المرجع الموثوق للقارئ العربي

حركة البندول البسيط

كتابة : رنا صلاح الدين

حركة البندول البسيط ، هو درس من الدورس التي تتطرق لها مادة العلوم في إحدى مراحل التعليم في مناهج المملكة العربية السعودية، فقد نجد أن حركة البندول هي حركة تشبه بعض الأشياء التي نستخدمها في الحياة اليومية، فمنها على سبيل المثال حركة أُرجوحة الأطفال وكذلك حركة بندول الساعة، وسيتناول موقع المرجع الحديث عن حركة البندول البسيط، وأيضًا أهم المفاهيم العلمية المتعلقة به.

تعريف البندول البسيط

البندول البسيط (بالإنجليزية Simple pendulum ): وهو جسم معلق من نقطة ثابتة بشكل عمودى بخيط رفيع مهمل الكتلة وغير مرن أو قابل للتمدد يتحرك هذا الجسم بحرية حول موضع استقراره ذهابًا وإيابًا في فترة زمنية معينة، بحيث تكون نقطة بداية حركتُه هي نفس موضع السكون له ويتم ذلك خلال فترةزمنية محددة، وبمجرد إهمال قوة الاحتكاك بين الخيط المعلق منه البندول ونقطة التعليق نفسها يعود الجسم إلى موضع الاتزان أو السكون.[1]

حركة البندول البسيط

بعد أن تم التعرف على مفهوم البندول البسيط وإلقاء الضوء على بعض الأمثلة الموجودة في الحياة اليومية والتي تعبر عن حركتُه يأتي دور التعرف على حركة البندول البسيط ومعرفة ما هو نوع هذه الحركة وإلحاقًا بهذا تكون الإجابة عن هذا السؤال هي:

  • حركة توافقية بسيطة(دورية)، وهي التي يتحرك فيها الجسم حول موضع استقراره في فترة زمنية ثابتة ومنتظمة.

شاهد أيضًا: طاقة الكرة المتحركة هي

تعريف التوافقية البسيطة( الدورية)

تُعرف الحركة الدورية بأنها هي الحركة التي يعود فيها الجسم إلى موضع تحركه الأصلي خلال فترة زمنية ثابتة، وبالنظر إلى الحياة اليومية نجد أنه يوجد العديد من الأمثلة على الحركة الدورية فمنها على سبيل المثال، حركة دوران الأرض حول الشمس، حيث تعود الأرض إلى موضع محدد كل فترة زمنية محددة ويفسر ذلك تعاقب الفصول الأربعة في كل عام، كذلك حركة القمر حول الأرض فنجد أنه يعود إلى الأرض والتي تعتبر بمثابة موضع تحركه الأصلي خلال فترة زمنية محددة وغيرها من الأمثلة التي توجد على الحركة الدورية.

قانون الزمن الدوري للبندول البسيط

بعد أن تم عرض ماهية البندول البسيط وكذلك سرد تعريف الحركة التوافقية البسيطة يأتي دور التعرف على قانون الزمن الدوري للبندول، وتحقيقًا لذلك نجد أنه عند إزاحة الجسم من موضع سكونه في اتجاه معين فإنه يكون تحت تأثير قوتين وهما قوة جذب الأرض للثقل وقوة شد الخيط المربوط به وفي عكس اتجاه الحركة توجد قوة الاستعادة له، ونتيجة لذلك نجد أن الزمن الدوري للبندول البسيط تتوقف على الجذر التربيعي لطول الخيط المعلق به البندول وأنه لا يعتمد على ثقل الجسم المعلق كما كان يعتقد البعض، وكذلك نجد أنه يتناسب معه تناسبًا طرديًا، واستنادًا على ذلك يكون قانون الزمن الدوري للبندول البسيط = 2 π * ( ل ٪؜ ج ) ^1/2 ، حيث ل: يعبر عن طول خيط البندول البسيط، وج: يمثل تسارع السقوط الحر له.[2]

وصف البندول البسيط

هو عبارة عن كرة معلقة بشكل عمودي بخيط رفيع مثبت من طرفُه العُلوي بحيث يستطيع أن يتحرك على جانبي موضع الاتزان له، فنجد أنه عندما يتحرك الجسم بعيدًا عن موضع اتزانُه فإنه يكون تحت تأثير قوتين متساويتين في المقدرا ومتعاكستين في الاتجاه، ونتيجة لذلك فإن هذا الثقل أو الجسم المعلق يبذل أقصى قوة له ليتم استعادته إلى موضع استقراره مرة أخرى وهذه القوة تسمى بقوة الاستعادة ويكون مقدر الازاحه لذهاب الثقل متوافق ومساوي لمقدار الزمن والمسافة لرجوع هذا الثقل مرة أخرى إلى موضع سُكونه.

شاهد أيضًا: خلال زمن قدره ساعة تتساوى الإزاحة الزاوية لكل من عقرب الساعة، وعقرب الدقائق

حركة بندول الساعة

نجد أن بندول الساعة يتحرك يمينًا ويسارًا في اتجاه ثابت بحيث يمر بنقطة البداية له ذهابًا وإيابًا خلال فترة زمنية منتظمة وثابتة، وهذا ما يُعرف بإسم الحركة الدورية، وبناءُا على ذلك فتكون حركة بندول الساعة هي “حركة توافقية بسيطة“.

بعد ما تم سردُه من المعلومات في الفقرات السابقة يكون قد تم الوصول إلى نهاية هذا المقال والذي قد تم إلقاء الضوء فيه حول إجابة سؤال حركة البندول البسيط، حيث كانت الإجابة الصحيحة هي “حركة توافقية بسيطة”، وأيضًا قد تم تناول بعض العناوين الهامة الخاصة به، وأيضًا تم ذكر قانون الزمن الدوري للبندول البسيط.

المراجع

  1. www.physicsclassroom.com , Pendulum-Motion , 19/092021
  2. courses.lumenlearning.com , the-simple-pendulum , 19/09/2021

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *