القوى المؤثرة على جسم

القوة هي دفع أو سحب يؤثر على جسم نتيجة تفاعله مع جسم آخر ، هناك مجموعة متنوعة من أنواع القوة مشمولة في عنوانين من فئتين عريضتين على أساس ما إذا كانت القوة ناتجة عن الاتصال أو عدم الاتصال بين الكائنين المتفاعلين ، والوحدة التي نقيس بها القوة هي نيوتن (N) ، سميت على اسم السير إسحاق نيوتن ، عالم فيزياء ورياضيات إنجليزي ، يُعرف السير إسحاق نيوتن بأنه أحد أكثر العلماء تأثيرًا في كل العصور ، سميت وحدة القوة باسمه تقديراً لعمله في الميكانيكا وقوانينه الثلاثة للحركة.

وللتوضيح أكثر فكر في الموقف التالي: أنت تساعد معلمك جميعًا في إعادة ترتيب الفصل الدراسي وتطلب منك نقل مكتبها من أحد جانبي الفصل إلى الجانب الآخر ، كيف يمكنك أن تفعل ذلك؟ المكتب ثقيل جدًا ولا يمكنك رفعه ، فكيف يمكنك نقله عبر الفصل الدراسي؟

بالتأكيد إما أن تدفعه أو تسحبه عبر الغرفة ، وبذلك ، تكون قد بذلت قوة على المكتب لحمله على التحرك ،وهذا يعني أنه عندما يمارس جسم ما قوة على جسم آخر ، فإن الجسم الثاني يبذل قوة على الجسم الأول.

نحن نستخدم القوات كل يوم في حياتنا ، تعتمد أجسادنا على القوى ، تشد عضلاتنا عظامنا للسماح لنا بالحركة ، تدفع أقدامنا على الأرض عندما نسير ، لفتح الأبواب ، لالتقاط طعامنا – كل ما نقوم به ينطوي على نوع من القوة.[1]

أنواع القوى المؤثرة في حركة الأجسام

هناك 6 أنواع من القوى التي تعمل على الأشياء عندما تتلامس مع بعضها البعض ، تذكر أن القوة هي إما دفع أو سحب ، الستة هم:

قوى طبيعية

يمكنك رؤية القوة الطبيعية في بعض المواقف ، إذا قمت بوضع قطعة رقيقة من الخشب أو البلاستيك (المسطرة تعمل) بحيث تكون مدعومة من كلا الطرفين (ربما عن طريق الكتب) ووضعت شيئًا ثقيلًا صغيرًا في المنتصف ، فإن قطعة الخشب سوف تنثني ، بالطبع يريد أن يستقيم بحيث يمارس قوة صاعدة على الجسم، هذه القوة الصاعدة هي القوة العادية ، يمكنك أن تشعر بالقوة بنفسك إذا ضغطت لأسفل في وسط قطعة الخشب. كلما دفعت بقوة ، كلما زاد انحناء الخشب وزاد دفعه للخلف بقوة.

قوة تطبيقية

تشير القوة المطبقة إلى القوة التي يتم تطبيقها على شيء مثل عندما يحرك شخص قطعة أثاث عبر الغرفة أو يضغط على زر في جهاز التحكم عن بعد ، حيث يتم تطبيق القوة.

قوة الاحتكاك

قوة الاحتكاك هي القوة التي يسببها سطحان يتلامسان مع بعضهما البعض، يمكن أن يكون الاحتكاك مفيدًا كما هو الحال في الاحتكاك الذي يسمح للشخص بالسير على الأرض دون انزلاق أو يمكن أن يكون مدمرًا مثل احتكاك الأجزاء المتحركة في المحرك التي تحتك ببعضها البعض لفترات طويلة من الزمن.

قوة الشد

قوة الشد هي القوة المؤثرة على كابل أو سلك مثبت على طرفي نقيض بجدران متقابلة أو أشياء أخرى ، هذا يسبب قوة تسحب بالتساوي في كلا الاتجاهين.

قوة الزنبرك

قوة الزنبرك هي القوة الناتجة عن زنبرك مضغوط أو ممتد ، اعتمادًا على كيفية توصيل الزنبرك ، يمكن أن يسحب أو يدفع من أجل تكوين قوة.

وتغير الأشياء حركتها لأن القوى غير المتوازنة تؤثر عليها ، وهناك أربعة عوامل رئيسية تؤثر على حركة الأشياء ، وهذه العوامل هي؛

القوة
والاحتكاك
والقصور الذاتي
والزخم.

أمثلة تأثير القوة على اتجاه الحركة

البيسبول: يرسل القاذف الكرة نحو لوحة المنزل ، ويطبق الضارب القوة بالمضرب على الكرة ، وتذهب الكرة في اتجاه جديد.
كرة القدم: يرمي اللاعب كرة القدم لأعلى بزاوية ، تسحب قوة الجاذبية كرة القدم ، مما يؤدي إلى انحناء مسارها إلى الأرض (حيث نأمل أن يمسكها شخص ما).
سفينة الصواريخ تبحر عبر الفضاء ، يقوم الفلاش بتحويل السفينة إلى نقطة عمودية على اتجاه السفر (جانبيًا) ويضع الثقة مع محرك الصاروخ الخاص به ، ومن هنا سفينة الصواريخ تغير اتجاهها.
أنبوب أشعة الكاثود: يطلق سلك مشحون ساخن (باعث الكاثود) إلكترونًا ينجذب إلى اللوحة الأرضية في الطرف الآخر من الأنبوب (هذا هو شعاع الكاثود) ، عندما ينزل الإلكترون عبر الأنبوب ، فإنه يمر عبر مجال مغناطيسي يطبق قوة على الإلكترون ، ويغير اتجاهه.

كيف تؤثر القوة في الحركة

العلاقة بين القوة والحركة مدهشة تمامًا ، ما الذي جعل الكرة تتحرك بهذه الطريقة؟ لماذا تتوقف كرة القدم في النهاية إذا لم يلمسها أحد؟ ، لماذا يصعب السير على رصيف جليدي؟ ماذا يحدث للجاذبية عندما يكون الكتاب موضوعا على المكتب؟؛

يمكن للقوى تغيير حركة الجسم ، إذا كان الجسم ثابتًا ، يمكن أن تتسبب القوة في تحريك الجسم ، أو ، إذا كان الجسم يتحرك بالفعل ، فقد تتسبب القوة في تسريع الجسم أو إبطائه.
يمكن للقوى تغيير شكل الكائن ، وهذا ما يسمى التشوه.
يمكن للقوى تغيير الاتجاه الذي يتحرك فيه الكائن.

ومن هنا ، اتجاه حركة الجسم هو اتجاه صافي القوة المؤثرة على الجسم ، لذلك لتغيير اتجاه جسم متحرك ، استخدم القوة عليه في أي اتجاه تريده أن يتحرك ، وإذا كنت ترغب في تغيير اتجاه الجسم فقط وليس سرعته ، فقم بتطبيق القوة على الجسم عند 90 درجة في اتجاه الإزاحة ، اما إذا غيرت الاتجاه إلى الاتجاه المعاكس ، فقم بتطبيق القوة في الاتجاه المعاكس للحركة. يجب أن تكون القوة كافية لتقليل سرعة الجسم أولاً إلى 0 ثم توفير بعض السرعة في الاتجاه المعاكس.

كيف نصف حركة الجسم

يمكنك وصف حركة الجسم من خلال موقعه وسرعته واتجاهه وتسارعه ، لذا عندما يتحرك جسم ما ، نقول إن له سرعة ، السرعة هي معدل تغير موضع الجسم ، السرعة هي سرعة الجسم والاتجاه الذي يتحرك فيه ، تصف السرعة فقط مدى سرعة تحرك الجسم ، بينما تعطي السرعة كلاً من السرعة والاتجاه الذي يتحرك به الجسم.

يمكن أن يتحرك الجسم بسرعة ثابتة ، هذا يعني أنه يتحرك بنفس السرعة في نفس الاتجاه. على سبيل المثال ، السيارة التي تسير على طول الطريق السريع بسرعة 100 كم / ساعة في خط مستقيم لها سرعة ثابتة ، ومع ذلك ، ماذا يحدث عندما تتحرك السيارة بشكل أسرع أو تتباطأ؟ ، في الواقع ، يمكننا تغيير حركة جسم ما عن طريق تطبيق قوة لجعله يسرع أو يبطئ ، حيث تتغير سرعة الجسم بمرور الوقت بسبب تأثير قوة عليه ، وهذا يسمى التسارع وهو معدل تغير سرعة الجسم مع مرور الوقت ، بمعنى آخر ، إنه مقياس لكيفية تغير سرعة الجسم كل ثانية.

ماذا يحدث عند الدفع أو السحب بقوة متساوية

بالاضافة الى

العوامل المؤثرة في طاقة الحركة

، عندما تكون القوى متساوية مع بعضها البعض ومعاكسة في الاتجاه ، فإنهما يوازنان بعضهما البعض ونقول إن صافي القوة يساوي 0 N ، اما اذا قام أحدكم بالدفع أو الشد بقوة أكبر من الآخر ، تعمل القوتان في اتجاهين متعاكسين ، لكنهما غير متساويتين ، ونقول إن صافي القوة أكبر من 0 N ، ويكون هناك قوة محصلة ، وإذا كانت القوى متساوية وتعمل في نفس الاتجاه ، فستكون هناك أيضًا قوة ناتجة.

تخيل لعبة شد الحبل ، الناس على كلا الجانبين يسحبون الحبل ، إذا بذلوا قوى ذات حجم متساوٍ ، فإن الحبل يظل ثابتًا ، إذا كانت إحدى المجموعات قادرة على بذل قوة أكبر من المجموعة الأخرى ، فإن الحبل سيتحرك في اتجاه القوة الأكبر ، هذا لأن القوى غير متوازنة وهناك قوة صافية (ناتجة) تعمل في اتجاه القوة الأكبر.

وفي حالة أيضًا اذا كان أحدكم يمكنه السحب والآخر يمكن أن يدفع في نفس الاتجاه ، في هذه الحالة ، كانت هناك قوة صافية أكبر بكثير حيث كانت كلتا القوتين تعملان في نفس الاتجاه ، وبالتالي تضافان معًا لإنتاج قوة صافية أكبر.[2]