تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو السؤال: تحديد اتجاهات القوى المؤثرة على القمر الصناعي الفيزياء

يدور قمر صناعي حول الأرض بسرعة ثابتة، ويتحرك في مدار دائري حول الأرض. أي من الأشكال الآتية يوضح بشكل صحيح القوى المؤثرة على القمر الصناعي؛ حيث القوى موضحة بالأسهم السوداء؟ القمر الصناعي خارج الغلاف الجوي للأرض بشكل كلي، وليس له محرك. أ: الشكل أ، ب: الشكل ب، ج: الشكل ج، د: الشكل د، هـ: الشكل هـ

٠٣:٥٨

‏نسخة الفيديو النصية

يدور قمر صناعي حول الأرض بسرعة ثابتة، ويتحرك في مدار دائري حول الأرض. أي من الأشكال الآتية يوضح بشكل صحيح القوى المؤثرة على القمر الصناعي؛ حيث القوى موضحة بالأسهم السوداء؟ القمر الصناعي خارج الغلاف الجوي للأرض بشكل كلي، وليس له محرك. هل هو الخيار أ، أم ب، أم ج، أم د، أم هـ؟

للإجابة عن هذا السؤال، علينا تحديد الشكل الذي يوضح توضيحًا صحيحًا القوى المؤثرة على القمر الصناعي الذي يدور حول الأرض.

لنبدأ بالتركيز على بعض العبارات الواردة في السؤال. نحن نعلم أن القمر الصناعي يقع بأكمله خارج الغلاف الجوي للأرض. هذا يعني أن القمر الصناعي ليس على اتصال بأي جسم يمكن أن يؤثر عليه بقوة احتكاك مثل الغلاف الجوي. دائمًا ما تقاوم قوة الاحتكاك حركة الجسم. إذن، في هذه الحالة، سيكون تأثيرها في الاتجاه المعاكس لاتجاه سرعة القمر الصناعي كما هو موضح. كما نعلم أيضًا أن القمر الصناعي ليس له محرك. والمحرك سيؤثر بقوة أمامية على القمر الصناعي في اتجاه سرعته على هذا النحو. وبما أنه لا يوجد احتكاك أو محرك، فإننا نعلم أن الشكل الصحيح لا يجب أن يوضح أيًّا من هاتين القوتين. إذن، يمكننا استبعاد الخيارين ج، هـ مباشرة.

لكن لا بد من وجود نوع من القوى المؤثرة على القمر الصناعي، وإلا فلن يتحرك في مدار دائري حول الأرض. ولفهم سبب ذلك، يمكننا التفكير في قانون نيوتن الأول للحركة، الذي ينص على أن حركة الجسم، ومن ثم سرعته، تتغير فقط إذا كانت هناك قوة محصلة تؤثر على الجسم. تذكر أن السرعة المتجهة تشير إلى كل من سرعة الجسم واتجاهه. إذا لم توجد قوة محصلة تؤثر على القمر الصناعي، فسيتحرك بسرعة ثابتة وفي اتجاه ثابت. وهذا يعني أن القمر الصناعي يتحرك في خط مستقيم تمامًا في الفضاء.

لكن هذا لا يحدث. حيث يتغير اتجاه حركة القمر الصناعي باستمرار، وهو ما يبقيه في مسار دائري حول الأرض. وبما أن اتجاه القمر الصناعي يتغير، فلا بد من أن تتغير سرعته المتجهة رغم أن سرعته القياسية ثابتة. وبما أن سرعة القمر الصناعي المتجهة تتغير، فلا بد من أن تكون هناك قوة محصلة تؤثر على القمر الصناعي. هذه القوة المحصلة ناتجة عن وزن القمر الصناعي. الوزن هو القوة التي تسحب الأجسام نحو مركز الأرض بفعل الجاذبية الأرضية. ويمكننا تمثيل الوزن بسهم على هذا النحو. لا توجد قوى أخرى تؤثر على القمر الصناعي. ونلاحظ أن هذا يطابق الخيار ب، الذي يجب أن يمثل الإجابة الصحيحة لهذا السؤال.

من الجدير بالذكر أنه على الرغم من أننا توصلنا إلى الإجابة الصحيحة بالتفكير في القوى المؤثرة على القمر الصناعي والقوى غير المؤثرة عليه، فقد كان بإمكاننا استخدام قانون نيوتن الأول لحل هذه المسألة مباشرة. لقد ذكرنا سابقًا أن قانون نيوتن الأول يخبرنا أنه لا بد من وجود قوة محصلة تؤثر على القمر الصناعي. حسنًا، الشكل ب هو الوحيد الذي يوضح ذلك. في الخيارات أ، ج، د، هـ، نلاحظ أنه لا توجد قوة محصلة تؤثر على القمر الصناعي. ففي الخيار أ، لا توجد قوى مؤثرة على القمر الصناعي على الإطلاق. وفي الخيارات ج، د، هـ، تكون القوى المؤثرة بالفعل متوازنة؛ ومن ثم فإن محصلة القوى تساوي صفرًا دائمًا. حتى إذا لم نكن نعرف أي معلومات أخرى عن الموقف، أو أي نوع من القوى تؤثر على القمر الصناعي، فقد كان بإمكاننا استخدام هذه القاعدة البسيطة لمعرفة أن الخيار ب هو الإجابة الصحيحة.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.