افتح القائمة الرئيسية

رقاص بسيط

ما هي كتله البندول التي تؤثر على الزمن الدوري

تصغير|يسار|البندول البسيط ، الصورة المصغرة بالأعلى توضح أن كرة الرقاص تقطع دورة كاملة بالذهاب والإياب الرقاص البسيط[1][2] هو كل جسم معلق بِمِحْوَرٍ أفقي، ويستطيع التحرك ذهاباً وإياباً مارَّاً بموضع استقرارهِ (يتذبذب حولَ موضعِ استقرارهِ). مثال على ذلك أرجوحة الأطفال[3].

محتويات

تاريخياًعدل

أول من درس حركة الرقاص هو العالم الإيطالي (غاليلو غاليلي 15 فبراير 1564 - 8 يناير 1642)[4]، من خلال ملاحظته لاهتزاز إحدى الثريات في كاتدرائية بيزا، حيث استخدم نبض يده لحساب زمن هزة الثريا، باعتبار أن معدل تردد الضربات ثابت، فلاحظَ أن زمن الهزة متساوٍ مهما كانت سعة تلك الهزة.فاقترح استعمال الرقاص لقياس نبض المرضى.

الرقاص البسيطعدل

الرقاص البسيط (Simple pendulum) المستعمل في مختبرات الفيزياء، عبارة عن كرة صغيرة من الحديد أو النحاس أو الخشب أو أية مادة أخرى، معلقة بخيط رفيع كتلته صغيرة جداً، بحيث يمكن إهمالها في حل مسائل الفيزياء[5].

 
رسم توضيحي يبين طريقة عمل الرقاص في الساعة الجدارية.

طول الرقاصعدل

يحسب طول الرقاص بقياس البعد بين مركز ثقل كرته ونقطة التعليق (المحور)[6].

موضع الاستقرارعدل

هو الموضع الذي تكون فيه الكرة ساكنة، في حال لم تؤثر عليها قوة خارجية، كالهواء أو يد الإنسان، أو قوة ميكانيكية، أو أية قوة أخرى، فتغير من حالتها الحركية.

إزاحة كرة الرقاصعدل

إزاحة كرة الرقاص في ثانية محددة، هي طول الخط المستقيم الواصل بين مركز كرة الرقاص وموضع استقرارها، في تلك الثانية.

سعة هزة الرقاصعدل

هي أعظم إزاحة يمكن لكرة الرقاص أن تقطعها، بعيداً عن موضع استقرارها.

هزة الرقاصعدل

هزة الرقاص ، هي كل حركة ذهاب وإياب من وإلى نفس نقطة الانطلاق (بداية الحركة)، مروراً بموضع الاستقرار.

مدة هزة الرقاصعدل

مدة هزة الرقاص أو الزمن الدوري، هي الزمن الذي تستغرقه كرة الرقاص لإكمال الهزة الواحدة.و العوامل المؤثرة على مدة هزة الرقاص هي[7]:

  • كتلة كرة الرقاص : كلما زادت كتلة كرة الرقاص ، قلت مقاومة الهواء لها.حيث أن مقاومة الهواء على كرة من الخشب تكون أكبر مما لو كانت الكرة من الرصاص. أما لو وضع الرقاص في ناقوس مفرغ من الهواء (بالإنجليزية: Vacuum Bell Jar)، فلا تأثير عندئذ لكتلة الكرة على مدة الهزة.
 
ناقوس مفرغ من الهواء

تردد اهتزاز الرقاصعدل

تردد اهتزاز الرقاص ، هو (عدد الهزات) التي تحصل خلال ثانية واحدة.

معادلة الرقاصعدل

للرقاص معادلة خاصة، من خلالها يمكن حساب طول الرقاص أو زمن الهزة الواحدة، وذلك عندما يكون أحدهما معلوماً. فإذا رمزنا لطول الرقاص بالحرف L ومدة هزة الرقاص T والتعجيل الأرضي G ، فإن المعادلة تكون كالآتي:

T=2π√L/G

مصادرعدل

  1. ^ معجم الوسيط
  2. ^ معجم الرائد
  3. ^ كتاب الفيزياء العصرية، للصفوف الخامسة العلمية، تأليف: ناجي عبد الصاحب، الطبعة الثامنة، 1979، ص 155
  4. ^ غاليليو غاليلي
  5. ^ Simple Pendulum[وصلة مكسورة] نسخة محفوظة 23 فبراير 2014 على موقع واي باك مشين.
  6. ^ معادلة البندول نسخة محفوظة 29 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.
  7. ^ كتاب الفيزياء العصرية، للصفوف الخامسة العلمية، تأليف: ناجي عبد الصاحب، الطبعة الثامنة، 1979، ص 156