ما هي القوة

إن القوة هي عبارة عن كل مؤثر خارجي أو من الممكن أن يكون فعل يعمل على تغيير شكل

الجسم

أو تغيير حالته، وحتى يغير من اتجاه مساره، ويؤثر على حركته فإما يقوم بتسريعه أو يبطئة أو يوقفه ويصبح في حالة سكون، وإن القوة هي كمية فيزيائية تتألف من مقدار خاص بها واتجاه، ويتم قياسها بوحدة نيوتن وقد جاءت تسميتها نسبة للعالم الذي كان قد اكتشفها ويعرف باسم إسحاق نيوتن في القرن السابع عشر.

ما هو عزم دوران نيوتن

إن عزم الدوران هو مقياس يقيس مدى القوة التي يتم التأثير بها على الجسم وتعمل على تدويره، وإن الجسم يقوم بالدوران حول محور معين يسمى نقطة الارتكاز ويرمز لها O، وإن القوة يرمز لها F أما ذراع العزم فهو المسافة التي تكون من نقطة الارتكاز إلى نقطة تأثير القوة ويرمز لها بـ r، وهي المسافة من محور الدوران إلى النقطة التي تؤثر فيها القوة.

ما هي القوة الحصانية

وهي وحدة قياس تم اختراعها من قبل

العالم

الاسكتلندي جيمس وات في نهاية القرن الثامن عشر، وإن الهدف من القوة الحصانية هو قياس قوة محركات البخار التي يتم استخدامها في ذلك

الوقت

، ولكن تم تطويرها حتى شملت محركات الاحتراق الداخلي بالإضافة إلى المحركات التوربينية، وإ نوحدة القوة الحصانية في الفيزياء تكون مساوية قدرة أحد الأحصنة على رفع 33000

رطل

من

الوزن

وتكون المسافة بمقدار قدم واحدة خلال دقيقة، وإن هناك ثلاثة أنواع من القوة الحصانية فمنها القوة الميكانيكية والكهربية بالإضافة إلى القوة المترية، وإن هذه القوى جميعها يتم استخدامها لقياس القوة الحصانية لمحركات السيارات.[2]

ما الفرق بين القوة وعزم الدوران

لمعرفة الفرق ما بين القوة والعزم يجب أولاً أن ننوه أن العزم هو نفسه عزم الدوران ويعرف أيضاً باسم عزم القوة، وإن هناك علاقة وثيقة ما بين القوة وعزم الدوران، فعندما يتم تطبيق قوة على جسم يكون في حالة دوران حول محور دوران ثابت فينتج عنه عزم الدوران، ولكن بشرط أن لا تكون القوة مارة من مركز الدوران، وعندما تُطبق القوة على جسم يكون في حالة سكون فستؤثر هذه القوة عليه وتجعله يتحرك، وإن تطبيق القوة على جسم يكون في حالة حركة تجعله يتباطأ، وإن عزم الدوران الذي يكون ناتجاً عن قوة معينة يتوقف على مقدار هذه القوة بالإضافة إلى طول الذراع وهي ما تعرف بالمسافة ما بين نقطة تأثير القوة ومركز الدوران، وإن الفرق ما بين القوة وعزم الدوران كما يلي:[1]

إن عزم الدوران يمثل جوهر الحركة في أغلب الأمور ولكن القوة ليست سوى جزءاً من معادلة عزم الدوران، وإن القانون الذي يعمل على جمع عزم الدوران بالقوة هو عزم الدوران يساوي القوة مضروبة بطول ذراع القوة.
وهنا نجد أن القوة هي كل فعل يعمل على تحريك الجسم وتغيير سرعته في حال إن كان في وضع حركة وتعمل على تحريكه عندما يكون ساكناً، وتعمل أيضاً على تغيير شكل الجسم، بينما عزم القوة فهو يكون ناتجاً عن ضرب القوة بالمسافة العمودية عن المحور، أي عندما نريد أن نطبق قوة على باب حتى يتم فتحه فسيتم دوران الباب حول محوره ويتم توليد عزم حاصل هذه القوة.
وتبعاً للنظام الدولي فإن عزم الدوران تقاس بنيوتن متر أما القوة فتقاس بوحدة نيوتن N، وإن كل واحد نيوتن يساوي القوة المطلوبة حتى يتم تسريع جسم يكون وزنه ا كغ في الثانية الواحدة.
إن عزم القوة هو الذي يعمل على تدوير الجسم حول محوره، بينما القوة فهي عملية الشد أو عملية الدفع وإن هذه القوة في حالة عزم الدوران وتكون على شكل لف.
يعرف عزم الدوران على أنه هو عبارة عن القوة الدورانية التي يتم إنتاجها من خلال العمود المرفقي للمحرك، وإن هذا المحرك وأدائه يتعلق بذلك العزم، حيث أنه كلما تم ازدياد العزم يزداد معه الأداء، وهنا نستنتج أن عزم الدوران الثابت هو العزم الذي لا يتم إنتاج التسارع الزواي عنه وإنما المتحرك فهو العزم الذي ينتج عنه التسارع الزاوي، بينما القوة فهي السرعة في إنجاز العمل.
إن عزم الدوران قادر على القيام بالعمل بينما القوة فهي السرعة التي يتم إنجاز ذلك العمل من خلالها، ونستطيع أن نقول أن معدل إكمال العمل خلال فترة زمنية معينة، وإن العزم والقوة يرتبطان فيما بينهما بعلاقة تتجلى في أن القوة المقدرة بالحصان تكون مساوية إلى عزم الدوران ومضروبة بعدد دورات المحرك في الدقيقة، ونستطيع أن نعبر عن هذه العلاقة بهذه المعادلة: H = T x rpm / 5252

تأثير القوة على الجسم

نجد أنه عندما يتم تطبيق القوة على جسم ما فينتج ما يلي:

إن هذه القوة تعمل على تغيير الجسم ويتم تسمية هذا التغيير بالتشوه.
إن القوى تعمل على تغيير حركة الجسم فتحركه إذا كان الجسم ساكناً وتعمل على تغيير سرعته إن كان متحركاً.
تغير القوة اتجاه الجسم الذي يتحرك به.

فعندما يكون الجسم في حالة الحركة فإننا نقول أن هذا الجسم لديه سرعة وإن هذه السرعة هي معدل يتم تغيير مكان الجسم والاتجاه الذي يتم التحرك فيه، وإن من خلال تطبيق قوة نستطيع أن نغير حركة جسم فمن الممكن أن يسرع هذا الجسم أو يغدو بطيئاً، وإن سرعة الجسم من الممكن أن تتغير مع مرور الوقت بسبب القوة التي يخضع إليها هذا الجسم، وإن القوة عندما تطبق على جسم تولد عزم القوة.

قوانين نيوتن في القوة أو الحركة

إن قوانين نيوتن تتجلى في:

القانون الأول لنيوتن ينص أن الجسم يبقى ساكناً أو من الممكن أن يسير في مسار محدد في حال عدم تأثيره بقوة خارجية تعمل على تحريكه أو تغير من مسار اتجاه حركته.
القانون الثاني لنيوتن وينص على أنه إذا تم التأثير على جسم من خلال عدة قوى، فتعطي هذه القوى الجسم تسارعاً بمقدار هذه القوى وإنه يتناسب طرداً مع كتلة الجسم، وهنا نجد القانون هو : مجموع القوى = التسارع* الكتلة.
القانون الثالث لنيوتن وهو الذي ينص على أن لكل فعل رد فعل ويكون رد الفعل مساوياً له في المقدار، وأيضاً يكون معاكس في الاتجاه.

وإن لهذه القوى استعمالات عديدة قد استفاد منها الإنسان وقد تم صناعة الكثير من الأشياء التي تعتمد بشكل رئيسي على قوانينه مثل الطيارات ومواقع الانزلاق بالإضافة إلى المصاعد الكهربائية وغيرها.