حاسبة القوة الطردية

الفئة: فيزياء
- يونيو 21, 2025
| |

احسب القوة الطاردة المركزية المؤثرة على جسم في حركة دائرية. أدخل الكتلة، ونصف القطر، واما السرعة الزاوية أو السرعة الخطية لتحديد القوة.

حاسبة القوة الطاردة المركزية

السرعة

خيارات متقدمة

حول القوة الطاردة المركزية

القوة الطاردة المركزية هي قوة وهمية تبدو وكأنها تؤثر على جسم يتحرك في مسار دائري وتكون موجهة بعيدًا عن مركز الدوران. في الواقع، ما ندركه كقوة طاردة مركزية هو في الحقيقة قصور الجسم الذي يقاوم القوة المركزية التي تبقيه في حركة دائرية.

المفاهيم الأساسية
  • القوة المركزية: القوة الحقيقية الموجهة نحو مركز الدوران التي تبقي الجسم في حركة دائرية.
  • القوة الطاردة المركزية: القوة الظاهرة التي تدفع للخارج، والتي تساوي في المقدار ولكنها معاكسة في الاتجاه للقوة المركزية.
  • السرعة الزاوية (ω): معدل تغير الموضع الزاوي، يقاس بالراديان في الثانية (راد/ث).
  • السرعة الخطية (v): السرعة المماسية لجسم يتحرك في مسار دائري، مرتبطة بالسرعة الزاوية بواسطة v = ω × r.
  • التسارع المركزي: التسارع نحو المركز، المعطى بواسطة a = ω² × r = v²/r.
التطبيقات

فهم القوة الطاردة المركزية مهم في العديد من المجالات:

  • الهندسة: تصميم الآلات الدوارة، الطرد المركزي، وألعاب الملاهي
  • الفيزياء: تحليل الحركة الدائرية والمدارات
  • الجيولوجيا: دوران الأرض مما يسبب انتفاخ استوائي
  • علم الأحياء: الطرد المركزي لفصل الجسيمات
  • النقل: انحناء المنحنيات على الطرق والسكك الحديدية
تحويل الوحدات
  • 1 راد/ث ≈ 9.55 دورة/دقيقة
  • 1 دورة/دقيقة = 2π/60 راد/ث ≈ 0.1047 راد/ث
  • 1 نيوتن = 0.225 رطل-قوة
  • 1 متر/ث ≈ 3.6 كم/ساعة ≈ 2.24 ميل/ساعة

ما هو حاسبة القوة الطرد المركزي؟

تساعدك حاسبة القوة الطرد المركزي في تحديد القوة المؤثرة على جسم يتحرك في مسار دائري. هذه القوة موجهة إلى الخارج، بعيدًا عن مركز الدوران. تستخدم الحاسبة مدخلات مثل الكتلة، ونصف القطر، وسرعة الزاوية أو الخطية لحساب القوة الطرد المركزي، مما يجعلها مفيدة لدراسات الفيزياء، وتصميمات الهندسة، والتطبيقات الواقعية التي تتضمن أنظمة دوارة.

معادلات القوة الطرد المركزي:
\( F = m \times \omega^2 \times r \)
\( F = m \times \frac{v^2}{r} \)

كيفية استخدام الحاسبة

اتبع هذه الخطوات لحساب القوة الطرد المركزي بسرعة ودقة:

  • أدخل الكتلة: اختر وحدة (كجم، جرام، أو رطل) وأدخل كتلة الجسم.
  • أدخل نصف القطر: اختر المسافة من مركز الدوران بوحدات مثل المتر، سنتيمتر، قدم، أو بوصة.
  • اختر نوع السرعة: اختر بين سرعة الزاوية أو السرعة الخطية اعتمادًا على القيم المعروفة لديك.
  • قدم قيمة السرعة: أدخل القيمة المقابلة والوحدة (مثل، راديان/ثانية، دورة في الدقيقة، م/ث).
  • تعديل الإعدادات (اختياري): اختر الوحدات المفضلة لإخراج القوة، وحدد دقة الأرقام العشرية، أو قم بتمكين ميزات إضافية مثل الرسوم البيانية والحلول خطوة بخطوة.
  • انقر على "احسب": ستعرض الأداة القوة الطرد المركزي مع القيم ذات الصلة المفيدة مثل التسارع والسرعة.

لماذا تعتبر هذه الحاسبة مفيدة

توفر هذه الحاسبة الوقت وتزيل التخمين عند تحليل الأنظمة الدوارة. سواء كنت تدرس الفيزياء، أو تصمم أجزاء ميكانيكية، أو تعمل مع معدات دوارة، فإن فهم القوة الطرد المركزي أمر أساسي. تبسط هذه الأداة هذه العملية من خلال تحويل الوحدات تلقائيًا وعرض جميع الحسابات اللازمة بشكل واضح.

الميزات الرئيسية

  • يدعم وحدات متعددة للكتلة، والمسافة، والسرعة
  • يحول بين السرعة الزاوية والسرعة الخطية
  • عرض اختياري لخطوات الحساب لفهم أفضل
  • رسم بياني تفاعلي يظهر العلاقة بين السرعة والقوة
  • دقة إخراج قابلة للتخصيص ووحدات القوة

الأسئلة الشائعة (FAQ)

ما هي القوة الطرد المركزي؟

القوة الطرد المركزي هي القوة الظاهرة الموجهة إلى الخارج على جسم يتحرك في دائرة، الناتجة عن قصور الجسم الذاتي. إنها ليست قوة حقيقية تؤثر على الجسم ولكنها نتيجة لإطار الدوران المرجعي.

ما الفرق بين السرعة الزاوية والسرعة الخطية؟

السرعة الزاوية (\( \omega \)) هي مدى سرعة دوران الجسم، تقاس بالراديان في الثانية. السرعة الخطية (\( v \)) هي السرعة على حافة المسار الدائري، محسوبة كـ \( v = \omega \times r \).

هل يمكنني استخدام هذه الحاسبة لأنظمة وحدات مختلفة؟

نعم، يمكنك إدخال القيم بوحدات متريّة أو إمبراطورية، وتتعامل الحاسبة مع التحويلات نيابةً عنك.

ماذا يظهر الرسم البياني للقوة مقابل السرعة؟

يظهر بصريًا كيف تزداد القوة مع السرعة، مما يساعدك على رؤية تأثير تغيير السرعة في سيناريوهات الحركة الدائرية.

من يمكنه الاستفادة من هذه الحاسبة؟

يمكن للطلاب، والمعلمين، والمهندسين، والهواة، وأي شخص يعمل مع الأجسام الدوارة الاستفادة من استخدام هذه الحاسبة لفهم القوى في الحركة.

الخاتمة

تقدم حاسبة القوة الطرد المركزي طريقة سريعة ودقيقة وسهلة الاستخدام لفهم القوى في الحركة الدائرية. سواء كنت تحل مشكلة فيزيائية أو تصمم نظامًا دوارًا، تساعدك هذه الأداة في حساب النتائج وتصورها بسهولة.