الحركة التوافقية البسيطة وحساب ثابت النابض - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

وفي الشكل 3d-2 تساوي قوة النابض إلى أعلى مع وزن الجسم، وتصبح القوة المحصلة صفراً، فلا يتسارع النظام، ويستمر الجسم في حركته إلى أعلى فوق موضع الاتزان. وفي الشكل 3e-2 تكون القوة المحصلة معاكسة لاتجاه إزاحة الجسم، وتتناسب طردياً معها؛ لذا يتحرك الجسم حركة توافقية بسيطة، ويعود إلى موضع اتزانه كما في الشكل 3f-2.--- SECTION: الشكل 3-2 --- توضيح الحركة التوافقية البسيطة من خلال اهتزاز جسم معلق بنابض.--- SECTION: مثال 1 --- ثابت النابض والطاقة المخزنة فيه استطال نابض إزاحة 18 cm عندما علق بنهايته كيس بطاطس وزنه 56 N ، احسب مقدار: a. ثابت النابض. b. طاقة الوضع المرونية المخزنة في النابض والناتجة عن هذه الاستطالة.• مثل الوضع • بين الإزاحة التي استطالها النابض وموضع اتزانه، وحددهما. المعلوم x = 18 cm F = 56 N المجهول k = ? PE_sp = ?--- SECTION: دليل الرياضيات --- إجراء العمليات الحسابية باستخدام الأرقام المعنويةa. استخدم F = kx ، ثم أوجد قيمة k يمكن حذف إشارة السالب؛ لأنها تعني أن القوة قوة إرجاع فقط. عوض مستخدماً F = 56 N , x = 0.18 m k = F/x k = 56 N / 0.18 m = 310 N/m b. عوض مستخدماً k = 310 N/m , x = 0.18 m PE_sp = 1/2 kx^2 PE_sp = 1/2 (310 N/m)(0.18 m)^2 PE_sp = 5.0 J• هل الوحدات صحيحة؟ N/m هي الوحدة الصحيحة لثابت النابض. والوحدة الصحيحة للطاقة هي J • هل الجواب منطقي؟ ثابت النابض متناسق مع القيم المستخدمة في ميزان البقالة مثلاً. الطاقة 5.0J تساوي القيمة التي نحصل عليها من W = Fx = mgh ، عندما يكون متوسط القوة المؤثرة 28N.2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 3-2 Description: A series of six diagrams labeled (a), (b), (c), (d), (e), (f) illustrating simple harmonic motion of a mass-spring system. Each diagram shows a spring with a mass attached, along with force vectors (F_sp for spring force, F_g for gravitational force) and acceleration (a). (a) Mass at equilibrium, a=0 m/s², F_sp and F_g are equal and opposite. (b) Hand pulling the mass down, extending the spring. (c) Mass moving upwards, spring compressed, acceleration 'a' is upwards. (d) Mass at equilibrium position, a=0 m/s², F_sp and F_g are equal and opposite. (e) Mass moving downwards, spring extended, acceleration 'a' is downwards. (f) Mass at equilibrium position, a=0 m/s², F_sp and F_g are equal and opposite. Data: The diagrams visually represent the spring's state (compressed, extended, or at equilibrium) and the direction of forces and acceleration during oscillation. The equilibrium positions (a, d, f) show zero acceleration and balanced forces. Diagrams (c) and (e) show non-zero acceleration and unbalanced forces. Key Values: a = 0 m/s², F_sp, F_g Context: This figure visually explains the concept of simple harmonic motion, demonstrating how the forces and acceleration change as a mass oscillates on a spring, and how it returns to its equilibrium position.**DIAGRAM**: Untitled Description: A diagram illustrating the problem in Example 1. It shows a vertical spring with a brown bag labeled 'بطاطس' (potatoes) hanging from its end. The top of the spring is marked '0 m', indicating the unstretched position. A dashed line indicates the spring's extension, labeled '18 cm'. The weight of the potato bag is indicated as '56 N' acting downwards. Data: The diagram visually represents the initial conditions of the problem: a spring extended by 18 cm due to a 56 N weight. Key Values: extension = 18 cm, weight = 56 N Context: This diagram helps visualize the physical setup described in Example 1, showing the displacement and the force applied to the spring, which are crucial for calculating the spring constant and potential energy.