محصلة القوى في بعد واحد |
تقسم القوى في الطبيعة إلى نوعين
بعض القوى لا يمكن أن تحدث دون ملامسة الجسم
وبعض القوى ليست بحاجة إلى ملامسة الجسم كي
تحدث
اثرت قوة على المكعب في الصورة مقدارها
40 نيوتن نحو الشرق محصلة القوى المؤثر على الجسم تعادل فتاة كتلتها 60 كيلو جرام تقف على ميزان حمام موضوع على أرضية مصعد يتحرك نحو الاعلى بعجلة تسارع مقدارها أختر الإجابة الصحيحة رجل كتلتة 80 كيلو جرام يقف على ميزان حمام موضوع على أرضية مصعد يتحرك نحو االاسفل بعجلة تسارع مقدارها أختر الإجابة الصحيحة
القوة المعيقة
قانون نيوتن الثالث
حدد من هي قوى التلامس ومن هي قوى المجال
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
رسومات مخطط القوى المؤثرة على الجسم
عند معالجة مسائل القوى للسهولة يجب علينا رسم القوى المؤثرة على الجسم ويتم رسم سهم من مركز الجسم يعبر عن القوة له طول يعادل القوة واتجاهه هو اتجاه القوة
اكتسب مهارة
حدد أولا مقياس الرسم
10 نيوتن = 1 سانتي متر
محصلة القوى في بعد واحد
المحصلة تعني مجموع القوى
الحالة الأولى القوى بنفس الاتجاه اي الزاوية بين القوتين صفر
تكون المحصلة هي حاصل مجموع القوتين واتجاهها بنفس اتجاه القوتين
\[F_ {net} = F_1 + F_2 = 6 + 3 = 9 N\] شرقا
الحالة الثانية القوى باتجاهين متعاكسين اي الزاوية بين القوتين 180 درجة
تكون المحصلة هي حاصلطرح القوتين واتجاهها بإتجاه القوة الأكبر
\[F _{net} = F_1 - F_2 = 60 - 20 = 40 N\] شرقا
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
في هذه المحاكاة حساب محصلة قوتين في بعد واحد
التسارع والقوة
عند التأثير بقوة ثابتة على جسم فإن الجسم سوف يبدأ بالحركة إذا كانت القوة غير متوازنة
يتحرك الجسم بسرعة متزايدة ويملك الجسم تسارع ثابت
وإذا تم زيادة مقدار القوة يزداد تسارع الجسم واذي يعادل ميل الخط البياني (السرعة - الزمن )
من خلال المحاكاة يتم زيادة القوة وفي كل مرة راقب ميل الخط البياني ولاحظ كيف يزداد التسارع
قانون نيوتن الثاني
نص قانون نيوتن الثاني على "أن محصلة القوى التي تؤثر على جسمٍ ما وكان الجسم قابل للحركة ، ينتج عنها تسارع يتناسب طرديًا معها بينما يتناسب عكسيًا مع كتلة الجسم؛
بمعنى أنه كلما زادت القوة زاد التسارع،
وكلما زادت الكتلة قل التسارع، ،
ويعبر عن قانون نيوتن الثاني بالصيغة الرياضية التالية،.
\[F=m.a \]
في هذه المحاكاة المرحلة الاولى سوف ندرس علاقة التسارع بالقوة (بثبات الكتلة )
في المرحلة الثانية سوف ندرس علاقة التسارع بالكتلة (بثبات القوة )
في هذه المرحلة اجعل قوة الشد ثابتة وغير كتلة السيارة عن طريق كتابة قيمة الكتلة للعربة وحمولتها داخل الايقونة
اجري التجربة وفي كل مرة قم بزيادة كتلة السيارة دون اضافتها على الكتلة المعلقة وسجل كل مرة كتلة الجملة والتسارع
وارسم الخط البياني بين التسارع والكتلة
مثال 1)"
رتب التسارع للعربات من الأصغر إلى الاكبر
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
قانون نيوتن الاول : القصور الذاتي
ينص قانون نيوتن الأول : الجسم الساكن يبقى ساكنًا ما لم تؤثر عليه قوة خارجية فتحركه
، والجسم المتحرك في خط مستقيم يبقى كذلك للأبد ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من اتجاه حركته، وهذا يعني أن الأجسام لا يمكن أنّ تبدأ بالحركة أو أن تتوقف أو تغير من اتجاهها من تلقاء نفسها وإنّما ذلك يتطلب قوة خارجية لإحداث هذا التغيير، وتعد هذه الخاصية للأجسام الضخمة لمقاومة التغيرات في حالة الحركة
مثال 1) ادارة المرور تنصح السائق وركاب السيارة بوضع حزام الامان اثناء حركة السيارة فسر السبب
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الاتزان
نقول عن جسم أنه في حالة اتزان
عندما تكون محصلة القوى المؤثرة على الجسم معدومة
\[\sum F_X=0\;\;\;\;\;\sum F_Y=0\]
في هذه الحالة فإن الجسم قد يكون ساكن
\[v=0 \;\;\;\;\;\; a=0\]
أو أن الجسم يتحرك بسرعة ثابتة
\[v=constan\;\;\;\;\;\;a=0\]
الوزن و القوة المعيقة
هناك خطأ شائع لا نميز بين كلمة الوزن والكتلة
الكتلة :هي مقدار المادة في الجسم (على الرغم من صعوبة تحديد ما هي المادة)
الوزن
:هو القوة المطبقة على الجسم من قبل الجاذبية
الكتلة لا تتغير بتغير المكان ولكن الوزن يتغير حسب مجال الجاذبية
تعطى قيمة وزن الجسم بالعلاقة
\[W=F_g=m.g\]
\[N=Kg.\frac{m}{S^2}\]
الكتلة والوزن على سطح هذا العالم
في هذه المحاكاة لاحظ أثر تغير الوزن بتغير المكان ولكن الكتلة تبقى ثابتة
عندما تعلق جسم بزنبرك هناك قوة شد تعادل وزن الجسم
إضغط على الكوكب أولا
( Reset ) ثم إضغط على
ثم على السهم المتجه نحو الأعلى
الوزن الظاهري هو الوزن الغير حقيقي الذي يظهر نتيجة حركة الجسم بتسارع وهو موجود على ميزان او جسم معلق بزنبرك
اعتبر أن الاتجاه الموجب دوما هو اتجاه الحركة
اذا كان المصعد يتحرك نحو الاعلى
\[F_N - F_g = m .a\]
فإذا كان الجسم متسارع فإن التسارع موجب وإذا كان متباطئ فإن التسارع سالب
فاذا كان المصعد يتحرك نحو الاسفل
\[ F_g - F_N = m . a \]
فإذا كان الجسم متسارع فإن التسارع موجب وإذا كان متباطئ فإن التسارع سالب
في هذه المحاكاة يوجد مصعدين أحدهما يتحرك نحو الأعلى وأخر يتحرك نحو الأسفل
حركة المصاعد والوزن الظاهري
يعرف الوزن بأنه قوة شد الجاذبية الأرضية للجسم. ووزن الجسم على الأرض هو قوة الجذب التثاقلي للأرض على الجسم. وبالمثل فإن وزن جسم على القمر هو قوة الجذب التثاقلي التي يؤثر بها القمر على الجسم.
يقاس وزن أي جسم عادة بوضعه على كفة ميزان ساكن في أغلب الأحيان. وفي هذه الحالة يؤثر الميزان على الجسم بقوة حاملة تساوي قوة الجاذبية؛ أي أن ما يقاس هو في الواقع قيمة هذه القوة الحاملة.
لو وضع جسم على ميزان فإن القوة الحاملة هي القوة المتعامدة لو علق جسم بزنبرك فإن القوة الحامله قوة الشد
الوزن الظاهري هو الوزن الغير حقيقي الذي يظهر نتيجة حركة الجسم بتسارع وهو موجود على ميزان او معلق بزنبرك
عند وضع جسم على ميزان وتطبيق قانون نيوتن الثاني مع اعنبار ان الاتجاه الموجب هو اتجاه الحركة
اذا كان المصعد يتحرك نحو الاعلى
\[FN - Fg = m .a \]
فإذا كان الجسم متسارع فإن التسارع موجب وإذا كان متباطئ فإن التسارع سالب
فاذا كان المصعد يتحرك نحو الاسفل
\[ Fg - FN = m . a \]
فإذا كان الجسم متسارع فإن التسارع موجب وإذا كان متباطئ فإن التسارع سالب
2 m / S2
فإن الوزن الظاهري للفتاة
g= 10 m / S2
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
2 m / S2
فإن الوزن الظاهري للرجل
g= 10 m / S2
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
عندما نترك جسم يسقط سقوط حر وبوجود مقاومة الهواء في بداية السقوط تكون هناك قوة وحيدة وهي وزن الجسم وعندما تزداد سرعة الجسم تظهر مقاومة الهواء واتجاهها عكس حركة الجسم وتزداد قوة المقاومة بزيادة سرعة الهواء حسب العلاقة
\[F_d = - K 𝜗 = - \frac{1}{2} .𝜌 .A . C_d . 𝜗 \]
𝜌( كثافة المائع )
A ( مساحة مقطع الجسم )
Cd (معامل الإعاقة ليس له بعد أو وحدة )
𝜗 ( سرعة الجسم )
عندما تزداد سرعة الجسم تزداد مقاومة الهواء حتى تصبح تعادل وزن الجسم عندها نقول إن الجسم قد وصل إلى السرعة الحدية ويتحرك الجسم بسرعة ثابتة
لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومعاكس في الاتجاه
(القوى في الطبيعة مثنى مثنى )
لا يمكن ايجاد محصلة الفعل ورد الفعل لان الفعل يحدث على جسم ورد الفعل يحدث على جسم أخر
تطبيقات على قوانين نيوتن
حركة جسم على مستوى أفقي
){kind=link}
1 Comments
ممتاز و استفدت الكثير
ReplyDelete