النواس المرن في الفيزياء

النواس المرن

• جسمٌ صُلْبٌ معلّق بنابض مرنٍ مهمل الكتلة حلقاته متباعدة يهتز بحركة اهتزازية حول مركز الاهتزاز.
• الاستطالة السكونية هي النسبة بين قوة الجاذبية والكتل إلى ثابت المرونة، ويحسبها بالمعادلة: $x_0 = \frac{mg}{k}$
• قوة الإرجاع هي القوة التي تعيد النواس إلى موضعه الأصلي، ويحسبها بالمعادلة: $F = -kx$
• قوة الإرجاع متناسبة طرداً مع المطال وتعاكسه بالإشارة.

حركة النواس المرن

• هي جيبيّة انسحابية من الشكل: $x = X_{max}Cos(\omega_0 t + \phi)$
• دور النواس المرن هو الزمن الذي يحتاجه النواس للعودة إلى موضعه الأصلي مرة أخرى، ويحسبها بالمعادلة: $T_0 = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$
• نبض الحركة هو معدل تشغيل النواس، ويحسبها بالمعادلة: $\omega_0 = \frac{2\pi}{T_0}$ أو $\omega_0 = \sqrt{\frac{k}{m}}$

الطاقة في النواس المرن

• الطاقة الحركية هي طاقة الحركة فيヌاس المرن، ويحسبها بالمعادلة: $E_k = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}m\omega_0^2 X_{max}^2 sin^2(\omega_0 t + \phi) $
• الطاقة الكامنة المرونيّة هي طاقة المرونة في النواس المرن، ويحسبها بالمعادلة: $E_p = \frac{1}{2}kx^2 = \frac{1}{2}k X_{max}^2 cos^2(\omega_0 t+\phi)$
• الطاقة الكليّة الميكانيكية هي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة المرونيّة، ويحسبها بالمعادلة: $E_{tot} = \frac{1}{2} kX_{max}^2 = const$