ماذا يحدث عندما تؤثر قوة محصلة في جسم

مخزن

ماذا يحدث عندما تؤثر قوة محصلة في جسم

يتسارع الجسم في اتجاه القوة.

• من أقرب الأمثلة على تأثير قوة محصلة في جسم هو:
  • قوة تصادم (الكرة والمضرب) في لعبة البيسبول الأمريكية أو لعبة التنس.
  • قوة تصادم (الكرة ويد لاعب) في لعبة الكرة الطائرة.

التسارع (العجلة): هو عبارة عن معدل تغير السرعة المتجهة لكمية فزيائية معينة في فترة زمنية محددة، لتحديد السرعة والاتجاه.

• يتم وصف التسارع على أنه قانون نيوتن الثاني الذي أسس علم حركة الأجسام وهو التأثير الناتج من اشتراك سببين هما:
  • صافي أوزان جميع القوى الخارجية المؤثرة على الجسم (الكمية تتناسب طردياً مع مستوي القوة الناتجة).
  • كتلة الجسم وأبعاده مع الاعتماد على المواد المصنوعة منها (الكمية تتناسب عكسياً مع كتلة الجسم).
• الوحدة الرئيسية لقياس التسارع هي (متر لكل مربع ثانية).

قوانين نيوتن في علم الحركة

هي قوانين تم وضعها لتفسير العديد من النظم والظواهر الفيزيائية تم نشرها في الطبعة الأولى من الفلسفة الطبيعية عام 1687م للجاذبية الكونية.

وهو أيضاً قادر على تفسير قوانين كبلر لحركة الكواكب ولا تزال هذه القوانين من بين أهم القوانين الفيزيائية حتى وقتنا الحالي.

• قانون نيوتن الأول: ينص على أن الجسم الساكن يبقى كما هو والجسم المتحرك بسرعة ثابتة يبقى متحرك ما لم تؤثر فيه قوة محصلة وهو ما يعرف بقانون القصور الذاتي أو العطالة.
• في قانون نيوتن الثاني: يعرف التسارع بالعلاقة الآتية: ت = ق م/ك.
  • إذا أثرت قوة على جسم معين فإنها تمنحه تسارعاً يتناسب طردياً مع قوته وعكسياً مع كتلته.
• قانون نيوتن الثالث: ينص على أن لكل قوة فعل قوة رد فعل تساويها في المقدار وتعاكسها في الاتجاه.
  • جميع القوي بين جسمين تكون متساوية في المقدار ومتضادة في الاتجاه.

حالات التسارع

الحالة الموجبة: عندما يكون اتجاه التسارع في نفس اتجاه الحركة وتزداد السرعة مع الزمن.

1. ما يعني إذا كانت السرعة (5 متر/ثانية) والتسارع (5 متر/مربع ثانية) فتصبح السرعة:
   • بعد مرور ثانية واحدة تساوي (10 متر/الثانية).
   • وبعد ثانيتين تصبح (15 متر/الثانية).
   • وبعد ثلاث ثواني تصبح (20 متر/الثانية).
2. الحالة السالبة: عندما تنخفض السرعة مع مرور الزمن يطلق على هذه الحالة اسم (التسارع العكسي) مثل ما يحدث عند الضغط على دواسة المكابح في السيارة فتبدأ السرعة في التباطؤ بمعدل ثابت حتى تتوقف السيارة.
3. حالة المعدوم (التسارع يساوي صفر): بمعنى أن السرعة المنتظمة الثابتة لا تتغير مع مرور الزمن.

• القطار هو أقرب مثال عندما ينطلق من المحطة وتتزايد سرعته تدريجياً (الحالة الموجبة).
• حتى يصل إلى سرعة (70 كيلومتر في الساعة) ثم يسير بتلك السرعة المنتظمة لمدة حوالي 30 دقيقة وفي هذه الحالة يصبح تسارعه (عجلته) معدوماً ومساوياً للصفر.
• عندما يقترب من المحطة التالية يضغط السائق مكابح القطار ليبدأ في خفض سرعته (عجلة سالبة الإشارة) أو (تسارع عكسي) وتستمر لمدة حوالي 45 ثانية تقريباً تنخفض فيها السرعة تدريجياً حتى يتوقف القطار.

الشغل والآلة البسيطة

الشغل: يساوي القوة المؤثرة مضروبة في المسافة التي تؤثر القوة خلالها: ش = ق ف.
الآلة البسيطة: هي عبارة عن أداة تساعد في تسهيل العمل وتعمل على زيادة القوة أو المسافة أو تغير اتجاه القوة المؤثرة.

• الفائدة الآلية تساوي القوة الناتجة مقسومة على القوة المبذولة.
• بعض أنواع الآلات البسيطة:
  1. العجلة.
  2. الرافعة.
  3. البكرة.
  4. البرغي.
  5. السطح المائل.
  6. المحور.
  7. الآسفين.

ما وحدة التسارع

تعتبر وحدة قياس السرعة: هي كيلومتر في الساعة (كلم/س)أو المتر في الثانية (م/ث).
وحدة قياس التسارع (العجلة): كيلومتر في مربع الساعة (كلم/س 2) أو متر في مربع الثانية (م/ث 2).

أي مما يلي قوة

يعتبر الاحتكاك من أحد أشكال القوة.

يعتمد القصور الذاتي على

القصور الذاتي يعتمد على كتلة الجسم.

• القصور الذاتي هو عبارة عن مصطلح فيزيائي يعني مقاومة جسم ساكن الحركة ومقاومة جسم متحرك بتزويده بعجلة ثابتة أو تغيير مساره أو اتجاهه.
• هو خاصية مقاومة جسم مادي لتغييرات حالته من السكون إلى الحركة بسرعة منتظمة وفي خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة أخرى وتغير من حالته.
• تتوقف القوة المطلوبة لتغيير حركة جسم ما على كتلة الجسم.
• الكتلة هي عبارة عن كمية المادة الموجودة في جسم معين وكلما ازدادت كتلة الجسم كلما أصبحت حركته أو تغيير سرعته واتجاهه أصعب وتحتاج إلى قوة أكبر.
• مثال على ذلك عند إيقاف قاطرة متحركة، فهي تحتاج إلى جهد أكبر من إيقاف سيارة تسير بنفس السرعة والسبب هو العلاقة بين القصور الذاتي والكتلة.
• عادة يقوم علماء الفيزياء بتعريف (الكتلة) على أنها قياس القصور الذاتي بدلاً من قياس المادة.

إذا ألغت القوى بعضها أثر بعض فان القوة تعتبر

القوة تعتبر (متزنة).

• هي قوانين نيوتن الثلاث في علم حركة الأجسام.
• وتجتمع هذه القوانين لكي توضح القوي التي تؤثر على الجسم في حركته.

أسئلة شائعة حول قوانين الحركة