Fislab
الرئيسية / التجارب / تحليل المتجه

💡 تحليل المتجه

Resolving a Vector
⏱️ 30 دقيقة 📂 الميكانيكا 🎯 مستوى متوسط

🎯 نواتج التعلم

🎯 Learning Outcomes

بعد هذه التجربة ستكون قادرًا على أن:

After this experiment you will be able to:

  1. تحلّل متجهًا إلى مركبتين متعامدتين: \(V_x=V\cos\theta\) و\(V_y=V\sin\theta\).Resolve a vector into two perpendicular components: \(V_x=V\cos\theta\) and \(V_y=V\sin\theta\).
  2. تعيد تركيب المتجه من مركبتيه: \(V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\).Rebuild the vector from its components: \(V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\).
  3. تحلّل متجهًا على محورين مدارين، وتطبّق ذلك على وزن جسم على مستوى مائل.Resolve a vector along two rotated axes and apply this to the weight of a body on an incline.

🎬 شاهد الفيديو

🎬 Watch the Video


📐 تحليل المتجه

📐 Resolving a Vector

تحليل المتجه هو إيجاد متجهين متعامدين مجموعهما يساوي المتجه الأصلي، ويُسميان مركبتيه. نسقط من رأس المتجه عمودين على المحورين، فتكون المركبتان ضلعي مستطيل قطره المتجه. المحوران قد يكونان أفقيًّا ورأسيًّا، أو موازيًا للمستوى المائل وعموديًّا عليه.

Resolving a vector means finding two perpendicular vectors whose sum is the original vector; they are called its components. We drop perpendiculars from the tip of the vector onto the two axes so the components are the sides of a rectangle whose diagonal is the vector. The axes may be horizontal and vertical, or parallel and perpendicular to an incline.

📘 القوانين

📘 The laws

\[V_x=V\cos\theta\qquad V_y=V\sin\theta\qquad V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\qquad \tan\theta=\dfrac{V_y}{V_x}\]

\[\text{على مستوى مائل زاويته }\varphi:\quad W_{\parallel}=W\sin\varphi\qquad W_{\perp}=W\cos\varphi\]

💡 ملاحظات

💡 Notes

🧪 تجربة 1: حلّل المتجه بالسحب

🧪 Experiment 1: Resolve the vector by dragging

اسحب رأس المتجه \(V\) (الأحمر) أو غيّر المقدار والزاوية، فتظهر المركبتان على المحورين مع خطوط الإسقاط. اختر المحورين: أفقي ورأسي، أو محورين مدارين بزاوية تختارها، أو تطبيق مستوى مائل (وزن جسم). فعّل «أعد التركيب» لترى المركبتين تشكلان المتجه. (لا شيء يتحرك من تلقاء نفسه.)

Drag the head of the vector \(V\) (red) or change the magnitude and the angle and the components appear on the axes with projection lines. Choose the axes: horizontal and vertical, rotated axes at an angle you choose, or the incline application (a body’s weight). Turn on “Rebuild” to see the components form the vector. (Nothing moves by itself.)

10
37
30
37
المركبة الأولىFirst component—
المركبة الثانيةSecond component—
\(\sqrt{V_1^2+V_2^2}\)\(\sqrt{V_1^2+V_2^2}\)—

🧪 تجربة 2: حاسبة: تحليل المتجه

🧪 Experiment 2: Calculator: resolving a vector

مسألة جديدة في كل مرة. أدخل الجواب.

A new problem every time. Enter the answer.


✍️ أمثلة محلولة

✍️ Worked Examples

❓ مثال 1Example 1

قوة \(50\ \mathrm{N}\) تصنع \(30^\circ\) مع الأفقي. احسب مركبتيها الأفقية والرأسية.

A \(50\ \mathrm{N}\) force at \(30^\circ\) to the horizontal. Find its horizontal and vertical components.

الحل
\(F_x=50\cos30^\circ=43.3\ \mathrm{N}\)
\(F_y=50\sin30^\circ=25\ \mathrm{N}\)
✅ \(43.3\ \mathrm{N}\) و\(25\ \mathrm{N}\)
Solution
\(F_x=50\cos30^\circ=43.3\ \mathrm{N}\)
\(F_y=50\sin30^\circ=25\ \mathrm{N}\)
✅ \(43.3\ \mathrm{N}\) and \(25\ \mathrm{N}\)
❓ مثال 2Example 2

مركبتا متجه \(V_x=12\) و\(V_y=16\). احسب مقداره وزاويته.

The components of a vector are \(V_x=12\) and \(V_y=16\). Find its magnitude and angle.

الحل
\(V=\sqrt{12^2+16^2}=20\)
\(\theta=\tan^{-1}\dfrac{16}{12}=53.1^\circ\)
✅ \(V=20\) ، \(\theta=53.1^\circ\)
Solution
\(V=\sqrt{12^2+16^2}=20\)
\(\theta=\tan^{-1}\dfrac{16}{12}=53.1^\circ\)
✅ \(V=20\) , \(\theta=53.1^\circ\)
❓ مثال 3Example 3

صندوق وزنه \(100\ \mathrm{N}\) على مستوى مائل زاويته \(37^\circ\). احسب مركبتي وزنه.

A box weighing \(100\ \mathrm{N}\) sits on a \(37^\circ\) incline. Find the components of its weight.

الحل
\(W_\parallel=100\sin37^\circ=60\ \mathrm{N}\)
\(W_\perp=100\cos37^\circ=80\ \mathrm{N}\)
✅ \(60\ \mathrm{N}\) و\(80\ \mathrm{N}\)
Solution
\(W_\parallel=100\sin37^\circ=60\ \mathrm{N}\)
\(W_\perp=100\cos37^\circ=80\ \mathrm{N}\)
✅ \(60\ \mathrm{N}\) and \(80\ \mathrm{N}\)
❓ مثال 4Example 4

يُسحب صندوق بقوة \(40\ \mathrm{N}\) بحبل يصنع \(60^\circ\) مع الأفق. أي مركبة تحرّكه أفقيًّا؟

A box is pulled by a \(40\ \mathrm{N}\) force by a rope at \(60^\circ\) above the horizontal. Which component moves it horizontally?

الحل
\(F_x=40\cos60^\circ=20\ \mathrm{N}\ (\)الأفقية\()\ ,\ F_y=34.6\ \mathrm{N}\\)ترفعه\()\)
✅ \(20\ \mathrm{N}\)
Solution
\(F_x=40\cos60^\circ=20\ \mathrm{N}\ (\text{الأفقية})\ ,\ F_y=34.6\ \mathrm{N}\ \text{ترفعه})\)
✅ \(20\ \mathrm{N}\)
⭐ 1

المركبة الأفقية لمتجه مقداره \(V\) وزاويته \(\theta\) مع الأفقي:

The horizontal component of a vector of magnitude \(V\) at an angle \(\theta\) to the horizontal:

A\(V\sin\theta\)\(V\sin\theta\)
B\(V\cos\theta\)\(V\cos\theta\)
C\(V\tan\theta\)\(V\tan\theta\)
D\(V/\cos\theta\)\(V/\cos\theta\)
الحل
\(V_x=V\cos\theta\)
✅ \(V\cos\theta\).
Solution
\(V_x=V\cos\theta\)
✅ \(V\cos\theta\).
⭐ 2

عند \(\theta=90^\circ\) تكون المركبة الأفقية:

At \(\theta=90^\circ\) the horizontal component is:

A\(V\)\(V\)
B\(V/2\)\(V/2\)
Cسالبةnegative
Dصفرzero
الحل
\(\cos90^\circ=0\)
✅ صفر.
Solution
\(\cos90^\circ=0\)
✅ zero.
⭐ 3

مركبة وزن جسم الموازية لمستوى مائل زاويته \(\varphi\):

The component of a body’s weight parallel to an incline of angle \(\varphi\):

A\(W\sin\varphi\)\(W\sin\varphi\)
B\(W\cos\varphi\)\(W\cos\varphi\)
C\(W\tan\varphi\)\(W\tan\varphi\)
D\(W\)\(W\)
الحل
\(W_\parallel=W\sin\varphi\)
✅ \(W\sin\varphi\).
Solution
\(W_\parallel=W\sin\varphi\)
✅ \(W\sin\varphi\).
⭐ 4

\(V_x=3\) و\(V_y=4\) فإن \(V=\)

\(V_x=3\) and \(V_y=4\) so \(V=\)

A\(7\)\(7\)
B\(1\)\(1\)
C\(5\)\(5\)
D\(12\)\(12\)
الحل
\(\sqrt{9+16}=5\)
✅ \(5\).
Solution
\(\sqrt{9+16}=5\)
✅ \(5\).

📚 ملخص

📚 Summary

الكميةQuantityالقانونLaw
المركبة الأفقيةHorizontal component\(V_x=V\cos\theta\)\(V_x=V\cos\theta\)
المركبة الرأسيةVertical component\(V_y=V\sin\theta\)\(V_y=V\sin\theta\)
المقدارMagnitude\(V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\)\(V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\)

⚠️ أخطاء شائعة

⚠️ Common mistakes