شرح حركة المقذوفات

تعرف المقذوفات بأنّها أي جسم يتحرك بسرعة معينة ويخضع لتأثير قوة وزنه وتكون حركته مستمرة؛ بسبب القصور الذاتي وبتأثر بقوة الجاذبية فقط فلو تأثر بقوة غير قوة الجاذبية لا يسمى حينها مقذوفًا، وعند رسم مخطط المتجهات لتحديد تلك القوة المؤثرة فتكون قوة الجاذبية الأرضية للأسفل وحركة الجسم للأعلى أو للأسفل أو لليمين أو لليسار، ويذكر بأنّ للمقذوفات أنواع عدة تتضمن جسم ساكن يُرمى عموديًا أو أفقيًا و جسم يقذف بشكل جزء من القطع المكافئ و جسم بشكل قطع مكافئ كامل، وسيذكر في هذا المقال شرح حركة المقذوفات.
شرح حركة المقذوفات
تعرف حركة المقذوفات بأنّها المسار المنحني الذي يسلكه الجسم أو القذيفة، ويمكن التنبؤ به بحيث أنّه لا يتأثر بالسرعة الابتدائية أي لحظة إطلاق الجسم، ويمكن تجريب ذلك بكل سهولة من خلال إلقاء جسمٍ ما بعيدًا وعندما يبلغ أقصى ارتفاع سيبدأ بالسقوط حثى يصل الأرض، وتتبع حركة المقذوفات بأغلبها شكل قطع مكافئ، ويتم التنبؤ به بسهولة مثل مسار الحركة الإسقاطية[١]كما أنّ العديد من الطلاب قد يجدون صعوبة في شرح حركة المقذوفات وتحديدها فالجسم يمكن أن يكون مقذوفًا بشكل رأسي نحو الأعلى ويمكن أن يتم قذفه لأعلى أيضًا ولكن بزاوية نحو الأفق ولكن الشرط لكلا الحالتيْن هو أنّ يكون تأثير مقاومة الهواء مهملًا، ويذكر بأنّهم قد يجدوا صعوبة أيضًا في تحديد القوة التي تعمل على حركة المقذوفات ويعتقدون بأنّها قوة الجاذبية ولكن قوانين نيوتن تشير إلى أنّ القوة التي تؤثر على ذلك في حال الحركة للأعلى قوة هبوطية، أي وزن الجسم كما ذكر سابقًا وبتسارع هابط، مما يجعل الجسم يتحرك للأمام بالتباطئ التدريجي[٢].
كيفية حساب الارتفاع والزمن أثناء حركة المقذوفات
بعد ما تم تناول شرح حركة المقذوفات يمكن حساب الزمن المستغرق لوصول الجسم المقذوف إلى أقصى ارتفاع باستخدم العلاقة المشتقة من قوانين نيوتن:
الزمن= (0 – السرعة الرأسية الابتدائية)/ -32.2

حيث يشير الرقم صفرإلى السرعة الرأسية النهائية، وأما الرقم الثابت -32.2 قدم/ثانية تربيع فيدل على تسارع الجاذبية بوحدة القادم، وليتم حساب الزمنذلك يجب معرفة السرعة الابتدائية وزاوية الانطلاق ومن ثم ضرب هذه السرعة بجيب زاوية الانطلاق لايجاد السرعة الرأسية الابتدائية وبعدها يتم حساب الزمن ، وعلى سبيل المثال: إذا كانت السرعة الابتدائية لحركة جسم مقذوف تساوي 50 قدمًا/ الثانية وبزاوية 40 درجة فإنّ السرعة الرأسية الأولية تساوي حوالي 32.14 قدمًا /الثانية، ولحساب الزمن وبالتعويض بالعلاقة السابقة حيث أنّ السرعة الابتدائية=32.14 والنهائية= 0 يتبين أنّ الزمن المستغرق لذلك= 0.998 ثانية، ولحساب أقصى ارتفاع تصل له القذيفة تستخدم العلاقة:
الارتفاع= السرعة الابتدائية* الزمن + التسارع* الزمن2 / 2
فعلى سبيل المثال: ما الارتفاع اللازم لقذيفة إذا كانت السرعة الرأسية 32.14 قدمًا / ثانية وزمنًا مقداره ثانية واحدة وبالتطبيق بالعلاقة السابقة سيكون الارتفاع =16.04 قدمًا.[٣]