Transcript القانون الأول لنيوتن

‫القانون األول لنيوتن‬
‫‪‬القانون األول يتحدث عن وضعية الجسم عندما ال تؤثر‬
‫عليه أية قوة ‪ ,‬أو عندما تؤثر عليه عدة قوى محصلتها‬
‫صفر( مجموع القوى المؤثرة في نفس األتجاه مساوية‬
‫لصفر)‪.‬‬
‫‪‬اذا ما هي محصلة القوى وكيف يمكن حسابها؟؟؟‬
‫محصلة القوى‬
‫‪‬عندما تعمل على جسم معين عدة قوى فاننا نستطيع‬
‫استبدال هذه القوى بقوة واحدة مكافئة نسميها محصلة‬
‫القوى وتعريفها ‪:‬‬
‫‪‬القوة المحصلة لعدة قوى تعمل على جسم معين هي‬
‫عبارة عن القوة الواحدة التي اذا استبدلنا بها هذه‬
‫القوى‪ ,‬فأنها سوف تؤدي الى نفس التأثير على هذا‬
‫الجسم‬
‫محصلة القوى‬
‫‪‬القوة هي مقدار موجه اي له مقدار واتجاه ( فيكتور)‬
‫لذلك علينا تحديد مقدار واتجاه القوة ‪.‬‬
‫‪‬فعندما تؤثر على الجسم عدة قوى فأن المحصلة لهذه‬
‫القوى هي عبارة عن الجمع الموجه لهذه القوى المؤثرة‬
‫على الجسم‬
‫‪‬نرمز للقوة بالحرف ‪F‬ولمحصلة القوة ب ‪. ∑F‬‬
‫‪‬أليجاد هذه القوة علينا اتباع الخطوات التى نتبعها في‬
‫عملية جمع المقادير الموجهه مثل سؤال ‪ 5‬صفحة ‪ 143‬من الكتاب‬
‫خطوات اليجاد محصلة القوى‬
‫‪ .1‬نختار هيئة محاور )‪ (xy‬مالئمة‪.‬‬
‫‪ .2‬نحدد متجهات القوى في هذه الهئية ‪.......F1 F2 F3‬‬
‫بحيث أن جميعها تخرج من نقطة األصل ‪.‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫نحلل كل قوة الى مركباتها باتجاه محور ‪ x‬وباتجاه‬
‫محور ‪)Fx Fy ).y‬‬
‫نجد القوة المحصلة في كل محور‬
‫… ‪∑Fx= F1x+F2x+F3x‬‬
‫……‪∑Fy= F1y+F2y+F3y‬‬
‫خطوات اليجاد محصلة القوة‬
‫‪ .5‬الخطوة األخيرة ‪:‬‬
‫اليجاد مقدار واتجاه القوة المحصلة ‪:‬‬
‫‪∑F= √ (∑Fx)^2 +(∑Fy)^2‬‬
‫‪Tan α= ΣFy/∑Fx‬‬
‫القانون االول لنيوتن‬
‫‪ ‬القانون االول لنيوتن يتحدث عن الوضع الذي ال تؤثر فيه‬
‫أية قوة على الجسم أو تؤثر عليه عدة قوى اال انها تبطل‬
‫الواحدة األخرى أي محصلة قوتها مساوية لصفر ‪.‬‬
‫لذلك ‪:‬‬
‫‪ ‬اذا لم تؤثر أية قوة على الجسم أو اذا أثرت عليه عدة قوى‬
‫بحيث أن محصلتها صفر‪ ,‬فان الجسم يكون اما ساكنا أو‬
‫يتحرك على خط مستقيم بسرعة ثابتة اي أن تسارع الجسم‬
‫في هذه الحالة صفر‬
‫حالة االتزان‬
‫‪ ‬اذا كان الجسم بوضع اتزان فان تسارعه يكون صفرا‬
‫‪http://www.interlect.co.il ‬‬
‫مثال للحل حسب قانون نيوتن االول‬
‫• جسم ما تعمل عليه القوى التالية كما مبين في الشكل ما هو‬
‫أتجاه القوة ‪ P‬التى يجب ان تعمل على الجسم حتى ال يتحرك‬
‫من مكانه ؟‬
‫‪P=17‬‬
‫‪F=15‬‬
‫‪α =60‬‬
‫‪R=9‬‬
‫قوة االحتكاك‬
‫‪‬قوة االحتكاك هي واحدة من القوى األكثر انتشارا من‬
‫حولنا‪ ,‬فنسمع دائما عن قوة االحتكاك مع األسطح أو‬
‫في الحركة بالهواء أو في داخل السوائل‪ ,‬وكذلك‬
‫االحتكاك في األجهزة على انواعها من المحركات‬
‫وغيرها‪.‬‬
‫‪‬هذه القوة هامة جدا من جهة وبنفس الوقت غير‬
‫مستحبة في بعض األحيان من جهة اخرى‪.‬‬
‫قوة االحتكاك‬
‫‪‬فلوال هذة القوة ال نستطيع المشي وكذلك السيارات ال‬
‫تستطيع السير واالجسام ال تستطيع الثبات في مكانها‬
‫بحالة استقرار‪ ,‬لكن من جهة اخرى هذه القوة تشكل‬
‫السبب االساسي لخسارة الطاقة في عمل األجهزة‬
‫والمحركات ‪.‬‬
‫‪‬ففي السيارة تخسر ما يزيد عن ‪ % 80‬من طاقة الوقود‬
‫بسبب هذه القوة‪.‬‬
‫قوة االحتكاك‬
‫‪‬يظهر االحتكاك في جميع مجاالت الحركة في الغازات‬
‫أو السوائل أو األجسام الصلبة‪.‬‬
‫‪‬نحن سوف نتطرق الى االحتكاك بين االجسام الصلبة‬
‫فقط واألسطح‪.‬‬
‫‪‬قوة اإلحتكاك تظهر فقط عندما يكون الجسم في حالة‬
‫حركة أو عندما يكون ساكنا ولكنه يميل للحركة‪.‬‬
‫‪‬اتجاه قوة االحتكاك هو دائما مواز للسطح الموضوع‬
‫عليه الجسم وهو ذو اتجاه معاكس التجاه حركة الجسم‬
‫قوة االحتكاك‬
‫‪‬قوة االحتكاك هي عبارة عن تأثير متبادل بين الجسم‬
‫والسطح ‪ ,‬هذا التأثير يظهر عندما يكون الجسم بحالة‬
‫حركة أو ميالن للحركة ‪.‬‬
‫‪ ‬نتيجة هذا التأثير المتبادل فإن الجسم يشغل على‬
‫السطح قوة إحتكاك نرمز لها بالحرف ( ’‪ ) f‬بإتجاه‬
‫حركته ‪ ,‬والسطح بدوره يشغل على الجسم قوة إحتكاك‬
‫( ‪ ) f‬مساوية بالمقدار ومعاكسة باإلتجاه أي بعكس‬
‫الحركة كما هو مبين في الشكل التالي ‪:‬‬
‫إتجاه حركة الجسم‬
‫’‪f‬‬
‫‪f‬‬
‫‪‬هذه القوى هي زوج من فعل ورد فعل وفي معظم‬
‫الحاالت نتمركز في القوة التي يشغلها السطح على‬
‫الجسم ( ‪ ) f‬ألن الذي يعنينا هو حركة الجسم وليس‬
‫التأثير الذي يحدث على السطح‬
‫مصدر القوة‬
‫‪‬مصدر قوة اإلحتكاك هو التماسك بين السطح الموجود‬
‫عليه الجسم وبين السطح الموضوع عليه الجسم‪ ,‬هذا‬
‫التماسك ناتج عن عاملين هما‪:‬‬
‫‪ (1‬قوى التجاذب اإللكترومغناطيسية بين جزيئات‬
‫الجسم والسطح‬
‫‪ (2‬التشابك بين النتوءات الميكروسكوبية الموجودة على‬
‫سطحي كل من الجسم والسطح‬
‫مميزات قوى اإلحتكاك‬
‫‪‬نميز بين نوعين من القوى واإلحتكاك‪:‬‬
‫‪ (1‬اإلحتكاك الساكن وهو اإلحتكاك الذي يعمل بين‬
‫الجسم والسطح عندما يكون ساكنا ولكنة يميل‬
‫للحركة‪.‬‬
‫‪ (2‬اإلحتكاك الحركي وهو اإلحتكاك الذي يعمل بين‬
‫الجسم والسطح عندما يكون الجسم موجود في حالة‬
‫حركة ‪.‬‬
‫‪‬اإلحتكاكان ينبعان عن نفس المسبب ولهم نفس‬
‫الخواص إال أنهما يختلفان ببعض التفاصيل‪.‬‬
‫اإلحتكاك الساكن‬
‫تعريف‪:‬‬
‫‪‬هو اإلحتكاك الذي يعمل بين الجسم والسطح عندما‬
‫يكون الجسم ساكنا ولكنه يميل للحركة‬
‫‪‬اإلحتكاك الساكن يزداد بإزدياد القوة الخارجية المؤثرة‬
‫على الجسم لكن إزدياده محدود لغاية عظمى معينة‬
‫ويرمز لها ‪ ʄsmax‬هذه القيمة معطى بالعالقة التالية‪:‬‬
‫‪ʄsmax= µN‬‬
‫‪‬حيث أن ‪ N‬هو عبارة عن القوة العامودية التي‬
‫يشغلها السطح على الجسم‬
‫‪‬و ‪ µs‬هو ثابت متعلق بنوع كل من مادتي الجسم‬
‫والسطح هذا المقدار يسمى معامل اإلحتكاك‬
‫الساكن وهو مقدار خال من الوحدات ويتم‬
‫الحصول عليه من التجارب‪.‬‬
‫اإلحتكاك الحركي‬
‫‪‬هو اإلحتكاك الذي يعمل بين الجسم والسطح عندما‬
‫يكون الجسم بحالة حركة ويرمز له بالحرف ‪ʄk‬‬
‫هذا اإلحتكاك ثابت وهو معطى بالعالقة التالية‬
‫‪ʄk= µkN‬‬
‫حيث أن ‪ N‬هو عبارة عن القوة العامودية التي يشغلها‬
‫السطح على الجسم و ‪ µk‬هو ثابت متعلق بنوع كل من‬
‫مادتي الجسم والسطح هذا المقدار يسمى معامل‬
‫اإلحتكاك الحركي وهو مقدار خال من الوحدات ويتم‬
‫الحصول عليه من التجارب‪.‬‬
‫إستنتاجات هامة‬
‫‪‬يتحقق دائما أن اإلحتكاك الحركي هو أقل او يساوي‬
‫القيمة العظمى لإلحتكاك الساكن( عادة أقل) اي أن‬
‫العالقة‪:‬‬
‫‪ʄk ≤ ʄsmax‬‬
‫‪‬من العالقة األخيرة نحصل على أن ‪:‬‬
‫‪µk ≤ µs‬‬
‫السطح المائل‬
‫هو عبارة عن سطح يكون زاوية مع سطح األرض ‪.‬‬
‫للتعامل مع القوى التي تعمل على الجسم الموضوع‬
‫على السطح المائل نختار عادة هيئة محاور فيها‬
‫محور ‪ x‬مواز للسطح المائل ومحور ‪ y‬معامد عليه‪.‬‬
‫في الهيئة تكون قوة الوزن زاوية ‪ α‬مع الجزء السالب‬
‫لمحور ‪. y‬‬