عند استبدال عجلات الدراجات بعجلات ذات قطر أصغر ، خلال نفس المسافة والوقت؟ ، يحدث تغيير خطير يتناسب مع نصف قطر العجلات ، وهو أحد دروس الفيزياء المهمة جدًا التي تُعطى للطلاب في المراحل المتقدمة من الدراسة في لتعريفهم بمفهومي التردد والسرعة الزاوية.
ما هو مفهوم التردد؟
يُعرّف التردد في العلوم الفيزيائية بأنه عدد الموجات التي تمر عبر نقطة معينة في وقت واحد ، حيث يتم تعريفه على أنه عدد المرات التي يدور فيها جسم معين حول محوره ، أو عدد المرات التي يكرر فيها الجسم حركة ثابتة خلال فترة زمنية محددة. يتبع ذلك حركة دورانية عندما يقوم الجسم بإجراء نفس التغييرات بدءًا من نقطة معينة ثم يعود إلى تلك النقطة ، ويكرر هذه العملية عدة مرات خلال فترات زمنية محددة ، حيث يتم تعريف الدورة على أنها الوقت الذي يتحرك فيه الجسم من نقطة البداية والعودة إليها مرة أخرى إذا كان الوقت الذي يستغرقه الجسم لإكمال دورته بالكامل هو 20 ثانية ، فإن التردد يكون مقلوبًا لوقت الدورة ، أو يكون 1/20 دورة في الثانية ، أي 0.05 دورة لكل ثانية ثانيا. الدوران مع نصف القطر في مرة واحدة أو كل ثانية ، ويتم قياس التردد الزاوي بالراديان (وهي وحدة قياس الزاوية) في الثانية.[1]
السرعة الخطية لنقطة على طرف مروحة نصف قطرها 0.3 م
عند استبدال عجلات الدراجات بعجلات ذات قطر أصغر ، خلال نفس المسافة ، والوقت
عند استبدال عجلات الدراجات بعجلات ذات قطر أصغر ، خلال نفس المسافة والوقت ، فإن الإجابة هي أن السرعة الزاوية تزداد ويزداد عدد الدورات ، ويتم تقديم الخيارات التالية:
- تنخفض سرعته الزاوية ويزداد عدد الثورات
- تزداد سرعته الزاوية ويزداد عدد الثورات
- تنخفض سرعته الزاوية ويقل عدد الثورات
تم اختيار الخيار السابق بناءً على تعريف السرعة الزاوية ، والتي تمثل الزاوية التي يدور بها الجسم خلال وقت واحد.
ما هو مفهوم السرعة الزاوية
السرعة الزاوية هي معدل الوقت الذي يستغرقه الجسم لإحداث ثورة كاملة حول مركزه ، أو مقدار الزاوية التي يصنعها الجسم بمحور ثابت خلال فترة واحدة ، ويتم تمثيل هذا الإزاحة بالزاوية θ بين خط مستقيم على جسم وخط مستقيم على المحور ، ويمكن اعتبار السرعة الزاوية شكلاً واحدًا من أشكال التردد. تُقاس الزوايا عادةً بوحدة الدرجات وتمثل كل ثورة 360 درجة ، وتُقاس السرعة الزاوية بعدد الدورات خلال فترة زمنية. الراديان ، أي كل نصف دورة في الثانية يساوي 180 درجة مئوية في الثانية ، وهو ما يعادل π / 60 راديان ، والتسارع الزاوي هو مقدار التغير في السرعة الزاوية خلال وقت واحد أو خلال ثانية واحدة.[2]
في الختام ، تمت الإجابة على سؤال عند استبدال عجلات الدراجات بعجلات ذات قطر أصغر ، خلال نفس المسافة والوقت ، ووجد أن الإجابة هي زيادة السرعة الزاوية وزيادة عدد الدورات ، ومفهوم التردد والمفهوم السرعة الزاوية.