ما المقصود بالحركة الدورانية في الفيزياء؟

تعرف الحركة الدورانية (بالإنجليزية: Rotational Motion) أيضًا باسم الحركة الزاوية (بالإنجليزية: Angular Motion)، وهي مفهوم أساسي في علم الفيزياء يصف حركة جسم ما أثناء دورانه حول محور ثابت، فعلى العكس من الحركة الانتقالية، حيث يتحرك جسم ما من نقطة إلى أخرى في خطٍ مستقيم، تتضمن الحركة الدورانية؛ الحركة الدائرية أو الحركة المنحنية لجسم ما حول نقطة مركزية ثابتة أو محور ثابت، وفيما يأتي توضيح لبعض المصطلحات والمفاهيم الأساسية المتعلقة بالحركة الدورانية في الفيزياء:[١][٢][٣]


محور الدوران

يعرف محور الدوران (بالإنجليزية: Axis of Rotation) بأنه النقطة أو الخط الثابت الذي يدور حوله الجسم، وهو يمثل النقطة المركزية التي تحدث حولها جميع الحركات الدورانية.


الإزاحة الزاوية

تقيس الإزاحة الزاوية (بالإنجليزية: Angular Displacement) التغير في الموضع الزاوي للجسم أثناء تحركه حول محور الدوران الثابت، علمًا بأن الإزاحة الزاوي تُقاس عادةً بوحدة الراديان (rad) أو بالدرجات (°).


السرعة الزاوية

تقيس السرعة الزاوية (بالإنجليزية: Angular Velocity) والتي يرمز لها بالرمز (ω)؛ مقدار سرعة دوران الجسم، وهي عبارة عن معدل تغير الإزاحة الزاوية بالنسبة للزمن، ويتم قياسها عادةً بوحدة الراديان في الثانية (rad/s).


التسارع الزاوي

يقيس التسارع الزاوي (بالإنجليزية: Angular Acceleration) والذي يرمز له بالرمز (α) مقدار تغير السرعة الزاوية لجسمٍ ما، وهو عبارة عن معدل تغير السرعة الزاوية مع مرور الزمن، ويقاس التسارع الزاوي عادةً بوحدة الراديان في الثانية المربعة (rad/s²).


عزم القصور الذاتي

يعرف عزم القصور الذاتي (بالإنجليزية: Moment of Inertia) والذي يرمز له بالرمز (I)؛ بأنه خاصية للجسم تحدد مدى قدرته على مقاومة التغيرات في حركته الدورانية، علمًا بأن ذلك يعتمد على توزيع كتلة الجسم بالنسبة لمحور دورانه، مع الإشارة إلى أنه كلما ازداد عزم القصور الذاتي، كلما أصبح من الصعب تغيير السرعة الزاوية للجسم.


عزم الدوران

يعرف عزم الدوران (بالإنجليزية: Torque) والذي يرمز له بالرمز (τ) بأنه مقياس لمقدار القوة التي تؤثر على جسم ما وتؤدي إلى تدويره، وهو يمثل حاصل ضرب القوة المؤثرة على الجسم والمسافة من محور الدوران الذي تؤثر عليه القوة، ويتم قياس عزم الدوران في الفيزياء بوحدة النيوتن. متر (N·m) أو القدم. رطل (ft·lb).


الزخم الزاوي

يعرف الزخم الزاوي (بالإنجليزية: Angular Momentum) والذي يرمز له بالرمز (L) بأنه خاصية لجسم دوار يجمع بين سرعته الزاوية وعزم القصور الذاتي له، وهو كمية محفوظة في غياب عزم الدوران الخارجي، بنفس طريقة الحفاظ على الزخم الخطي في غياب القوى الخارجية.


الطاقة الحركية الدورانية

الطاقة الحركية الدورانية (بالإنجليزية: Rotational Kinetic Energy) هي الطاقة المرتبطة بدوران جسم ما، وهي تعتمد على كل من عزم القصور الذاتي والسرعة الزاوية للجسم، ويتم حسابها باستخدام العلاقة الرياضية الآتية: KE = (1/2)Iω².



المراجع

  1. ↑ "Dynamics Of Rotational Motion About A Fixed Axis", byjus, Retrieved 17/9/2023. Edited.
  2. ↑ "Concepts of Rotational Motion", geeksforgeeks, Retrieved 17/9/2023. Edited.
  3. ↑ "Basic Concepts of Rotational Motion", unacademy, Retrieved 17/9/2023. Edited.