الجسم الذي يدور بمعدل ثابت يكون تسارعه الزاوي

الجسم الذي يدور بمعدل ثابت يكون تسارعه الزاوي. الإجابة الصحيحة هي : صفر، الجسم الذي يدور بمعدل ثابت يكون تسارعه الزاوي يساوي صفر.

الجسم الذي يدور بمعدل ثابت يكون تسارعه الزاوي

الحركة الدورانية هي نوع من الحركة حيث يدور جسم حول محور ثابت. يتميز هذا النوع من الحركة بسرعته الزاوية وتسارعه الزاوي. تشير السرعة الزاوية إلى معدل تغير موضع الجسم بالنسبة للزمن، بينما يشير التسارع الزاوي إلى معدل تغير السرعة الزاوية بالنسبة للزمن. في حالة الجسم الذي يدور بمعدل ثابت، يكون تسارعه الزاوي صفراً.

السرعة الزاوية والتسارع الزاوي:

تُقاس السرعة الزاوية بالراديان في الثانية (rad/s) وتمثل معدل تغير موضع الجسم. ويمكن حسابها من خلال المعادلة:

ω = dθ/dt

حيث:

ω هي السرعة الزاوية

θ هي الإزاحة الزاوية

t هو الزمن

أما التسارع الزاوي فيُقاس بالراديان في الثانية تربيع (rad/s²) ويمثل معدل تغير السرعة الزاوية. ويمكن حسابه من خلال المعادلة:

α = dω/dt

حيث:

α هو التسارع الزاوي

ω هي السرعة الزاوية

t هو الزمن

الجسم الذي يدور بمعدل ثابت:

إذا كان الجسم يدور بمعدل ثابت، فإن سرعته الزاوية تكون ثابتة، وبالتالي فإن تسارعه الزاوي يكون صفراً. وهذا يعني أن الجسم لا يغير اتجاهه أو سرعته الدورانية.

حالات الجسم الذي يدور بمعدل ثابت:

هناك حالتان أساسيتان للجسم الذي يدور بمعدل ثابت:

الحالة الأولى: يدور الجسم حول محور ثابت وسرعته الدورانية ثابتة. في هذه الحالة، يكون تسارع الجسم الزاوي صفراً.

الحالة الثانية: يدور الجسم حول محور متحرك وسرعته الدورانية ثابتة بالنسبة للمحور المتحرك. في هذه الحالة، فإن الجسم له تسارع زاوي غير صفري بالنسبة للإطار المرجعي الثابت، ولكنه يكون صفراً بالنسبة للإطار المرجعي المتحرك.

تطبيقات الجسم الذي يدور بمعدل ثابت:

تُستخدم الأجسام التي تدور بمعدل ثابت في العديد من التطبيقات، منها:

المراوح: تدور المراوح حول محور ثابت بسرعة زاوية ثابتة لتوليد تيار الهواء.

التوربينات: تدور التوربينات حول محور ثابت بسرعة زاوية ثابتة لتوليد الطاقة.

الجيروسكوبات: تستخدم الجيروسكوبات للأغراض الملاحية لأنها تحافظ على اتجاهها الثابت حتى عندما يتحرك الجسم الذي تحملها.

حركة الجسم حول مسار دائري:

عندما يتحرك الجسم حول مسار دائري بسرعة خطية ثابتة، فإنه يكون له تسارع مركزي موجه دائمًا نحو مركز الدائرة. ويمكن حساب هذا التسارع من خلال المعادلة:

a = v²/r

حيث:

a هو التسارع المركزي

v هي السرعة الخطية

r نصف قطر الدائرة

العزم والتسارع الزاوي:

العزم هو القوة التي تؤثر على الجسم حول محور معين. وترتبط بالعلاقة بالتسارع الزاوي من خلال المعادلة:

Iα = τ

حيث:

τ هو عزم القوة

I هو عزم القصور الذاتي للجسم

α هو التسارع الزاوي

الأجسام التي تدور بمعدل ثابت لها تسارع زاوي صفري. وهذا يعني أن سرعتهم الدورانية واتجاههم لا يتغيران مع مرور الوقت. تُستخدم الأجسام التي تدور بمعدل ثابت في العديد من التطبيقات، بما في ذلك المراوح والتوربينات والجيروسكوبات.