الفرق بين التسارع المماسي والتسارع المركزي
الفرق بين التسارع المماسي والتسارع المركزي
نذكر من أبرز الفروقات بين التسارع المماسي والتسارع المركزي ما يأتي:
- التسارع المماسي هو معدل تغير سرعة جسيم يدور في مدار دائري، ويحدث التسارع المماسي إذا كان الجسم يتحرك في مسار دائري، وتتشابه العجلة المماسية والعجلة الخطية، ولكنها تختلف عن العجلة الخطية المستقيمة، حيث يتسارع الجسم خطيًا إذا كان يسير في مسار مستقيم، وهناك حالات للتسارع المماسي، وهي:
- أكبر من صفر: عندما يسارع الجسم بالحركة، أي يزداد مقدار متجه السرعة بمرور الوقت.
- أقل من صفر: عندما يبطئ الجسم أو يبطئ حركته، أي أن حجم متجه السرعة يتناقص بمرور الوقت.
- يساوي صفر: عندما يكون للجسم حركة موحدة، فإن مقدار متجه السرعة يظل ثابتًا.
- التسارع المركزي هو تسارع الجسم الذي يجتاز مسارًا دائريًا، ونظرًا لأن السرعة عبارة عن كمية متجهة (أي لها مقدار وسرعة واتجاه)، فعندما يتحرك الجسم في مسار دائري، يتغير اتجاهه باستمرار وبالتالي تتغير سرعته، مما ينتج عنه تسارع يسمى التسارع المركزي ، وتسمى القوة التي تسبب هذا التسارع بقوة الجاذبية.
- التسارع المماسي والجذب المركزي هما مكونان من مكونات تسارع الجسيم في حركة دائرية.
- التسارع المماسي هو معدل تغير السرعة المماسية، ويكون دائمًا مماسيًا للمسار الدائري، وعاديًا لمتجه نصف القطر .
- يتم توجيه عجلة الجاذبية المركزية نحو مركز الدائرة، ويكون التسارع هذا هو العامل الرئيسي الذي يحافظ على الجسيم في المسار الدائري.
قوة الجاذبية المركزية
قوة الجاذبية المركزية هي القوة المؤثرة على جسم في حركة منحنية الخطوط موجهة نحو محور الدوران أو مركز الانحناء، وتقاس بوحدة نيوتن ، حيث يتم توجيه قوة الجاذبية دائمًا بشكل عمودي على اتجاه إزاحة الجسم، باستخدام قانون نيوتن الثاني للحركة، كما أن قوة الجاذبية المركزية لجسم يتحرك في مسار دائري تعمل دائمًا باتجاه مركز الدائرة.
أمثلة على قوة الجاذبية المركزية
هناك أمثلة عديدة على قوة الجاذبية المركزية، منها:
- لف كرة على خيط أو تدوير حبل: قوة الشد على الحبل تسحب الجسم نحو المركز.
- انعطاف السيارة: يتم توفير قوة الجاذبية من خلال قوة الاحتكاك بين الأرض والعجلات على الطريق.
- المرور بحلقة على قطار أفعواني: يتم تغيير القوة بواسطة القوة العمودية، حيث يدفعك المقعد أو الجدار نحو المركز.
- دوران الكواكب حول الشمس : يتم توفير قوة الجاذبية من خلال الجاذبية الشمسية.
السرعة المماسية
السرعة المماسية هي السرعة الخطية لأي جسم يتحرك في مسار دائري، أي تحرك نقطة على الحافة الخارجية للدائرة في دورة كاملة واحدة من نقطة قريبة من المركز، فعندما يتحرك الجسم في مسار دائري على مسافة معينة من المركز، يتم توجيه سرعة الجسم بشكل مماسي في أي لحظة، وتعرف بالسرعة المماسية، بمعنى آخر، السرعة الخطية هي سرعتها المماسية في أي لحظة.