مبدأ القصور Principe d’inerie

* إبراز مفعول قوة على الحركة

- تجارب :

• نرسل كرية حديدية فوق مستوى أفقي ، نلاحظ أن لها مسار مستقيمي ، لكن عندما نقرب منها مغنطيسا

يتغير مسار الكرية بسبب وجود قوة مغناطيسية .

• عند إصطدام الكرة برأس اللاعب فإن مسارها وسرعتها تتغيران تحت تأثير القوة

• أثناء السقوط الحر لكرية تتغير سرعة الكرية دون تغيير مسارها .

1- إبراز مركز قصور جسم صلب .

1-1- تجربة 1:

• نرسل حاملا ذاتيا فوق منظدة أفقية حيث ينزلق دون دوران ونسجل حركة كل من النقطتين A و M فنحصل على التسجيل التالي :

- إستنتاج : حركة كل من النقطتين A و M حركة مستقيمية منتظمة .

2-1- تجربة 2:

• نرسل الحامل الذاتي متحوما فوق منظدة أفقية ونسجل حركة كل من النقطتين A و M فنحصل على التسجيل التالي :

- ملاحظات :

تغير حركة النقطة Mحيث أصبحت منحنية – بقيت حركة النقطة A حركة مستقيمية منتظمة .

- ملحوظة :

يمكن تصور حامل ذاتي بإمكانه التحرك على مختلف الأوجه فوق منضدة أفقية ، هناك نقطة وحيدة تحتفظ بحركة مستقيمي منتظمة نسميها مركز قصور الحامل الذاتي ونرمز لها ب G .

2- مبدأ القصور .

1-2- تعريف :

المجموعة المعزولة هي مجموعة لا تخضع لأي تأثير خارجي .

المجموعة شبه المعزولة هي مجموعة تخضع لقوى مجموع متجهاتها منعدم .

2-2- نص مبدأ القصور :

عندما يكون جسم صلب معزول ميكانيكيا (أو شبه معزول) في معلم مرتبط بالأرض فإن متجهة سرعة مركز قصوره G تكون ثابتة : .

- فإذا كان في حالة سكون فإنه يبقى في حالة سكون V_G = 0 .

- أما إذا كان في حركة فإن حركة مركز قصوره G تكون مستقيمية منتظمة .

3- الحركة الإجمالية و الحركة الخاصة .

نعتبر تجربة الفقرة 2-1- . من خلال التسجيل نقول إن :

- الحركة الإجمالية للحامل الذاتي هي حركة مستقيمية منتظمة توافق حركة النقطة A التي لها نفس حركة G .

- الحركة الخاصة للحامل الذاتي هي حركة النقط الأخرى بالنسبة ل G .

- أن حركة M حول G هي حركة دائرية منتظمة .

بصفة عامة : تكون الحركة الخاصة لجسم الصلب معزول (أو شبه معزول) حركة دوران منتظم حول مركز قصور G .

4- مركز الكتلة .

1-4- مركز الكتلة .

مركز الكتلة لمجموعة مادية مكونة من نقط G_i ذات كتلة m_i هو نقطة متميزة G يتعلق موضعها بتوزيع الكتلة داخل هذه المجموعة وتحقق العلاقة .

2-4- موضع مركز الكتلة G لبعض الأجسام الصلبة .

يتطابق مركز تماثل الجسم مع مركز الكتلة G ، (شكل 10 صفحة 37) .

قضيب

قرص

حلقة

مربع

أسطوانة

مستطيل

3-4- تحديد مركز كتلة مجموعة مادية .

نعتبر مجموعة مكونة من قرصين (D₁) و (D₂) كتلتهما على التوالي m₁ و m₂ مرتبطين بساق متينة كتلتها مهملة كما يبين الشكل التالي :

. (D₂) و (D₁) على التوالي مركزي كل من G₂ و G₁

نطبق العلاقة ونكتب :

مثلا إذا كان m₂ = 3.m₁ فإن :

إذن المتجهتين و لهما نفس الإتجاه ومنحيان متعاكسان ، إذن G تنتمي إلى المستقيم G₁G₂

يمكن أن نكتب :

وبما أن

وأيضا :

5- مركزكتلة مجموعة قابلة للتشويه .

نربط حاملين ذاتيين (S₁) و (S₂) برابطة مرنة (نابض) كتلتها مهملة ثم نرسلهما فوق منضدة أفقية بدون إحتكاك ، كتلة الحامل (S₁) هي m₁ وكتلة الحامل (S₂) هي m₂ ؛ حيث m₂ = 2.m₁

نحصل على التسجيل التالي :

من الشكل نستنتج أن حركة G هي حركة مستقيمية منتظمة .

تمرين 2 صفحة 40

تمرين 3 صفحة 40

3- في لحظة معينة نقطع الخيط الذي يربط الحامل الذاتي بالمنظدة :

1-3- هل تغيرت حركة مركز قصور الحامل الذاتي ، ماهي طبيعتها ، علل جوابك .

2-3- ماقيمة سرعة مركز قصور الحامل الذاتي

تمرين 4 صفحة 40

تمرين 5 صفحة 40