الدرس الثالث ... ارتياد الفضاء

*الصاروخ متعدد المراحل
-الصاروخ الذى يحمل سفينة الفضاء أبوللو :
1- طوله 110 متر
2- وزنه عند الإطلاق 3000 طن
الاستخدام
وضع قمر صناعي مدار له حول الأرض تحرير مركبة الفضاء من جاذبية الأرض
التركيب
*المرحلة الأولى :
- مزودة بخمس محركات .
- طولها 42متر .
- تعمل لمدة دقيقتان ونصف ثم تنفصل عن الصاروخ
بعد نفاذ وقودها .
*المرحلة الثانية :
- تعمل بمجرد انفصال المرحلة الأولى .
- مزودة بخمس محركات تولد دفع أقل من المرحلة
- الأولى لزيادة السرعة ثم تنفصل
*المرحلة الثالثة :
- وهى تعمل عقب انفصال المرحلة الثانية .
- مزودة بمحرك واحد تسمح بوضع المركبة فى
مسارها الأخير .

*خواص كل مرحلة :
1- الوزن الصافي : ويشمل الوزن الصافي لكل مرحلة والأجهزة والمعدات .
2- أجهزة التوجيه : توجد فى المراحل التالية للمرحلة الأولى وتعمل على توجيه الصاروخ أثناء طيرانه .
3- طول الصاروخ : من العوامل الهامة التى تعمل على حفظ توازن واستقرار الصاروخ
4- عدد المحركات : لكل مرحلة لها عدد من المحركات يختلف عن المراحل الأخرى المرحلة لها خمس محركات والأخيرة لها محرك واحد .
علل : المرحلة الأولى من الصاروخ لها عدد كبير من المحركات .
لأنها تدفع الصاروخ خلال طبقات الهواء الكثيف وذلك للتغلب على مقاومة الهواء
علل : الشكل النهائي للصاروخ المتعدد المراحل يكون أشبه بالقلم .
- ليكون الضغط الواقع على كل جزء من أجزائه أقل ما يمكن .
- لتقليل مقاومة الهواء لحركته .
علل : عند صناعة الصاروخ يجب مراعاة النسبة بين قطره وطوله .
- لأنه توازن واستقرار الصاروخ فى مساره يعتمد على النسبة بين طول الصاروخ وقطره .
علل : يصنع الصاروخ المتعدد المراحل على شكل سيجارة .
- لتقليل الضغط الواقع على كل جزء من أجزاء الصاروخ .
- لتقليل مقاومة الهواء لحركة الصاروخ .
علل : يعتمد توجيه الصاروخ متعدد المراحل على إطلاق صواريخ صغيرة فى اتجاه معين ولا يعتمد على ضغط الهواء بواسطة دفة مثل الطائرات .
- لأن الطائرات تتحرك فى الهواء فيمكن الاعتماد على ضغط الهواء .
- أما الصاروخ لا يعتمد على ضغط الهواء لأنه يتحرك فى الفراغ .

ســـرعة الهـــــروب :Vesc
*سرعة الهروب :_
هى السرعة التى يستطيع بها الجسم الهروب أو الإفلات من خلال نطاق الجاذبية الأرضية
*استنتاج قيمة سرعة الإفلات
لكي يتمكن الجسم أو الصاروخ من الهروب من خلال نطاق الجاذبية الأرضية يجب أن يكون طاقة الوضع للجسم عند سطح الأرض تساوى طاقة الحركة لة بعد الانطلاق أو تزيد
- طاقة حركة الصاروخ = ½ m V2
- طاقة وضع الصاروخ = m g re
½ m V2 = m g re
V2 = 2 g re
Vesc =
- حيث : g  شدة مجال الجاذبية & re  نصف قطر الأرض
ملحوظــــة
- سرعة الإفلات لا تتوقف على كتلة القمر الصناعي أو الصاروخ
- يعتمد عمل الصاروخ على حفظ بقاء كمية التحرك
- علل : لا تتوقف سرعة إفلات الصاروخ من جاذبية الأرض على كتلته .
- علل سرعة هروب حجر صغير تساوى سرعة هروب صاروخ كبير
V esc =
لان سرعة الإفلات لا تتوقف على الكتلة ولكن تتوقف على شدة مجال الجاذبية ونصف قطر الأرض

مسائل محلولة
أوجد سرعة الهروب لصاروخ علما بان عجلة الجاذبية الأرضية تساوى 9.8 m/s2ونصف قطر الأرض = 6.36 ×10 6م
Vesc = = =11.16 kgm/s
=====================================================
2-إذا كانت سرعة الهروب صاروخ كتلتة 2×10 4 kg ضد الجاذبية الأرضية هى 11.2 كجم م/ث فما هى سرعة هروب جسم كتلتة 0.1 من كتلة الصاروخ من الجاذبية الأرضية بفرض إهمال مقاومة الهواء
Vesc = =11.16 kgm/s
نظرا لان سرعة الإفلات لا تتوقف على الكتلة تكون السرعة التى يستطيع بها الجسم الإفلات من خلال الجاذبية الأرضية مساوية لسرعة الصاروخ
=====================================================
أنواع الأقمار الصناعية
1- الأقمار الثابتة وهى أقمار تكون ثابتة فى مكانها مع دوران الأرض
2-أقمار متحركة
*تقسيم الأقمار الصناعية حسب التطبيقات و الاستخدامات حيث تستخدم فى :-
1- الاتصالات التى تستخدم فى نقل المكالمات التليفونية وإشارات المعلومات ومحطات التليفزيون
2- التطبيقات العسكرية
3- الاستشعار عن بعد حيث تقوم بتصوير سطح الأرض ورصد الثروات الطبيعية
4- لرصد الأحوال الجوية كمحطات رصد جوى
5- الأقمار الصناعية تستخدم لأبحاث الفضاء
6- توجد محطات مدارية لأجراء التجارب الفيزيائية ISS ودراسة الظواهر المختلفة فى ظروف انعدام الوزن والذي يتحقق عندما تتساوى العجلة المركزية مع عجلة الجاذبية
*مدار الوقوف : هو المدار الذى يستقر فية القمر الصناعي
*الزمن الدورى هو الزمن الذى يستغرقة الجسم فى عمل دورة كاملة
*الشروط الواجب توافرها لكي يستقر قمر صناعي ثابت فى مدارة و التى يطلق عليها مدار الوقوف
1- أن يكون فى مستوى خط الاستواء
2- إتجاة دوران القمر يكون فى نفس إتجاة دوران الأرض
3- الزمن الدورى وهو فى مكانة يكون مساويا تماما مع الزمن الدورى للأرض عند دورانها حول محورها وهو 24 ساعة ويبقى على نفس الارتفاع من الأرض وهى فى حالة الدوران
4-المسافة بين القمر ومستوى سطح الأرض 36000 كم من سطح الأرض
 علل القمر الصناعي يظل ثابت فى مدار الوقوف
حركـــة الأقمــار الصناعيــة
*القمر الصناعي :
هو جسم يقذف من سطح الأرض بسرعة معينة باستخدام صاروخ فيدور حول الأرض على بعد ثابت منها فى مدار دائري
*فكرة إطلاق القمر الصناعي :
-عند إلقاء جسم من قمة برج فإنه يسقط سقوط
- حر ويكون :وزن الجسم (Fg)=m g حيث
- (g  عجلة الجاذبية الأرضية )
-عند قذف جسم من قمة برج فى اتجاه أفقي فإنه
يسقط سقوط حر عند نقطة تقع على بعد معين من
قاعدة البرج إذا زادت السرعة التى يقذف بها الجسم تزداد المسافة التى يقطعها قبل أن يصل إلى سطح الأرض
-إذا بلغت سرعة انطلاق الجسم حداً معيناً فإنه يسقط سقوط حر على طول مسار منحنى بحيث يبقى بعده ثابتاً عن الأرض
-بذلك يأخذ الجسم فى الدوران فى مسار شبه دائري حول الأرض مثل الأقمار الصناعية
*السرعة المدارية للقمر الصناعي :
-هى السرعة التى ينطلق بها القمر و التى تمكنه من الاستمرار فى الحركة على طول مسار منحنى شبه دائري بحيث يبقى بعده ثابت عن الأرض :
-نظرا لان القمر يتخذ حول الأرض مسار دائري تقريبا فأنة يمكن وصف حركتة باستخدام معادلات الحركة الدائرية
حساب السرعة المدارية للقمر الصناعي
-السرعة المدارية تنشأ من تساوى قوة جذب الأرض للقمر ورد الفعل الناشئ عن قوة الجذب المركزي فتكون السرعة منتظمة وتحفظ للقمر ارتفاعه القمر الصناعي يدور فى مسار دائري حول الأرض فإنه يتأثر بقوتين هم
1- قوة جاذبة مركزية وتتعين من العلاقة
Fc =
2- قوة جذب الأرض للقمر وتتعين من العلاقة Fg=m g
نظرا لان القمر متزن تكون قوة جذب الأرض لة مساوية لقوة الجذب المركزية
= m g
V2 = g r0
V=
حيث :-g  عجلة الجاذبية الأرضية re-  نصف قطر المسار
r- = نصف قطر الأرض+ارتفاع القمر عن سطح الأرض
*حساب زمن الدورة الكاملة للقمر الصناعي :(T)
زمن الدورة = طـــول المسار
السرعة المدارية
1-طول المسار الدائري = محيط المسار = 2 π r0
2-حساب السرعة المدارية = =V
T= =
حيث : π = 22/7 ، V  السرعة المدارية
r0 = نصف قطر المسار = نصف قطر الأرض + ارتفاع القمر
حيث h ارتفاع القمر عن سطح الأرض r0=re+ h
ملاحظات
- السرعة المدارية للقمر لا تتوقف على كتلة القمر
- تتناسب السرعة المدارية للقمر مع نصف قطر المسار
س : ماذا يحدث لمركبة الفضاء عند زيادة سرعتها
V 
-يزداد نصف قطر المسار (re) مع زيادة السرعة ويقل نصف قطر المسار (r0) مع نقص السرعة
 علل : تجعل السرعة المدارية القمر يدور على ارتفاع ثابت من سطح الأرض
لأن السرعة المدارية تنشأ من تساوى قوة جذب الأرض للقمر ورد الفعل الناشئ عن قوة الجذب المركزي فتكون السرعة منتظمة وتحفظ للقمر ارتفاعه
 علل : لا تتغير سرعة مركبة الفضاء التى تدور حول الأرض عند زيادة أو نقص كتلتها
لأنها لا تتوقف على كتلة القمر الصناعي ولكن تتوقف على السرعة
V 
 علل تدور الأقمار الصناعية فى مسار دائري حول الأرض
لآن القمر يتحرك بسرعة تسمى السرعة المدارية التى تنشأ من تساوى قوة جذب الأرض للقمر ورد الفعل الناشئ عن قوة الجذب المركزي فتكون السرعة منتظمة وتحفظ للقمر ارتفاعه
 علل : القمر الصناعي فى مداره يمثل جسم يسقط سقوط حر نحو الأرض ولكن لا يقترب منها
بسبب وجود السرعة المدارية المنتظمة التى تجعله يدور على ارتفاع ثابت من سطح الأرض

السرعة المدارية بدلالة كتلة الأرض
-نفترض أن القمر الصناعي يتخذ مدارى دائري حول الأرض بذلك يكون القمر متزن تحت تأثير قوتين متساويتين فى المقدار ومتضادتين فى الاتجاه هم :
1- قوة جذب الأرض للقمر
F1=
حيث ro نصف قطر مدار القمر الصناعي . & Me كتلة الأرض & m كتلة القمر
2-القوة المركزية المتولدة كرد فعل لقوة الجذب المركزي
ق2 = ك القمر × العجلة المركزية ولكن العجلة المركزية
ac=
F2= m ac =
F1=F2
=
Vo2 =
Vo =
حيث :- (V) هى السرعة الخطية اللازمة لحفظ القمر الصناعي فى مداره حول الأرض
ro = نق الأرض + ارتفاع القمر
*ملاحظات
- القمر الصناعي يعتبر جسم يسقط حول الأرض بحيث لا يقترب منها بسبب وجود السرعة المدارية التى تحسب من العلاقة ع2 = جـ نق
- يتحرك القمر الصناعي بسرعة منتظمة تمكنه من الدوران حول الأرض

علل تتوقف السرعة المدارية للقمر على نصف قطر المدار فقط
Vo =
ولكن كتله الأرض ،G , Me مقادير ثابتة فتتوقف السرعة على نصف قطر المدار
علل تقل السرعة المدارية للقمر الصناعي كلما ابتعدنا عن الأرض
لآن السرعة المدارية للقمر تتناسب عكسيا مع نصف قطر المدار
======================================================
تدريب محلول :- أثبت أن =
- نظرا قوة جذب الأرض للقمر F1=m g
-قوة الجذب المتبادلة بين الأرض والقمر
F2=
= mg
g =
بضرب طرفي المعادلة فى ( r)
g . r =
الأقمار الصناعية الثابتة
-تتخذ مدار ثابت حول خط الاستواء
-تكون ثابتة فى مواقعها بالنسبة للأرض إذا كان زمن دورة
القمر الصناعى مساويا لزمن دورة الأرض حول نفسها
آرثر كلارك
أول من فكر فى وضع ثلاث أقمار صناعية على زاوية
120 درجة بالنسبة لبعضها لتغطية سطح الأرض
استخدامات الأقمار الصناعية الثابتة
1-بث البرامج التليفزيونية الفضائية
2-نقل المكالمات التليفونية واتصالات الجيل الجديد من التليفونات المحمولة التى تتصل بالقمر الصناعى مباشرة لتمكنك من الاتصال باى مكان فى العالم
مسائل محلولة
1-قمر صناعي يتم دورتة حول الأرض فى 100 دقيقة وطول مسارة =60000 كم ونق الأرض = 6400 كم ، جـ الجاذبية = 10 م/ث2 أوجد :- 1-السرعة المدارية للقمر 2- ارتفاع القمر عن سطح الأرض
زمن الدورة = طول المسار
السرعة المدارية
T=
T .V =2 ro
V= = = 10000 m/s
ro = = =10000000 m=10000 km
ارتفاع القمر عن الأرض = نق المسار – نق الأرض
=10000 – 6400 = 4400 km
======================================================
2-تدور سفينة فضاء حول الأرض بسرعة 8300 م/ث إذا كان نصف قطر الأرض = 6400 كم وعجلة الجاذبية = 10 م/ث2 أوجد ارتفاع السفينة عن سطح الأرض
V2=g ro
ro= = ==6889000 m=6889 km
- الارتفاع = نق المسار – نق الأرض = 6889 – 6400 = 489 كم
=====================================================
3-يتخذ قمر صناعي مدارا دائريا حول الأرض على ارتفاع 300 كم فوق سطح الأرض فإذا كان نصف قطر الأرض 6400 كم وعجلة الجاذبية = 10 م/ث احسب السرعة المدارية والزمن الدوري
نق المسار = نق الأرض + الارتفاع = 6400 + 300 = 6700 كم
6700 ×1000 = 6700000 متر
V= = = 8100 m/s
T= = = 5194.57 S
4-أطلقت سفينة فضاء وزنها : 7.2103N بعيدا عن الأرض فإذا كان نصف قطر الأرض : 6.4103 km فأوجد وزن سفينة الفضاء عندما يكون بعدها عن سطح الأرض يساوي : (أ) 6.4103 km
(ب) 12.8103 km .
نظرا لان الوزن هو قوة جذب الأرض للجسم بذلك تتناسب القوة تتناسب عكسيا مع مربع المسافة
Fg 
= =
-بعد سفينة الفضاء عن مركز الأرض أولا
(d2) =re+h=6.4x103 + 6.4x103 =12.8x103 km
= = =
=
Fg2 =1.8 x103 N
عندما تزداد المسافة للضعف يقل وزن السفينة للربع
-بعد سفينة الفضاء عن مركز الأرض أولا
(d2) = re+h=6.4x103 + 12.8x103=19.2x103 km
= =
=
Fg2 = = 0.8x103 N
عندما تزداد المسافة على ثلاث أمثال يقل وزن السفينة إلى التسع
5-قمر صناعي يدور حول الأرض فى مسار دائري تقريبا طولة يساوى 48384 كم وكان زمن الدورة الواحدة 96 دقيقة احسب 1- السرعة المدارية للقمر الصناعي 2- ارتفاع القمر الصناعي عن سطح الأرض( نق الارض = 6400 كم ، جـ = 9.8 م /ث2)
طول المسار (re ( = 48384 ×1000 متر
الزمن =96 × 60 =5760 ث
V= = =8400 m/ s
ro= = =7056000 m= 7056 km
ارتفاع القمر = نق المسار –نق الارض = 7056 – 6400 = 656 كم
======================================================
قمر صناعي كتلتة 2000 كجم يدور حول الأرض فى مدار دائرى تقريبا على ارتفاع 940 كم من سطح الأرض إذا كانت كتلة الأرض= 6× 2410 كجم ونصف قطر الأرض 6.36 × 610 متر ثابت الجذب العام = 6.67 × 1110 نيوتن متر 2 / كجم 2 قوة جذب القمر للأرض والسرعة المدارية
F1= =
نق المسار= 940000 + 6.36 × 10 6
V= = m/s
============================================================================
قمر صناعي يدور حول الارض فى مسار دائرى تقريبا على ارتفاع 400 كيلو متر من سطح الارض فإذا كان نصف قطر الارض 6400 كيلومتر احسب السرعة المدارية والقمر (g=10m/s)
ro=re + h = 6400 +400 =6800 k m = 6800000 m
ro=re + h = 6400 +400 =6800 k m = 6800000 m
Vo= = =8163.3 m/s
=====================================================

6-إذا كانت كتلة الارض تساوى 6×10 4 kg وثابت الجذب العام 6.67 ×10-11 Nm2/kg2 وأطلق قمر صناعي كتلتة 3800 كيلوجرام ليدور على ارتفاع 400 كيلومتر احسب السرعة المدارية للقمر علما بان نصف قطر الارض 6360 كيلومتر (g=9.8m/s)
V= = =7694m/s
======================================================
قمر صناعي يدور حول الارض فى مسار دائرى تقريبا على ارتفاع 440 كيلومتر من سطح الارض إذا كان نصف قطر الارض 6360 كيلومتر (g=9.8m/s) احسب السرعة المدارية – زمن الدورة
ro=re+h = 6360 +440 =6800 k m = 6800000 m
Vo= = =8163.3 m/s
T= = T= 5231.2 s
======================================================
قمر صناعى يدور حول الأرض فى مدار شبة دائرى على ارتفاع 940 كم من سطح الأرض احسب : السرعة المدارية ، سرعة الهروب ، الزمن اللازم لكى يصنع دورة كاملة حول الأرض علما بان
G = 6.67 x 10 -11 Nm2/kg2 me = 6x10 24 kg ,
re = 6360 km , g=9.8 m/s2
ro = re + h =6360 +940 =7300 km = 7.3 x106 m
V = = =7.4 X103 m/S
Vesc = = = 11.16 X103 m/s
T= = =6201 s

انعدام الوزن
إذا تصورنا مصعد بداخلة شخص و معة ميزان زنبركي كتلتة m كجم وكان المصعد
1-ساكنا اى أن محصلة القوة على الكتلة =صفر
-إذا كان وزن الكتلة Fg - قوة الشد فى الميزان FT
فان FT-Fg=0
اى أن FT=Fg
2-إذا كان المصعد متحرك بسرعة ثابتة يبقى الحال كم هو علية
لان العجلة a=0 FT = Fg
3-إذا كان المصعد متحرك لأعلى بعجلة aفان
FT-Fg=m a
FT= Fg +ma
بذلك يقرا الميزان وزن اكبر يسمى بالوزن الظاهرى
اى يصبح الوزن الظاهرى اكبر من الوزن الحقيقى
4-إذا كان المصعد يتحرك لأسفل بعجلة( a ) فان
Fg-FT=ma
FT=Fg-ma
-بذلك يقرا الميزان وزن اقل يسمى بالوزن الظاهرى
-اى يصبح الوزن الظاهرى اقل من الوزن الحقيقى
5-فى حالة حركة المصعد لأسفل بعجلة تساوى عجلة الجاذبية الأرضية
a= g
FT=Fg-mg
Fg=mg
FT=mg –mg=0
فى هذة الحالة الكتلة لا يكون لها وزن هذا معناة أن الجسم الذى يسقط سقوط حر ينعدم وزنة
علل هبوط رواد الفضاء أثناء تدريبهم من ارتفاع 10.5km إلى ارتفاع 7.3km فجأة داخل طائرة بلا مقاعد
للتدريب على انعدام الوزن حيث يشعرون بانعدام الوزن لمدة 20 ثانية
علل يمكن التدريب على انعدام الوزن باستخدام حوض بة ماء
لان قوة الطفو تتزن مع وزن الجسم
علل انعدام الوزن فى مركبة الفضاء التى تدور حول الارض
بسبب دوران المركبة فى مدار دائرى ثابت حول الارض وهو حالة من حالات السقوط الحر التى لا يصل فيها الجسم إلى الارض بسبب المدار الدائرى
علل يزداد وزن جسم موضوع فى مصعد عندما يتحرك المصعد لأعلى
FT-Fg=m a
FT=ma + Fg
-لان الجسم يتأثر بقوة تجعلة يتحرك بعجلة( a ) على استقامة الوزن وفى إتجاة عكس إتجاة الوزن و يصبح الوزن الظاهرى اكبر من الوزن الحقيقى
علل يقل وزن جسم موضوع فى مصعد عندما يتحرك المصعد لأسفل
لان الجسم يتأثر بقوة تجعلة يتحرك بعجلة( a ) على استقامة الوزن وفى إتجاة الوزن
Fg-FT=ma
FT=Fg-ma
علل الجسم الذى يسقط سقوط حر ينعدم وزنة
-لأنة عندا يتحرك الجسم لأسفل بعجلة تساوى عجلة الجاذبية الأرضية
a= g
FT=Fg-mg
Fg=mg
FT = mg –mg =0
يزداد وزن الجسم عن الوزن الحقيقى عند وضعه فى مصعد يصعد لأعلى
لأنه عندما يصعد المصعد لأعلى يتحرك عكس الجاذبية الأرضية فيؤثر على الجسم بقوة تكسبه عجلة فى نفس خط عمل وزنه .ويصبح الوزن يساوى
FT=ma + Fg
يقل وزن الجسم عن الوزن الحقيقى عند وضعه فى مصعد يهبط لأعلى .
لأنه عندما يهبط المصعد لأسفل يتحرك فى اتجاه الجاذبية الأرضية فيؤثر على الجسم بقوة تكسبه عجلة فى نفس خط عمل وزنه .ويصبح الوزن يساوى FT=Fg-mg
 وزن الشخص وهو يقود سيارة يساوى وزنه وهو ساكن .
لأن السيارة تؤثر على الجسم وتكسبه عجلة فى اتجاه عمودى على وزن الجسم
علل : يزداد وزن الجسم عن الوزن الحقيقى عندما يوضع فى مصعد ويصعد المصعد لأعلى
لأن المصعد يتحرك عكس الجاذبية الأرضية . لأن المصعد يؤثر على الجسم بقوة تكسبه عجلة فى نفس خط عمل وزنه ويصبح الوزن FT=ma + Fg
علل : يقل وزن الجسم عن الوزن الحقيقى عندما يوضع فى مصعد ويهبط المصعد لأسفل
لأن المصعد يتحرك لأسفل فى اتجاه الجاذبية بذلك يتأثر الجسم بقوة تكسبه عجلة فى نفس خط عمل الوزن FT=Fg-mg
مسائل محلولة
1-جسم وزنة الظاهرى أثناء صعودة فى مصعد لأعلى بعجلة مقدارها 6m/s يساوى 320 N أوجد
1- كتلة الجسم 2-وزنة الحقيقى
3- وزنة الظاهرى عندما يهبط المصعد لأسفل بعجلة 3m/s (g=10m/s2)
4- إذا هبط لأسفل بعجلة تساوى عجلة السقوط الحر التى تساوى 10 m/s2
FT=ma + Fg =20 x6+20x10=120+200=320 N
320= m x 6+ mx10 =16m
الكتلة m=320/16=20 kg
الوزن الحقيقى Fg=mxg=20x10=200 N
FT=Fg-ma
الوزن الظاهرى أثناء الهبوط
FT=20X10-20 x3=200-60=140 N
2- إذا هبط لأسفل بعجلة تساوى عجلة السقوط الحر التى تساوى 9.8 m/s2
a= g
FT=Fg-mg
Fg=mg
FT = mg –mg=0

2-جسم وزنة الظاهري أثناء هبوطة فى مصعد لأسفل بعجلة مقدارها 5m/s يساوى 350 N أوجد
1- كتلة الجسم 2-وزنة الحقيقى
3-وزنة الظاهرى عندما يصعد الجسم لأعلى بعجلة 6m/s2(g=10m/s2)
FT=Fg-ma
350= 10 m- 5m=5m
الكتلة m=350/5=70 kg
الوزن الحقيقى Fg=mxg=70x10=700 N
3-وزنة الظاهرى عندما يصعد الجسم لأعلى بعجلة 6m/s2
FT=ma + Fg = 70 ×6 + 70 x10 = 420+700=1120 N
=======================================================
3-وضع جسم فى مصعد إذا علمت أن وزنة الظاهرى أثناء صعودة =1120N ووزنة الظاهرى أثناء هبوطة لأسفل =350N أوجد العجلة التى يتحرك بها الجسم أثناء الصعود وإثناء الهبوط إذا علمت أن كتلتة =70kg علما بان (g=10m/s2)
-العجلة التى يتحرك بها الجسم أثناء الصعود
FT=ma + Fg
1120 =70 xa + 70 x10
70 xa =1120-700 =420
a=420/70 =6m/s2
-العجلة التى يتحرك بها الجسم إثناء الهبوط
FT=Fg-ma
350=70x10 – 70a
70a=700-350=350
a=350/70=35/7=5m/s2
=================================================================================
4-جسم كتلتة 10 Kg أوجد وزنة الظاهرى فى الحالات الآتية
1- إذا صعد لأعلى بعجلة 4m/s2
FT =ma + Fg = 10 ×4 + 10 ×9.8 = 40+98=138 N
3- إذا هبط لأسفل بعجلة تساوى عجلة السقوط الحر التى تساوى 9.8 m/s2
a= g
FT=Fg-mg
Fg=mg
FT = mg –mg=0
5-جسم كتلتة 50kg يتحرك لأعلى على كوكب ما بعجلة تساوى 8m/s2 احسب شدة مجال الجاذبية على هذا الكوكب إذا كان ون الجسم فى هذة الحالة 480N ثم أوجد الوزن الظاهرى للجسم عندما يهبط لأسفل مرة بعجلة تساوى 1m/s2 ومرة بعجلة تساوى 1.6 m/s2
480= 50 x8+50 xg
480 =400+50g
480-400=50g
80=50g
g=80/50=1.6m/s2
الوزن الظاهرى للجسم عندما يهبط لأسفل مرة بعجلة تساوى 1m/s2
FT=Fg-ma=50x1.6 – 50x1 =80-50=30N
الوزن الظاهرى للجسم عندما يهبط لأسفل بعجلة تساوى 1.6 m/s2
FT=Fg-ma
a= g
FT=Fg-mg
Fg=mg
FT = mg –mg=0
تطبيقات على سفن الفضاء
*الحياة فى سفينة الفضاء
-لاشك أنها تجربة مفيدة أن تعيش بلا وزن بالطبع داخل سفينة الفضاء حيث يوجد هناك أكسجين وضغط يعادل ضغط الجسم فلا يستعدى الأمر ارتداء بدلة الفضاء لان داخل السفينة كل شيء عادى ألا الجاذبية لذلك لا تستطيع أن
أ- تشرب إلى باستخدام الماصة
بكما يمكن رفع جسم كبير بإصبع واحد
جـ -كما يمكنك القفز إلى ارتفاعات كبيرة والبقاء معلقا
د-تتجة جذور النبات لاعلى
هـ - عندما تدفع امامك كتلة بقوة فأن جسمك يندفع للخلف بنفس القوة طبقا لقانون ينوتن الثالث ( لكل فعل رد فعل مساويا لة فى المقدار ومضاد لة فى الاتجاة )
و- يعانى رائد الفضاء لحظة الإطلاق أو لحظة الهروب من عجلة شديدة التأثير علية
علل لايمكن تناول الماء فى مركبة الفضاء إلا باستخدام ماصة
لانعدام الجاذبية لان السوائل لا تسرى لأسفل داخل السفينة
علل يمكن رفع جسم كبير داخل سفينة الفضاء بإصبع واحد
لانعدام الجاذبية
علل لا يحتاج الأمر إلى ارتداء بدلة فضاء داخل سفينة الفضاء
لأنة يوجد هناك أكسجين وضغط يعادل ضغط الجسم وكل شىء داخل سفينة الفضاء عادى إلا الجاذبية
علل إذا دفع شخص كتلة امامة فى الفضاء فأنة يندفع للخلف بنفس القوة
لأنة يقع تحت تأثير قانون نيوتن الثالث لان لكل فعل رد فعل مساوي لة فى المقدار ومضاد لة فى الإتجاة
علل تقل قوة الجذب داخل مركبة الفضاء
بسبب بعد السفينة عن الارض
 علل نتأثر بقانون نيوتن الثانى لحظة هبوط وإقلاع مركبات الفضاء
لان الجسم يتعرض لعجلة شديدة التأثير
علل تتجة جذور النباتات لأعلى داخل سفينة الفضاء
لانعدام الجاذبية
* الحياة خارج سفينة الفضاء
-عند الخروج خارج سفينة الفضاء لابد من ارتداء بدلة الفضاء والتي تحتفظ بالأكسجين لمدة سبع ساعات
-يكون رائد الفضاء معلقا بين السماء والأرض فإذا أردت التحرك بعيدا عن السفينة لابد من استخدام المحرك النفاس الذى يكون فى مقعدك وذلك بتطبيق قانون نيوتن الثالث وهو نفس فكرة المحرك النفاث أو الصاروخ أصلا
-كما يمكنك العمل خارج السفينة دون أن تسقط على الارض فأنت الآن قمر صناعي بذاتة
علل عند الخروج خارج مركبة الفضاء لابد من ارتداء بدلة الفضاء
لأنها تحتفظ بالأكسجين لمدة سبع ساعات
علل يمكنك العمل خارج سفينة الفضاء دون أن تسقط على الارض
لأنك تمثل قمر صناعي يدور حول الارض دون أن يسقط
 علل وجود بطاريات شمسية وخلايا ضوئية على الأقمار الصناعية
لتمدها بالطاقة الكهربية اللازمة لعمل الأجهزة الموجودة بها
*تجارب انعدام الوزن
1-تدريب رواد الفضاء على انعدام الوزن يتم ذلك عن طريق تسلقهم لطائرة بلا مقاعد على ارتفاع 10.5 كم ثم تهبط بسرعة إلى ارتفاع 7.3 كم فيشعر الرواد بانعدام الوزن لمدة 20 ثانية
2-كما يمكن إجراء تجارب انعدام الوزن عن طريق استخدام حوض بة ماء حيث تتزن قوة الطفو مع وزن الجسم
3-فى سفينة الفضاء تقل قوة الجذب بسبب بعد المسافة عن الارض
4-فى مركبة الفضاء التى تدور حول الارض يرجع انعدام الوزن إلى دوران المركبة فى مدار دائرى ثابت حول الارض وهو حالة من حالات السقوط الحر التى لا يصل فيها الجسم إلى سطح الارض أبدا بسبب المدار الدائرى
علل انعدام الوزن فى مركبة الفضاء التى تدور حول الارض
يرجع ذلك إلى دوران المركبة فى مدار دائرى ثابت حول الارض وهو حالة من حالات السقوط الحر التى لا يصل فيها الجسم إلى سطح الارض أبدا بسبب المدار الدائرى
*التجارب داخل سفينة الفضاء
-السوائل لاتسرى لأسفل فى داخل سفينة الفضاء
-يمكنك إجراء تجارب عملية فى سفينة الفضاء مثل الزراعة
- تتجة جذور النباتات لأعلى داخل سفينة الفضاء
-إجراء تجارب فى وضع وقوف معتاد
إجراء تجارب فى وضع وقوف مقلوب
-تطبيق القانون الثالث لنيوتن إذا دفع شخص كتلة امامة فى الفضاء فأنة يندفع للخلف بنفس القوة
-إما القانون الثانى يظهر فى لحظة الانطلاق ولحظة الهبوط حيث يتعرض الجسم لعجلة شديدة التأثير
*غزو الفضاء
8-استخدم تلسكوب هابل فى غزو الفضاء
9-تستخدم الأقمار الصناعية فى التجسس والاستطلاع وتوجية الصواريخ واكتشاف ثروات الارض
*مركبات الفضاء
1-من أهم مركبات الارض المكوك الفضائي Space Shuttl وهو بامكانة القيام برحلة إلى الفضاء والعودة على سطح الارض عدة مرات وعندما يعود المكوك إلى الارض يستخدم برا شوت لتقليل سرعتة
4-المحطات الفضائية توجد محطات فضائية على هيئة مدن فضائية مثل :-
مير Mir وسيوز Soyus ومحطة الفاء الدولية ISS التى تم إطلاقها بالتعاون المشترك بين أمريكا وروسيا وكندا واليابان والبرازيل
6-يتم إطلاق الأقمار الصناعية باستخدام صواريخ مثل أيريان
7- هذة الأقمار تستمد طاقتها من الطاقة الشمسية بواسطة بطاريات وخلايا شمسية

» الدرس الاول ... الفضاء الكونى البعيد والقريب
» الدرس الثالث ... القانون الثالث لنيوتن
» الدرس الثالث ... الفيروسات
» الدرس الثالث ... القواعد
» الدرس الثالث التهجين