أمثلة حياتية على تأثير القوة غير المتزنة

أمثلة حياتية على تأثير القوة غير المتزنة

• اللعب على الأرجوحة.
• لعبة شد الحبل.
• تحريك صندوق ثقيل.
• ركل كرة القدم.
• حركة كفتي الميزان.
• التزلج.

اللعب على الأرجوحة:

أثناء اللعب على أرجوحة إذا كان شخص ثقيل الوزن جالساً على جانب، وشخص أخف نسبياً جالساً على الجانب الآخر؛ فإن القوى المطبقة على جانبي الأرجوحة تكون غير متساوية في الحجم؛ ومن ثم يمكن ما الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه ؟

لعبة شد الحبل:

القوة غير المتزنة لها تطبيق رائع في الفوز برياضة شد الحبل، إذ تُستخدم  القوة من قبل كلا الفريقين من أجل سحب الحبل نحوهم، والفريق الذي يطبق قدراً أكبر من القوة يكون قادراً على سحب الفريق المنافس نحو خط الوسط ويفوز بالمنافسة، في غياب القوة غير المتزنة، لن يتمكن أياً من الفريقين من الفوز بالمباراة.

تحريك صندوق ثقيل:

أي جسم يُوضع على الأرض يتأثر بقوة الجاذبية والقوة العادية، كلتا القوتين متساويتان؛ لذلك، يظل الجسم في حالة سكون، وأثناء دفع هذا الجسم في اتجاه معين، تدخل قوة تقاوم الحركة تسمى قوة الاحتكاك، فإذا تجاوزت القوة المُطبقة قوة الاحتكاك، يمكن أن نفهم إجابة سؤال ما الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه ؟

ركل كرة القدم:

عندما يركل لاعب كرة ثابتة بقوة؛ فإنها تبدأ في التحرك، ويكون مقدار القوة المؤثرة على الكرة أكبر من قوة الاحتكاك، لذلك؛ فإن صافي القوة لا يساوي صفراً، مما يجعل الكرة تتحرك في اتجاه القوة التي يمارسها اللاعب، وهنا فإن المسؤول عن حركة الكرة هي القوة غير المتزنة.

حركة كفتي الميزان:

إذا وُضعت مادة ثقيلة على جانب واحد من الميزان، تُصبح حالة توازن كفتي الميزان مُختلة، فلم تعد القوى المؤثرة على الميزان متساوية، وهذا هو السبب في أن القوة الكلية لا تساوي الصفر، ومن ثم نرى ما الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه ؟

التزلج:

يتعين على اللاعب أثناء التزلج استخدام قدر كافٍ من القوة يكفي للتغلب على قوة الاحتكاك، إذ تقاوم قوة الاحتكاك الحركة وتساعد في الحفاظ على حالة السكون، وإذا كانت قوة الاحتكاك مساوية للقوة التي يُطبقها اللاعب، فإن لوح التزلج لن يتحرك وسيظل في الوضع الثابت؛ أما إذا كانت القوة التي يُطبقها اللاعب أكبر من قوة الاحتكاك، فإن القوة غير المتزنة تدخل حيز التنفيذ وتتسبب في تحريك لوح التزلج. [4]

تعريف القوة غير المتزنة

قبل شرح ما الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه ؟ يجب معرفة تعريف القوة غير المتزنة، فعندما يُطبق مقدار غير متساو من القوة على الجسم في نفس الاتجاه أو الاتجاه المعاكس، يُطلق على هذا النوع من القوة (القوة غير المتزنة). ويمكن تبسيط الأمر ونقول “إن

القوة غير متزنة هي



وجود قوتين غير متساويتين تعملان في اتجاهين متعارضين على جسم ساكن أو متحرك


“. [2]

القوة غير المتزنة واتجاه الحركة

ما الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه ؟ إذا كانت قوتان في اتجاهين متعاكسين، فإن القوة الكلية هي

الفرق بين القوتين


هي في اتجاه القوة الأكبر

، فتخيل أن كلبين يلعبان لعبة شد الحبل بقطعة قصيرة من الحبل، وكلاً منهما يبذل قوة، لكن في اتجاهين متعاكسين.

لاحظ أدناه أن الكلب الأيسر يسحب بقوة 10 نيوتن ، أما الكلب على اليمين يسحب بقوة 12 نيوتن، فأي كلب تعتقد أنه سيفوز في شد الحبل؟ مع الأخذ في الاعتبار أن القوى في اتجاهين متعاكسين ،لهذا تُحدد القوة الكلية بطرح القوة الأصغر من القوة الأكبر، وفي هذه الحالة؛ فإن القوة الكلية هي 2 نيوتن في اتجاه الكلب على اليمين.

وهذا على عكس القوى المتزنة؛ إذ لا تُسبب تغيراً في الحركة، فعندما تعمل القوى المتوازنة على جسم في حالة السكون فلن يتحرك، وإذا ضغطت على الحائط يُدفع الجدار للخلف بقوة مساوية ولكن معاكسة فلن تتحرك أنت ولا الجدار؛ وهكذا أيضاً إذا افترضنا أن كلا الفريقين في لعبة شد الحبل متساويين في القوة، فلن يقدر أحد الفريقين على سحب الفريق الآخر في اتجاهه؛ إذ أن القوة التي تسبب تغييراً في حركة الجسم هي قوة غير متزنة. [3]

الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه

وهو يتسارع الجسم إذا زادت القوة غير المتزنة المؤثره عليه

.

يمكن للقوة غير المتزنة الواقعة أن تحرك الجسم الساكن الواقعة عليه، كما يمكنها أن تغير من سرعة واتجاه الجسم المتحرك،

ربما نتسائل ما الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه ؟ ووفقاً لقوانين نيوتن للحركة؛ فإن القوة غير المتزنة هي القوة التي تسبب تغيراً في حركة الجسم الذي تُطبق القوة عليه،  فالجسم في حالة الراحة أو في حركته الثابتة يستمر في السكون أو في حركته غير المتغيرة ما لم يتعرض لقوة غير متزنة.

وفي هذه الحالة؛ يتسارع الجسم في اتجاه القوة وفقاً للمعادلة: القوة تساوي الكتلة مضروبة في التسارع، وتستمر القوة غير المتزنة في تسريع الجسم حتى تتشكل قوة مضادة جديدة وتُنشئ توازن جديد للقوى، ثم يحافظ الجسم المتسارع على سرعة ثابتة، وتتوازن القوة غير المتزنة سابقاً بالقوة الجديدة، ويمكن شرح الأمر بطريقة أخرى وتلخيصه؛ بقول (إن القوة غير المتزنة هي القوة التي تغير موضع أو سرعة أو اتجاه الجسم الذي يتم تُطبق عليه، كما تعمل القوة غير المتزمة على تسريع الجسم مع التسارع المتناسب طردياً مع حجم القوة، ويتناسب عكسياً مع كتلة الجسم). [1] [2]

كيف تعمل القوة غير المتزنة

إذا كان الجسم مستقراً وساكناً؛ تتوازن جميع القوى مع الجسم إما بحدوث حالة راحة أو حركة في اتجاه معين بسرعة ثابتة،


ولكن ما الذي يحدث للجسم إذا زادت القوه غير المتزنه المؤثره عليه ؟ في الحقيقة إذا بدأت قوة واحدة في الزيادة أو اُدخلت قوة جديدة؛ يمكن أن يتغير الوضع، اعتماداً على قوة القوة المتزايدة أو القوة الجديدة، وفي حال كانت القوة المتزايدة أو القوة الجديدة ضعيفة؛ يحدث توازن قوى جديد ولا يتغير شيء، إذا أصبحت القوة المتزايدة أو الجديدة قوية للغاية بالنسبة لتوازن القوى الحالي؛ فسوف تتسارع الأجسام وتتحرك وتغير موقعها أو سرعتها، ويستمر الوضع في التغير حتى يُحقق توازن جديد للقوى.

على سبيل المثال؛ فإن السيارة التي تسير على منحدر سريع ومستقيم ومستوٍ تخضع لعدة قوى متوازنة وغير متوازنة، إذ يحدث توازن لوزن السيارة التي تُدفع لأسفل عن طريق قوة دفع الطريق لأعلى؛ لذلك لا تتسارع السيارة لأعلى أو لأسفل، فاحتكاك الإطارات المتدحرجة على المنحدر ومقاومة الهواء قوتان غير متوازنتان تعملان على إبطاء السيارة، كما يحافظ القصور الذاتي للسيارة على دوران السيارة، لكن القوتين غير المتوازنتين تبطئان من سرعتها حتى التوقف، وعندما تتوقف السيارة؛ تتوازن جميع القوى مرة أخرى ولا يوجد تسارع جديد ما لم يدير السائق محرك السيارة ويبتعد، مضيفاً قوة جديدة غير متوازنة تتغلب على القوتين السابقتين. [2]