حركة المقذوفات 

الهدف من التجربة :

1. دراسة العلاقة بين الإزاحة الأفقية للمقذوف و زاوية الإطلاق.
2. حساب الإزاحة الأفقية X نظرياً و عملياً و إيجاد أقصى إزاحة أفقية يقطعها المقذوف.

نظرية التجربة :

    حركة المقذوف هي مثال للحركة في بعدين بتسارع ثابت ، فالمقذوف يتحرك حركتين في نفس الوقت ، حركة أفقية بسرعة ثابتة (بفرض إهمال مقاومة الهواء)، و أخرى رأسية بتسارع ثابت (تسارع الجاذبية الأرضية) لذا يمكن التعامل مع المركبات السينية و الصادية لحركة المقذوف كحركتين مستقلتين عن بعضهما لكن لهما نفس زمن التحليق في الهواء فنحصل على معادلات الإزاحة الأفقية و الرأسية للمقذوف:

       (1)             𝑥 = 𝑥𝑓 − 𝑥𝑖 = 𝑣𝑖 cos 𝜃 𝑡 + 1 /2 𝑎 𝑡 2 ∆ 

(2)                𝑦 = 𝑦𝑓 − 𝑦𝑖 = 𝑣𝑖 sin 𝜃 𝑡 − 1 2 𝑔 𝑡 2 ∆

الحركة الأفقية تتحرك بسرعة ثابتة لذا فإن التسارع يساوي صفر فتصبح المعادلة (1):

 

𝑥 = 𝑣𝑖 cos 𝜃 𝑡          (3)∆

        بمعرفة السرعة الإبتدائية للمقذوف vi و زاوية الإطلاق (القذف) 𝜃 و زمن تحليق المقذوف t يمكن حساب قيمة النظرية للإزاحة الأفقية x∆ ، و بما أن زمن التحليق t هو نفسه في كلا الحركتين لذا يمكن الإستفادة من الحركة الرأسية في إيجاد زمن التحليق للقذيفة كون الإزاحة الرأسية  y∆ معلومة وy=29.5 cm∆  هي تمثل ارتفاع المقذوف (الكرة) عن سطح ( الطاولة) شكل (1) فنحصل على معادلة من الدرجة الثانية بمجهول واحد و هو زمن التحليق  و بحل المعادلة بإستخدام علاقة المميز نحصل على معادلة زمن التحليق بالشكل التالي :

/g(  𝑡 = ((𝑣𝑖 sin 𝜃) + √(𝑣𝑖 sin 𝜃) 2 + 5.8

الأدوات :

    وحدة قذف مثبت عليها منقلة و مقياس الكتروني لسرعة الكرة ، كرة معدنية ، ورق أبيض ، ورق كربون ، شريط لاصق ، شريط متري، نظارات بلاستيكية للحماية .

هندسية التجربة :

الاحتياطات :

• ارتداء النظارة البلاستيكية عند العمل.
• عدم تغيير هندسية التجربة ، حيث أن أي تغيير يسبب إزاحة للقراءات.
• الحذر من قذف الكرة المعدنية عند وجود زملائك بمنطقة سقوط الكرة.
• وضع علامة على الأثر بعد قراءته منعاً لتداخل الآثار.

خطوات العمل:

1.  ارتدي النظارات الواقية و شغل مقياس السرعة الإلكتروني المثبت بوحدة القذف. 
2.  ضع ورق أبيض و فوقه ورق الكربون على مسار سقوط الكرة بحيث أن ارتطام الكرة على الكربون سيطبع أثر على الورقة البيضاء و بالتالي يمكن قياس موقع السقوط( و ثبت الشريط المتري ابتداء من مكان تعليق الكرة إلى نهاية مسار سقوط الكرة.
3.  اضبطي زاوية القذف بحيث تكون 0°  و ذلك عن طريق المنقلة المثبتة على وحدة القذف.
4.  علق الكرة المعدنية في فوهة القاذف المغناطيسية )علق الكرة بمنتصف الفوهة و ليس على طرفها
5.  شد القضيب الجانبي للقاذف استعدادا لقذف الكرة )يحتوي القاذف على ثالث درجات من الشد, شد القضيب إلى الدرجة الثانية فقط(, تنبيه: لا تقوم بشد القضيب قبل تعليق الكرة.
6. اقذف الكرة عن طريق سحب اللسان المعدني فتنطلق الكرة و يحسب المقياس الإلكتروني 𝑣i عند وجود سرعة قذف الكرة في الحال, سجل القيمة و هي تمثل السرعة الابتدائية أكثر من قراءة للسرعة خذي قيمة متوسطة للقراءات( .
7.  تسقط الكرة على ورق الكربون الذي يترك أثرا على الورق الأبيض, قيس موقع سقوط الكرة و سجل القيمة في الجدول )1( و هذه القيمة تمثل x measured∆  القيمة العملية.
8.  استمر في زيادة زوايا القذف بمقدار 10 ° و في كل مرة قيس موقع سقوط الكرة و سجل نتائجك في الجدول (1).
9.  إلجراء الحسابات النظرية x calculated∆ تحتاج أولاً لحساب زمن تحليق الكرة من المعادلة (4) ثم استخدم الناتج الزمني في المعادلة )3( لتحصل على )القيمة النظرية( لـx .10∆ قارن بين القيم النظرية و العملية لإلزاحة األفقية y∆. 
10.  ارسم العghrm بين زوايا القذف 𝜃 و اإلزاحة األفقية المقاسةy∆ measured ثم عين من الرسم الزاوية المقابلة ألقصى ازاحة أفقية, و هي القيمة العملية �𝜃x . .12
11. احسب نسبة الخطأ في قياس زاوية القذف المقابلة ألقصى ازاحة افقية إذا علمت أن الزاوية النظرية التي تعطي أكبر ازاحة افقية هي 45° = t𝜃 .