ملتقى الفيزيائيين العرب - هرب الأعضاء من المشاركة السابقة ...غير المتفيزق أسلوبه فبسط موضوع المقذوفات العامة...

يبدو أن العنوان الذي طرحته في المشاركة السابقة :

http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=32270

والذي يقول : في الميكانيكا التقليدية مكث المتفيزق دهرا في المفهوم الأول : الحركة في المحاور المختلفة...
يبدو أن هذا العنوان وربما الطرح كان سيئا أو ربما كان صعبا شيئا ما ... ولذا سأفرد بعض المواضيع السهلة هنا وأبدأ بشيء بسيط ... بالحركة في مستوى وبالتحديد حركة المقذوفات ...

إن حركة المقذوفات كما نعلم حركة في بعدين ... حركة على المحور السيني وأخرى على الصادي ... الحركة الأولى عديمة التسارع لأنه لا جاذبية ولا احتكاك أو مقاومات أو ما إلى ذلك... والمحور الثاني الرأسي فيه تسارع الجاذبية... هذا ما ندرسه عادة ...
ولكن دعنا نفكر في عدة أمور ...
كيف ترى الأمر لو ألقى ولد زجاجة من نافذة السيارة ؟؟؟ أعلم أنك سترى الأمر مهولا لأن الزجاجة سوف تتكسر قطعا وشظايا تؤذي الناس وأن هذا العمل يدل على عدم الانضباط ربما للأهل قبل الطفل !!! طبعا أنا لا أسأل عن هذا ... هههه...أنا أسأل عن طريقة حل الموضوع ...
إذن جسم يلقى من سيارة تتحرك للأمام والجسم يلقى للأمام أيضا ... كيف تتصور الحركة على المحورين ؟؟؟ الأمر بسيط ... بالنسبة للمحور الرأسي هل تغير ؟ لا لم يتغير شيء ... لا زالت الجاذبية تؤدي عملها على أكمل وجه ... ولن يلبث الحجر أو الزجاجة أو نحوهما أن ينزل على الأرض ويتدحرج حتى يقف ... أما بالنسبة للحركة على المحور الأفقي فإن فيها اختلافا ... لأن الجسم قذف بسرعة ما ولتكن c بالنسبة للسيارة والسيارة هي الأخرى متحركة بالنسبة للارض بسرعة v فتصبح سرعة الحجر على الارض هي سرعة السيارة وسرعة قذف الحجر أو الزجاجة أو أيا كان... وعلى ذلك نتخيل أن يقطع الجسم مسافة أكبر على المحور الافقي يعني سوف يتسع المنحنى الممثل لمسار المقذوفة... ألا ترى أنه سهل ؟؟؟
ولو رحت تعبر عن موقع الجسم في أي لحظة فسوف ترى أن:
موقع الجسم بالنسبة للمحور الأفقي: x = xo + vo.t + ct
موقع الجسم بالنسبة للمحور العمودي : y = yo -1/2gt2 وذلك لأن الجسم يبدأ بالهبوط فور انفصاله من يدك...
ولو كان المقذوف معاكسا لحركة السيارة فإننا نغير الإشارة ... ولو كان متحركا بتسارع فإننا نأخذه في الحسبان ...
طيب ماذا لو كان قذف الحجر إلى أعلى بنفس السرعة ؟؟؟
في هذه الحالة فإن المقذوف يصبح عموديا لكنه يتحرك للأمام بسبب حركة السيارة ... يعني الحجر عندما انفلت من يدك مثلا فإنه يبدأ حركته للأمام من مفهوم القصور الذاتي لأنه يكتسب سرعة ا لسيارة للأمام ولكنه في نفس الوقت يتحرك لأعلى وسوف يعطي منحنى يشبه هذا الذي رسمناه في المسالة البسيطة ... يشبهه تماما... وفي هذه الحالة يكون لدينا :
موقع الجسم بالنسبة للمحور الأفقي في أي لحظة: x = xo + ct
موقع الجسم بالنسبة للمحور العمودي : y = yo +vt -1/2gt2

وتأتي المسالة المتوقعة التالية : ماذا لو كان قذف الجسم بزاوية ؟؟؟ ليس صعبا ... سوف نطبق نفس القوانين لكن في هذه الحالة سوف تزداد سرعته السينية كما تزداد سرعته الصادية الابتدائية ... ببساطة نحلل السرعة لمركبتين تضاف الأفقية لسرعة السيارة أو تطرح منها حسب الاتجاه ... وتعتبر المركبة العمودية هي السرعة الابتدائية للحركة لأعلى ... ولو رحنا نتتبع المسار لوجدناه أيضا منحنى مقلوبا لأسفل ...

وثم سؤال أخير في هذه المشاركة ... ماذا لو كان الجسم المقذوف من السيارة يقذف من الشباك إلى جانب الطريق ؟؟؟ يعني الطفل في مثالنا يقذف الزجاجة بيده للخارج (لنقل في اتجاه عمودي على الحركة)... بالتأكيد اصبح الامر سهلا الان ... سوف تتوقع (وسيكون توقعك صحيحا ) بأن الجسم سوف يكتسب سرعة السيارة فيتحرك للأمام ولكنه سيضطر للحركة إلى الجانب بسبب قذفه للخارج ... وسوف ينزل رويدا رويدا بسبب الجاذبية... هذا صحيح تماما ... وسوف يبدو المسار كحركة نقطة لها مركبة حركة للأمام واليمين مثلا والأسفل وبذلك سيبنى مسارا منحنيا لأسفل ولكنه ليس في اتجاه الحركة للأمام ولا لليمين لكن بينهما ...
وللتعبير عنه رياضيا سوف نجد أن لدينا في الواقع ثلاثة أبعاد للحركة... المحور للأمام (س) فيه سرعة ثابتة والمحوران (ص، ع) إلى اليمين والأسفل نجد فيهما أن السرعة ثابتة على المحور ص وأنها تبدأ من الصفر وتزداد للأسفل بسبب الجاذبية على المحور ع ... وليس عسيرا عليك أن تكتب المعادلات الثلاث الخاصة بالحركة ... حاول ... اكتبها وحل المسألة بنفسك...

لن أنسى أن أنبهك قبل توديعك أن تفكر أيضا فيما لو قذف الجسم بزاوية نحو اليمين مثلا ... ولن أنسى أيضا أن أطلب منك التفكير في مسألة اعتبار المقاومة في الحركة وكيف تقلص شكل المسار المنحني ...
أكتفي بهذا القدر هنا حول المقذوفات لتعلم أن الأمر عندما يدرس في الميكانيكا الكلاسيكية أو التقليدية يكون جميلا إن أنت نظرت إليه بشمولية وعمق ... وفي الواقع فإنه يبدو سهلا وخفيفا... ما رأيك ؟؟؟