ тавр шитоби марказгурези объектро ҳангоми ҳаракати якхелаи давравӣ зиёд кардан мумкин аст? ҷавоб: Шитоби марказгурезро бо зиёд кардани суръати объект ё кам кардани радиуси роҳи давра зиёд кардан мумкин аст.
12. савол: Оё имкон дорад, ки ҷисм суръати доимӣ дошта бошад, вале бо вуҷуди ин суръат гирад? Бо истинод ба ҳаракати даврашакли яксон шарҳ диҳед. ҷавоб: Бале, дар ҳаракати якхелаи даврашакл, объект бо суръати доимӣ ҳаракат мекунад, аммо суръати он доимӣ нест, зеро самти он пайваста тағйир меёбад. Тағйирёбии суръат шитобро (шитоби марказгурез) нишон медиҳад.
13. савол: Оё қувваи марказгурез бар ҷисме, ки дар ҳаракати якхелаи даврашакл қарор дорад, ягон кор анҷом медиҳад? ҷавоб: Не, кори анҷомдодашуда бо қувваи марказгаро сифр аст, зеро қувва ба самти ҳаракат амудӣ аст ва кор ҳамчун ҷузъи қувва дар самти ҳаракат муайян карда мешавад.
14. савол: Агар қувваи марказгурез ногаҳон нопадид шавад, бо ҷисме, ки дар як ҳаракати даврашакли яксон қарор дорад, чӣ мешавад? ҷавоб: Агар қувваи марказгурез ногаҳон нопадид мешуд, ҷисм мувофиқи қонуни аввали ҳаракати Нютон дар хати росте, ки ба масири давраӣ танг аст, ҳаракат мекард.
15. савол: Формулаи қувваи марказгурез чист? ҷавоб: Формулаи қувваи марказгурез F = mv²/r аст, ки дар он m массаи объект, v суръат ва r радиуси роҳи даврашакл аст.
16. савол: Чӣ тавр массаи объект ба қувваи марказгурез ҳангоми ҳаракати якхелаи давраӣ таъсир мерасонад? ҷавоб: Қувваи марказгурез мустақиман ба массаи объект мутаносиб аст. Агар масса зиёд шавад, қувваи марказгурез низ зиёд мешавад, зеро суръат ва радиус доимӣ мемонанд.
17. савол: Оё давраи гардиш аз массаи объект ҳангоми ҳаракати якхелаи давраӣ вобаста аст? ҷавоб: Не, давраи гардиш аз массаи объект вобаста нест. Он танҳо аз суръати объект ва радиуси роҳи даврашакл вобаста аст.
18. савол: Фарқи байни қувваи марказгурез ва қувваи центрифугӣ чист? ҷавоб: Қувваи марказгурез қувваи воқеӣ аст, ки ба самти маркази доира таъсир мерасонад ва ҳаракати давриро ба вуҷуд меорад. Аз тарафи дигар, қувваи марказгурез қувваи хаёлӣ аст, ки дар системаи истинодии гардишкунанда мушоҳида мешавад ва ба берун, дур аз маркази гардиш таъсир мерасонад.
19. савол: Чаро қувваи марказгурез ҳангоми ҳаракати якхелаи давраӣ ягон кор иҷро намекунад? ҷавоб: Қувваи марказгаро дар ҳаракати якхелаи давраӣ ягон кор иҷро намекунад, зеро қувва ҳамеша ба ҷойивазкунии объект амудӣ аст. Азбаски кор ҳосили нуқтавии қувва ва ҷойивазкунӣ аст ва косинуси 90 дараҷа сифр аст, ягон кор иҷро намешавад.

20. Савол: Оё суръати ҷисм дар ҳаракати даврии яксон тағйир ёфта метавонад? Ҷавоб: Дар ҳаракати даврии яксон, суръати ҷисм доимӣ аст. Аммо, агар суръат тағйир ёбад, он дигар ҳаракати даврии яксон ҳисобида намешавад. Ба ҷои ин, он ҳаракати даврии ғайрияксон ҳисобида мешавад, ки ҳам шитоби марказгурез ва ҳам шитоби тангенсиалиро дар бар мегирад.