Advanced Search

المحرر موضوع: الفيزياء في ألعاب الكرة  (زيارة 16571 مرات)

0 الأعضاء و 1 ضيف يشاهدون هذا الموضوع.

يونيو 25, 2005, 12:05:57 صباحاً
زيارة 16571 مرات

aman

  • عضو خبير

  • *****

  • 1244
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
    • http://www.maktoobblog.com/wildrose_2001
الفيزياء في ألعاب الكرة
« في: يونيو 25, 2005, 12:05:57 صباحاً »
عندما تقذف كرة القدم في الساحة إلى صديقك فأنت تستخدم الفيزياء

تضبط كل الكميات الفيزيائية  (مثل المسافة والدوران ووزن الكرة وقوة الدفع والتسارع... الخ) بشكل تلقائي في عقلك اللاواعي دون إدراك لكل تفصيلاتها.

الفيزياء جزء من علوم الكون.
وهناك جزء من الفيزياء مرتبط أو ذو صلة وثيقة بكرة القدم هو الميكانيكا ( وهو علم دراسة الحركة ومسبباتها من القوة ..والخ)

 حتى نفهم فيزياء كرة القدم علينا أن ندرس ثلاثة أجزاء مهمة من اللعبة :
1- القاء الكرة في الهواء
2- الركض في الملعب
3- كيفية التوقف أو اعتراض الخصم.

 إذا انتبهت إلى مباراة كرة القدم وقاومت الرغبة الجامحة التي ستنتابك لمعرفة أي الفريقين سيحقق أهداف أكثر ربما تجد شيئا يشدك في فيزياء اللعبة وكيفية ترتيب اللاعبين.

لنبحث الآن بالجزء الاول وهو قذف الكرة في الهواء.

عند قذف الكرة في الهواء فهي تتحرك على شكل قوس أو قطع مكافئ، لماذا هذا المسار تحديدا؟  أظن أن الجميع يعرف لماذا ..لأن حركة الكرة بالاتجاه العمودي تخضع لتأثير قوة الجاذبية الأرضية. فعندما تتحرك الكرة إلى أعلى فالجاذبية ستقلل من سرعتها حتى تتوقف نهائيا عند أعلى ارتفاع لها بعدئذ تبدأ الكرة بالسقوط وتتسارع  تدريجيا حتى تصل إلى سطح الارض. وهذه الحركة تسمى بحركة المقذوفات .


حتى نفهم حركة المقذوفات بوضوح لندرس الشكل المرافق .

عندما يقذف اللاعب الكرة يجب أن يسيطر على ثلاثة عوامل هي:
1- السرعة التي يقذف الكرة فيها.
2- زاوية رمي الكرة
3- دوران الكرة (لولبي,إلى أعلى وأسفل)
سيؤثر دوران الكرة  في  سرعة الكرة في الهواء لأنها ستتأثر بمقاومة الهواء لها
فإذا كانت حركة الكرة في الهواء لولبية ستقل مقاومة الهواء لها أكثر من لو كانت الحركة من الأعلى والأسفل

أما بالنسبة للعاملين السابقين سرعة الكرة وزاوية إطلاقها فهذه العوامل تحدد :
إلى متى ستظل الكرة معلقة في الهواء(زمن التحليق)
ارتفاع الكرة
بعد الكرة عن نقطة الأطلاق عند السقوط

عندما يضرب اللاعب الكرة فهي ستسير ضمن سرعة محددة تعتمد على مقدار القوة التي تم قذفها فيها
الكرة تتحرك باتجاهين الاتجاه الأفقي والعمودي. طبعا ستكون هناك زاوية للإطلاق كما نعرف ، وهذا سيؤدي إلى أن السرعة ستنقسم إلى مركبتين: المركبة الأفقية (سرعة سير الكرة في الاتجاه الافقي ) والمركبة العمودية للسرعة (سرعة سير الكرة في الاتجاه العمودي) وهاتان الكميتان تعتمدان على الزاوية التي تلقى الكرة فيها  فإذا رميت الكرة بزاوية كبيرة ستكون سرعتها العمودية أكبر من الأفقية عندئذ سترتفع الى أعلى،وسيكون لها زمن تحليق طويل ولن تقطع الكرة مسافة أفقية كبيرة.
أما إذا قذفت الكرة بزاوية صغيرة مع الاتجاه الأفقي فستمتلك سرعة أفقية أكبر من السرعة العمودية ولن ترتفع الكرة كثيرا عن الأرض وسيكون زمن التحليق قليل ولكنها ستقطع مسافة أفقية كبيرة


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          ....يتبع  '<img'>
أَلا إِنَّ نَصْرَ اللّهِ قَرِيبٌ ..
وَلاَ تَهِنُوا وَلاَ تَحْزَنُوا وَأَنتُمُ الأَعْلَوْنَ إِن كُنتُم مُّؤْمِنِينَ


يونيو 25, 2005, 02:39:18 مساءاً
رد #1

ابو يوسف

  • عضو خبير

  • *****

  • 10867
    مشاركة

  • مشرف اداري

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #1 في: يونيو 25, 2005, 02:39:18 مساءاً »
السلام عليكم

اختي الكريمة امان

جزاك الله كل خير

شكرا جزيلا لك

يونيو 25, 2005, 02:52:56 مساءاً
رد #2

أرشميدس مصر

  • عضو خبير

  • *****

  • 1875
    مشاركة

  • مشرف الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #2 في: يونيو 25, 2005, 02:52:56 مساءاً »
أخوي الكريمين

هناك شيء لا أفهمه دوما في ميكانيكا المقذوفات
الزاوية التي ترمي المقذوف لأبعد مسافة هي 45 درجة
والزاوية التي ترمي القذوف لأعلى ارتفاع هي 75 درجة

والسؤال هو : لماذا ؟؟؟؟؟

مع تحيات أخيكم أرشميدس مصر

يونيو 25, 2005, 03:53:05 مساءاً
رد #3

ابو يوسف

  • عضو خبير

  • *****

  • 10867
    مشاركة

  • مشرف اداري

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #3 في: يونيو 25, 2005, 03:53:05 مساءاً »
السلام عليكم

اخي الكريم ارشميدس مصر

يمكننا معرفة اقصى ارتفاع وزاوية الرمي, واقصى مسافة وزاوية الرمي من خلال معادلات الميكانيكا في الفيزياء

نبدأ من اقصى ارتفاع

المعادلة التي سنستخدمها (واعتقد انها معروفة بالنسبة لك) هي:


 

للسرعة اتجاهان, واحد في الاتجاه العمودي والاخر في الاتجاه الافقي




اي ان السرعة في الاتجاه العمودي y تكون




وبما ان الحركة هي الى اعلى فإن المعادلة تصبح على النحو التالي:




حيث ان g هي الجاذبية و t هو الزمن

في اقصى ارتفاع تكون السرعة العمودية صفرا:




وبالتالي فإن المعادلة تصبح:




نعوض قيمة t في المعادلة التالية:




وهي المعادلة المحورة من المعادلة الاصلية:



وقد غيرنا في المعادلة لأن القذف الى اعلى (الجاذبية مع اشارة السالب بدلا من التسارع واشارة موجب) ولأننا معنيون حاليا بمتجه السرعة عموديا


بعد تعويض الزمن في المعادلة اعلاه نحصل على ما يلي:




ينتج:




اعلى قيمة ل: sin a هي 1 وذلك حينما تكون الزاوية ألفا = 90

معنى ذلك ان اعلى قيمة للارتفاع تكون حينما الزاوية 90 وليس 75 كما ذكرت

وهذا طبيعي حيث ان القذف يكون عموديا في اتجاه واحد




يونيو 25, 2005, 03:55:03 مساءاً
رد #4

ابو يوسف

  • عضو خبير

  • *****

  • 10867
    مشاركة

  • مشرف اداري

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #4 في: يونيو 25, 2005, 03:55:03 مساءاً »
السلام عليكم

سأعيد عرض الرسم كي يكون واضحا اكثر

يونيو 25, 2005, 04:25:02 مساءاً
رد #5

ابو يوسف

  • عضو خبير

  • *****

  • 10867
    مشاركة

  • مشرف اداري

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #5 في: يونيو 25, 2005, 04:25:02 مساءاً »
السلام عليكم

نكمل مع ابعد مسافة

حينما يهبط المقذوف ويسكن, يكون الارتفاع h مساويا لصفر




اي ان




الحلان لهذه المعادلة التربيعية هما في لحظة الانطلاق t=0 وايضا:




نعوض ذلك في المعادلة:




حيث ان R هي المسافة (افقيا) التي يقطعها المقذوف (ضربنا السرعة الابتدائية بـ cos a لان الاتجاه افقي هنا)


بعد التعويض نحصل على:




وبما ان:




تصبح المعادلة:




القيمة الفصوي لـ  sin 2a هي 1

اي ان 2a = 90

a = 45

هذه هي الزاوية التي تعطينا اقصى بعد

يونيو 25, 2005, 07:01:20 مساءاً
رد #6

aman

  • عضو خبير

  • *****

  • 1244
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
    • http://www.maktoobblog.com/wildrose_2001
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #6 في: يونيو 25, 2005, 07:01:20 مساءاً »
أستاذي أبو يوسف

كما أخبرتك قبلا .. ما شاء الله أستاذ فيزياء وعلوم بيئة '<img'>
جزاك الله خيرا، كفيت ووفيت    ':110:'
أَلا إِنَّ نَصْرَ اللّهِ قَرِيبٌ ..
وَلاَ تَهِنُوا وَلاَ تَحْزَنُوا وَأَنتُمُ الأَعْلَوْنَ إِن كُنتُم مُّؤْمِنِينَ


يونيو 26, 2005, 12:36:21 صباحاً
رد #7

212فيز

  • عضو متقدم

  • ****

  • 989
    مشاركة

  • عضو مجلس الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #7 في: يونيو 26, 2005, 12:36:21 صباحاً »
شكرا للكابتن امان '<img'>
اطروحه موفقه واهداف صائبه في المرمى ':p'


كما اشكر الفيزيائي القادم الاستاذ ابو يوسف ':blush:'

بحفظ الله
مضيتَ وخِلتني وحــــدي  *****  حبيـــــــساً للظــــلالاتــــي
أقاسي لوعـــــة الحرمــان *****  وأُطعــــنُ من قـــرابـــــاتي

يونيو 26, 2005, 05:38:33 مساءاً
رد #8

aman

  • عضو خبير

  • *****

  • 1244
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
    • http://www.maktoobblog.com/wildrose_2001
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #8 في: يونيو 26, 2005, 05:38:33 مساءاً »
أسعدتني غاليتي فيز212 بمرورك  '<img'>

واعذريني على تقصيري معك

تأكدي تماما أني لن أميز لاعبي الهجوم من الدفاع في هذه اللعبة ':p'  يعني مصير الفريق....  '<img'>
أَلا إِنَّ نَصْرَ اللّهِ قَرِيبٌ ..
وَلاَ تَهِنُوا وَلاَ تَحْزَنُوا وَأَنتُمُ الأَعْلَوْنَ إِن كُنتُم مُّؤْمِنِينَ


يونيو 26, 2005, 08:17:38 مساءاً
رد #9

aman

  • عضو خبير

  • *****

  • 1244
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
    • http://www.maktoobblog.com/wildrose_2001
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #9 في: يونيو 26, 2005, 08:17:38 مساءاً »
سأ‘عود لأوضح حركة المقذوفات هنا بشيء من التفصيل لإتمام الفائدة

لنفرض أن لاعب بيسبول قام بقذف الكرة إلى زميله .عندما تترك الكرة يد اللاعب فإنها ستقوم بعمل أمرين  :
حيث أن الأرض تؤثر على الكرة بقوة تجذبها إلى أسفل فإنها سوف تتسارع إلى أسفل تحت تأثير هذه القووة غير المتزنة. ومع ذلك فإن الكرة سوف تتحرك أفقيا في نفس الوقت بسرعة ثابتة معينة و يمكن فهم ذلك بالاستعانة بالشكل التالي





طبقا لقانون نيوتن لن يكون للكرة اي تسارع في الاتجاه الافقي مالم تؤثر عليها قوة متجهة افقيا. ولكن إذا أهملنا الاحتكاك مع الهواء فإن القوة الوحيدة التي ستؤثر على الكرة بمجرد أن تتحرر من يد القاذف هي قوة الجاذبية، ولن تكون هناك أية قوة أفقية مؤثرة على الكرة  . لذلك فإن السرعة الأفقية ستظل ثابتة ومساوية للسرعة الأفقية الابتدائيةVH إلى أن تصطدم بشيء ما.
 
ويجب أن يكون واضحا من ذلك أن الحركة الأفقية للكرة بسيطة للغاية ، فإن الكرة تتحرك بسرعة ثابتة تساوي المركبة الأفقية للسرعة وهيVH إلى أن تصطدم بشيء ما. يمكننا إذن أن نكتب المعطيات التالية بالنسبة للحركة الأفقية (حيث أن السرعة الابتدائية V0 تساوي السرعة النهائيةVFومتوسط السرعة V):

للحركة الافقية               V0=VF=V=VH
                              a=0    s=Vt=VH t

أما الحركة الرأسية للكرة فإنها ليست معقدة كثيرا، فإن الكرة سوف تتسارع إلى أسفل تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية، وعليه فإن a=g  . وهذه الحركة الرأسية هي تماما نفس حركة السقوط الذاتي للأجسام، وقد تفضل بشرحها الأخ أبو يوسف في الأعلى .

الخلاصة : تعتمد طريقتنا إذن على أن الحركة الحرة للكرة تتكون من حركتين منفصلتين. الأولى هي الحركة الأفقية بسرعة ثابتة وهي مسألة بسيطة جدا. أما الحركة الثانية فهي الحركة الرأسية وهي تماثل تماما حركة السقوط الذاتي لجسم رأسيا في خط مستقيم. وسنحسب كل جزء من مسألة المقذوف على حدة، ثم تدمج نتيجتا حل المسألتين المنفصلتين للحصول على الإجابة المطلوبة. ويتم ذلك في الحقيقة بحساب المركبتين الأفقية VHوالرأسيةVv لسرعة الكرة ثم يوجد مقدار السرعة المحصلة باستخدام الطريقة المعتادة لجمع المتجهات المتعامدة  V=(VH^2+Vv^2)^1/2


                                                                                      .......يتبع
أَلا إِنَّ نَصْرَ اللّهِ قَرِيبٌ ..
وَلاَ تَهِنُوا وَلاَ تَحْزَنُوا وَأَنتُمُ الأَعْلَوْنَ إِن كُنتُم مُّؤْمِنِينَ


يونيو 26, 2005, 11:21:14 مساءاً
رد #10

ابو يوسف

  • عضو خبير

  • *****

  • 10867
    مشاركة

  • مشرف اداري

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #10 في: يونيو 26, 2005, 11:21:14 مساءاً »
السلام عليكم

شكرا جزيلا لك اختي الكريمة امان

'<img'>

وين رحتي بالشكل!؟

 ':O'




يونيو 26, 2005, 11:40:19 مساءاً
رد #11

aman

  • عضو خبير

  • *****

  • 1244
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
    • http://www.maktoobblog.com/wildrose_2001
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #11 في: يونيو 26, 2005, 11:40:19 مساءاً »
أهلا أخي أبو يوسف '<img'>

في مشكلة بالشكل؟

 '<img'>
أَلا إِنَّ نَصْرَ اللّهِ قَرِيبٌ ..
وَلاَ تَهِنُوا وَلاَ تَحْزَنُوا وَأَنتُمُ الأَعْلَوْنَ إِن كُنتُم مُّؤْمِنِينَ


يونيو 27, 2005, 03:03:53 صباحاً
رد #12

أرشميدس مصر

  • عضو خبير

  • *****

  • 1875
    مشاركة

  • مشرف الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #12 في: يونيو 27, 2005, 03:03:53 صباحاً »
الأخت الفاضلة aman
الأستاذ الكريم أبا يوسف

تسلم الأيادي على هذا الجهد الكريم..
اقتباس
اعلى قيمة ل: sin a هي 1 وذلك حينما تكون الزاوية ألفا = 90

معنى ذلك ان اعلى قيمة للارتفاع تكون حينما الزاوية 90 وليس 75 كما ذكرت
 

مش كده برضو .. لقد كنت متأكدا أن أعلى قيمة يجب أن تكون 90  .. ولكن أكثر من مدرس أصر على 75
لا أذكر أني سألت أحدا عن السبب .. إن شاء الله سأحاول البحث قريبا
جزيتما خيرا ..

مع تحيات أخيكم أرشميدس مصر

يونيو 27, 2005, 02:03:47 مساءاً
رد #13

aman

  • عضو خبير

  • *****

  • 1244
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
    • http://www.maktoobblog.com/wildrose_2001
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #13 في: يونيو 27, 2005, 02:03:47 مساءاً »
اقتباس
إن شاء الله سأحاول البحث قريبا

الأخ أرشميدس  مصر
سأبحث معك أيضا  وسأنتظر النتيجة
حياك الله '<img'>
أَلا إِنَّ نَصْرَ اللّهِ قَرِيبٌ ..
وَلاَ تَهِنُوا وَلاَ تَحْزَنُوا وَأَنتُمُ الأَعْلَوْنَ إِن كُنتُم مُّؤْمِنِينَ


يونيو 27, 2005, 02:48:33 مساءاً
رد #14

aman

  • عضو خبير

  • *****

  • 1244
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
    • http://www.maktoobblog.com/wildrose_2001
الفيزياء في ألعاب الكرة
« رد #14 في: يونيو 27, 2005, 02:48:33 مساءاً »
عندما ننظر الى اللاعبين في الملعب هناك جوانب عديدة تستحق الاهتمام:
1- أين يقف اللاعبون في الملعب
2- تغيير اتجاه اللاعب
3- الركض في الملعب
ولنبحث في هذه النقاط بالتسلسل


مواقع اللاعبين
إذا تأملنا في مواقع اللاعبين - الهجوم والدفاع- سنلاحظ انهم اصطفوا بحيث تكون هناك مسافة بينهم وبين خط وسط الملعب - لا أدري إن كان له اسم محدد..معلوماتي ضحلة في هذه اللعبة  ':blush:'   - من كلا الفريقين. هذه المسافة ستعطيهم  مجالا ليتحركوا وليوقتوا تسارعهم من لحظة السكون حتى يحصلوا على سرعة كبيرة عند الركض خلف الكرة في منطقة الخصم. لاحظوا أن اللاعبين الواقفين خلف الخط سيكون بمقدورهم أن يتسارعوا أكثر من اللاعبين الواقفين على الخط.





تغيير اتجاه اللاعب
لنأخذ مثال على ذلك ..لاعب سيمرر الكرة للاعب يركض خلفه.  سيبدأ اللاعب من السكون ثم سيتسارع لتكون سرعته 9.8متر/ثانية.
بعد ثانيتين من استلامه للكرة سيكون تسارعه الآتي :


vf :السرعة النهائية

vo :السرعة الأبتدائية

tf : الزمن النهائي

to : الزمن الإبتدائي



a= 4.9 m/s2
على فكرة المعادلتان المذكورتان كتبتهما باستخدام برنامج الأخ علاء ..شكرا لك أخي
  ':110:'  ':110:'



إذا بدأ يركض إلى جهة اليمين ليكمل اللعب وحافظ على سرعة ثابتة ( التسارع = صفر)،عندما يرى فرصة مناسبة سيوقف حركته لليمين ويغير اتجاهه ويتسارع باتجاه هذه الفرصة .عندما يوقف حركته لليمين فهو قد أثر بقوة على الارض. هذه القوة تساعده على إنجاز أمرين:
1- ايقاف حركته لليمين
2- تسارعه باتجاه الهدف الجديد


ليوقف حركته يمينا هناك قوتين تؤثران عليه
 أولا القوة التي أثر هو بها على الارض .
 والثانية الاحتكاك بين أقدامه والأرض. الاحتكاك مهم جدا ليغير اللاعبون اتجاهاتهم .

إذا شاهدت يوما ما مباراة كرة قدم تحت المطر ستفهم مدى تأثير قوة الاحتكاك على اللاعبين
إذا كان السطح مبتلا مذا سيحدث لللاعبين ؟

1- عندما يخطط اللاعب لتغير اتجاهه معامل الاحتكاك بينه وبين الارض سيكون الماء على العشب.
2- هذا المعامل سيقلل من قوة الاحتكاك
3-  تقليل قوة الاحتكاك سيصعب عليه الحركة لليمين
4- اللاعب سيقع أرضا

القوة المطبقة وقوة الاحتكاك يجب أن يوقفا الحركة الى اليمين
لنفترض ان اللاعب توقف خلال 5 ثواني  سيكون تسارعه




الاشارة السالبة تعني أن اللاعب يتسارع في الاتجاه المعاكس ( اليسار)
 القوة f  اللازمة لايقافه عبارة عن كتلته ولنفترض انها 98كغم وتسارعه



حتى يتسارع اللاعب في الملعب سيدفع الارض بقوة تعاكس اتجاه حركته والارض ستؤثر عليه بنفس المقدار من القوة بالاتجاه المعاكس . وهذا مثال على قانون نيوتن الثالث في الحركة الذي ينص على أن لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه   '<img'> (أحب هذا القانون كثيرا)


إذا تسارع اللاعب ليصل سرعته القصوى في 0.5 ثانية عندئذ الارض ستؤثر عليه بقوة مقدارها 1921نيوتن.. إذا لم يكن هناك ما يعاكس حركته سيصل ويحافظ على هذه السرعة حتى يسجل هدفه أو حتى تؤخد الكرة منه   '<img'>
أَلا إِنَّ نَصْرَ اللّهِ قَرِيبٌ ..
وَلاَ تَهِنُوا وَلاَ تَحْزَنُوا وَأَنتُمُ الأَعْلَوْنَ إِن كُنتُم مُّؤْمِنِينَ