دروس الميكانيك للسنة الثالثة إعدادي

الحركة و السكون
Le mouvement et l’immobilité

      مقدمــــة:
الميكانيك علم من علوم الفيزياء يهتم  بدراسة حركة الأجسام. و هذه الدراسة يمكن أن تكون إما دراسة :

• حركية: Cinématique  وهي دراسة حركة الأجسام دون الاهتمام بالسبب الذي أدى إلى حركتها.
• تحريكية  :Dynamique   وهي دراسة حركة الأجسام مع إدراج جميع الأشياء المؤثرة فيه . 

فما مفهوم الحركة؟ وماهي أنواعها؟

I- مفهوم الحركة:
1- نسبية الحركة والسكون:

       نشاط:
           نعتبر حافلة للنقل العمومي تنطلق من محطة الوقوف حيث خالد و السائق جالسان في مقعدهما،  

بينما مريم تنتقل داخل الحافلة تبحث عن مقعدها، أما محمد فهو واقف على قارعة الطريق  يودع أمه مريم.
     ملاحظة 

• يعتبر السائق في حالة حركة بالنسبة لمحمد لأنه يبتعد

 عنه، و لكنه يعتبر في حالة سكون بالنسبة خالد لأن
 المسافة بينهما لا تتغير.

• إذن يجب أن نحدد جسما آخر لوصف حركة أو سكون

جسم ما.في المثال أعلاه اعتمدنا على جسمين لوصف
 الحركة و هما محمد وخالد.
       استنتاج:
      يتطلب وصف حركة أو سكون جسم ما اختيار جسم آخر يسمى المرجع  Référentielأو الجسم المرجي corps de reference .
 إذا كان جسم ينتقل ويغير موضعه بالنسبة للجسم المرجعي نقول: إنه في حركة .
 مثلا : السائق في حالة سكون بالنسبة للجسم المرجعي السيارة، ولكنه في حالة حركة بالنسبة للجسم المرجعي الأرض .

        ملحوظة

• إن مفهومي السكون والحركة نسبيان بحيث يتعلقان بالجسم المرجعي .
• نختار كجسم مرجعي مجموعات يمكن اعتبارها غير قابلة للتشويه . 

 2- المسار      :Trajectoire

    مسار نقطة متحركة: هو الخط المستمر المتكون من مجموعة المواضع التي تحتلها هذه النقطة أثناء حركتها.
    يتعلق شكل مسار نقطة متحركة حسب الملاحظ . بحيث يمكن أن يكون :

=> خطا مستقيما : مسار مستقيمي Rectiligne.

=> خطا منحنيا : مسار منحني Curviligne.
=> خطا دائريا : مسار دائري Circulaire.

      ملحوظة
  المسار مفهوم نسبي مثل الحركة.

II- نوعا الحركة

  نميز بين نوعين من الحركة :

1- حركة إزاحة  Mouvement Translation :

  خلال حركة الإزاحة لجسم تبقى القطعة [AB] التي تصل النقطتين A و B من الجسم موازية لحالتها الأولى طيلة مدة الانتقال .

              

 

[AB]// [A’B’]//[A’’B’’]      و     AB =A’B’ =A’’B’’

    ملحوظة

     إذا كان مسار إحدى نقط الجسم المتحرك مستقيما فإن الحركة تسمى حركة إزاحة مستقيمية .

     إذا كان مسار إحدى نقط الجسم المتحرك دائريا فإن الحركة تسمى حركة إزاحة دائرية .

     إذا كان مسار إحدى نقط الجسم المتحرك منحنيا فإن الحركة تسمى حركة إزاحة منحنية .

2- حركة دوران Mouvement Rotation

  يكون جسم في دوران حول محور ثابت إذا كان لجميع نقطه مسار دائري ممركز حول هذا المحور.
مثال: حركة عقاب الساعة.

 

السرعة المتوسطة – أنواع الحركة
Vitesse moyenne – type de mouvement

  I- مفهوم السرعة المتوسطة:

      السرعة المتوسطة (Vm ) لمتحرك: هي خارج قسمة المسافة المقطوعة (d ) على المدة المستغرقة( t ) ونعبر عنها بالعلاقة:

 

 

وحدات السرعة:
        الوحدة العالمية للسرعة هي المتر على الثانية:m/s ) أو ms-1 )
        نعبر أيضا عن السرعة المتوسطة بـ : Km/h بحيث  :
                                                                                                                    1 Km/s = 1/3.6 m/s
ملحوظة
   السرعة اللحظية هي: سرعة المتحرك في لحظة معينة (يقيس مسراع السيارة والرادار السرعة اللحظية للسيارة).

تطبيـــــق:
     انطلقت سيارة من مدينة تنغير على الساعة الثامنة صباحا متوجهة  إلى قلعة مكونة حيث وصلت على الساعة التاسعة و نصف. علما أن المسافة بين قلعة مكونة وتنغير هي 75km .
    احسب السرعة المتوسطة لهذه السيارة.بـ  m/s ثم  بـ  km/h .

II- أخطار السرعة و السلامية الطرقية:

1- أخطار السرعة:

        تعود أغلب حوادث السير المسجلة في المغرب إلى الإفراط في السرعة،وعدم الانتباه و تهور السائقين أو عدم اتخاذ الحذر ، واحترام قوانين السير.وتتجلى أخطار السرعة في عدم تحكم السائق في مسافة توقف سيارته أثناء الفرملة في حالة وجود خطر مباغث.

2- مسافة التوقف و العوامل المؤثرة عليها:

مسافة التوقف Distance d’arrêt :هي المسافة المقطوعة من طرف السيارة من لحظة رؤية السائق للخطر إلى لحظة توقف السيارة ونرمز لها ب DA   و لدينا:         DA = DR + DF

 

حيث:

• DR : هي مسافة رد الفعل أو الإستجابة Distance de réaction وهي المسافة المقطوعة من لحظة رؤية السائق للخطر إلى لحظة بداية الفرملة.
• DF :هي مسافة الفرملة او الكبح Distance de freinage وهي المسافة المقطوعة من لحظة بداية الفرملة إلى توقف السيارة.

  

  ملحوظة:
          تتعلق مسافة التوقف بعدة عوامل أهما:سرعة السيرة ، حالة السائق و مدى انتباهه ، حالة الطريق  (جافة أو مبللة )، حالة العجلات و الفرامل ، الظروف الجوية ( ضباب – أمطار – رياح .....)....

3- بعض قواعد السلامة الطرقية:

       احترام علامات المرور ، استعمال حزام السلام ، استعمال الخودة الواقية عند سياقة الدراجة النارية ، مراقة الحالة الميكانيكية للسيارة خاصة العجلات و الفرامل ، عدم السياقة في حالة تماول الأدوية ، أو مواد مؤثرة على التركيز ، أو عند الإحساس بالتعب أو النوم.
        تطبيــــــــق:
بينما تسير سيارة بسرعة ثابتة V=90km/h لمح سائقها على بعد 80m حاجزا في الطريق.
              علما أن مدة رد فعل السائق هي ثانية واحدة،و أن مسافة الفرملة هي 50m .
حدد معللا جوابك ما إذا كانت السيارة ستصطدم بالحاجز.

II- طبيعة الحركة:

   تختلف طبيعة الحركة حسب السرعة والمسافات المقطوعة خلال نفس المدة الزمنية.

1- الحركــة المنتظمـــــة  Mouvement Uniforme :

       أثناء الحركة المنتظمة تكون السرعة ثابتة أي أن المسافات المقطوعة خلال نفس المدة الزمنية متساوية.

2- الحركــة المتسارعــــة Accélérée :
         أثناء الحركة المتسارعة تتزايد سرعة الجسم المتحرك ،أي أن  المسافات المقطوعة خلال نفس المدة الزمنية تتزايد.

3- الحركــة المتباطئــــة  Retardée :

          أثناء الحركة المتباطئة تتناقص سرعة الجسم المتحرك، أي أن  المسافات المقطوعة خلال نفس المدة الزمنية تتناقص.

 

     تطبيــــق:    
         أثناء حركة سيارة في طريق مستقيمي  قمنا بتتبع سرعتها و ذلك بتسجيل مواضع السيارة خلال مدد زمنية متتالية ومتساوية t=1.5s فحصلنا على التسجيل التالي:

1. ما نوع مسار السيارة و ما نوع حركتها؟
2. ما طبيعة حركة السيارة؟
3. علما أن المسافة بين الموضع A4 و A1 هي 10m أحسب السرعة المتوسطة للسيارة بين الموضعين.

التأثيرات الميكانيكية - القوى
Les actions mécaniques - Forces

مقدمـــــــة :
جميع الأجسام التي تحيط  بنا تخضع لتاثيرات ميكانيكية أو ما يسمى بالقوى من طرف جسم أو أجسام أخرى .

        فما أصناف هذه التأثيرات الميكانيكية و ما مفعولها على الأجسام؟

I -  مفعول التاثيرات الميكانيكية :

1- أمثلة و ملاحظات:

أمثلة:	ملاحظات
ينفذ اللاعب ضربة جزاء	القدم تحرك الكرة
تأثير المغناطيس على المفتاح	المغناطيس يحرك المفتاح
تأثير اللاعب على الزانة	اليد تشوه الزانة
تأثير الخيط على الثريا	الخيط يمنع الثريا من السقوط
تأثير المضرب على الكرة	المضرب يغير اتجاه الكرة

 -2 استنتاج  :
يتبين من خلال الأمثلة أن:
هناك جسم يطبق التأثير يسمى الجسم المؤثر و آخر يقع عليه التأثير يسمى الجسم المؤثر عليه.
كل تاثير ميكانيكي له مفعول معين.
يمكن لتأثير ميكانيكي مطبق على جسم أن :

• يحرك الجسم . 
• يغير حركة الجسم .
• يشوه الجسم .
• يساهم في الحفاظ عل توازنه.

مثال:  ينفذ اللاعب ضربة جزاء.
=> الجسم المؤثر : القدم.
=> الجسم المؤثر عليه : الكرة.
=> مفعول التأثير : تحريك الكرة
خلاصة:
للتأثير الميكانيكي المطبق على جسم ما مفعولان:
 مفعول تحريكي Effet dynamique   : يؤذي إلى تحريك الجسم أو تغيير منحى حركته.
 مفعول سكوني Effet statique : يؤذي إلى تشويه شكل الجسم أو المساهمة في المحافظة على توازنه.
II - أصناف التأثيرات الميكانيكية
تصنف التأثيرات الميكانيكية إلى نوعين:
1- تأثيرات التماس Action de contact
 تحدث هذه التأثيرات عندما يكون الجسم المؤثر في تماس مع الجسم المؤثر عليه.

    ملحوظة
 تكون تأثيرات التماس إما :
 تأثيرات تماس مموضعةAction localisée  : إذا تم التماس بين المؤثر والمؤثر عليه في مساحة صغيرة جدا يمكن اعتبارها نقطة.
 أوتأثيرات تماس موزعة Action  répartie  : إذا تم التماس في مساحة كبيرة يمكن اعتبارها نقط متعددة.
       أمثلة:
تأثير الطاولة على العلبة هو تأثير تماس موزع
تأثير الخيط على الثريا هو تأثير تماس مموضع
  
2-  تأثيرات عن بعد:
تحدث هذه التأثيرات عندما يكون الجسم المؤثر والجسم المؤثر عليه غير متماسان.
مثال: تاثير المغناطيس على المسمار.
ملحوظة:                       
التأثيرات عن بعد هي تأثيرات موزعة.

II - جرد التأثيرات الميكانيكية :
 لجرد هذه التأثيرات يجب تتبع الخطوات التالية:

1- تحديد المجموعة المدروسة:
      المجموعة المدروسةsystème étudié  : هي ذلك الجسم أو الأجسام التي يتم دراسة التأثيرات المطبقة عليها.
2- جرد التأثيرات الميكانيكية :

   جرد التأثيرات الميكانيكية هو البحث عن جميع التأثيرات المطبقة على المجموعة المدروسة وذلك بإحصاء تأثيرات التماس والتأثيرات عن بعد.
     تطبيــــق:
   نريد البحث عن التاثيرات الميكانيكية المطبقة على  مسمار معلق بخيط يجذبه مغنطيس.

1- حدد المجموعة المدروسة؟
2- اجرد التأثيرات الميكانيكية المطبقة على المجموعة المدروسة ثم صنفها إلى تأثيرات تماس و تأثيرات عن بعد؟
الحــــــــل:
1- المجموعة المدروسة : }المسمار {
2- جرد القوى المطبقة على المسمار:
 تأثير الخيط على المسمار :  قوى التماس
 تأثير المغنطيس على المسمار : قوى عن بعد
 تأثير جاذبية الأرض (وزن المسمار) : قوى عن بعد
  توجد المجموعة المدروسة }المسمار {  تحت تأثير ثلاث قوى.