⚙️ النواس الثقلي – تجربة تفاعلية مع شرح النتائج

(1) تعليق المسطرة من طرفها العلوي

عند تعليق المسطرة من طرفها العلوي في النقطة O وتركها حرة، فإنها تتوازن شاقوليًا. تؤثر عليها قوتان خارجيتان هما:

• ثقل المسطرة المطبق في مركز ثقلها G
• رد فعل الحامل عند النقطة O

في وضع التوازن يكون عزم ثقل المسطرة حول O معدومًا، لذلك تكون المسطرة في توازن مستقر.

(2) إزاحة المسطرة وتركها دون سرعة ابتدائية

عند إزاحة المسطرة بزاوية θ₁ ثم تركها دون سرعة ابتدائية، لا يمر خط عمل الثقل بمحور الدوران، فينشأ عزم ثقل غير معدوم.

هذا العزم يكون مرجعًا، أي يعيد المسطرة نحو وضع التوازن، فتتحرك حركة اهتزازية دورية تسمى حركة نواس ثقلي.

(3) تعليق المسطرة من مركز ثقلها

عند تعليق المسطرة من مركز ثقلها G ثم إزاحتها بزاوية θ₂، يبقى خط عمل الثقل مارًا بمحور الدوران في جميع الوضعيات.

لذلك يكون عزم الثقل معدومًا دائمًا، فلا تتحرك المسطرة ويبقى توازنها توازنًا محايدًا.

🟨 الاستنتاج العام

كل جسم صلب يهتز بتأثير عزم ثقله حول محور دوران لا يمر من مركز عطالته يسمى نواسًا ثقليًا.