تطبيقات 3على تيوتنن عبد الرحمن دويك تاسع أ 5

- الحركة الدائرية المنتظمة
عرفت أن الجسم عندما يتحرك على محيط دائرة (أو قوس دائري) فإنه يتسارع نحو المركز. ويبين القانون الثاني لنيوتن أن التسارع سببه القوة، وينشأ التسارع باتجاه القوة دوماً. لذا ، لا بد لأي جسم يتحرك حركة دائرية منتظمة من قوة تؤثر فيه وباستمراتر ليبقى كذلك، وقد بينا أن التسارع في هذه الحالة مركزي، أي أن اتجاهه دوماً نحو المركز، لذا ، لا بد وأن تكون القوة المسببة له أيضاً مركزية، أي أن اتجاهها نحو المركز باستمرار.
وهذه القوة المركزية هي الشد في الخيط في حالة الأجسام المربوطة بخيوط وتتحرك على مسار دائري أفقي، وقوة جذب الأرض في حالة السواتل ( الأقمار الصناعية)، وهي قوة الاحتكاك السكوني بين العجلات والأرض في حالة السيارات المتحركة على الطرق الدائرية والمنعطفات.
وبتطبيق القانون الثاني لنيوتن على جسم يتحرك حركة دائرية منتظمة تجد أن:
قمركزية = كالجسم × تمركزي



فمثلاً إذا تحركت سيارة كتلتها (900) كغ على دوار نصف قطره (20) م بسرعة (5) م/ث، فإن قوة الاحتكاك السكوني بين العجلات والأرض تحسب كما يأتي:



ويمكننا أيضاً حساب معامل الاحتكاك السكوني (م س) إذا كانت السيارة على وشك الانزلاق من العلاقة ق س = م س ر
ولحساب رد الفعل ، ننظر إلى المحور الرأسي حيث لا يوجد إلا قوتان فقط ( ر ، ك جـ) وبما أن التسارع الرأسي صفراً
\ ر = ك جـ = 9000 نيوتن؛


ولعلك لاحظت أنه في غياب الاحتكاك ( عند وجود جليد على الأرض مثلاً) فإن السيارة تعجز عن الدوران.

مثال(4-5)