Transcript Télécharger

‫أمثلة لتأثيرات ميكانيكية‬
‫‪Exemples d’actions mécaniques‬‬
‫تذكير بمفهوم القوة‬
‫‪.I‬‬
‫عند تأثير جسم على آخر‪ ,‬يسمى هدا التأثير بالتأثير الميكانيكي‪.‬‬
‫يمكن لتأثير ميكانيكي أن يحرك جسما أو يغير حركته أو يساهم في توازنه أو يشوهه‪.‬‬
‫نقرن كل تأثير ميكانيكي بمقدار متجهي نسميه متجهة قوة‪.‬‬
‫‪ ‬نشاط ‪ :1‬تأثيرات ميكانيكية مختلفة‬
‫‪.1‬‬
‫تصنيف القوة المقرونة‬
‫التأثير الميكانيكي‬
‫تأثير الطاولة على الكتاب‪.‬‬
‫تأثير الهواء على الشراع‬
‫تأثير المسمار على الطاولة‬
‫تأثير المغناطيس على الحديد‬
‫تأثير األرض على األجسام المادية‬
‫قوة تماس أو قوة عن بعد‬
‫قوة موزعة أو قوة مموضعة‬
‫تماس‬
‫تماس‬
‫تماس‬
‫موزعة‬
‫موزعة‬
‫عن بعد‬
‫عن بعد‬
‫مموضعة‬
‫‬‫‪-‬‬
‫أمثلة لتأثيرات ميكانيكية‬
‫تصنيف القوى‬
‫‪.II‬‬
‫يمكن تصنيف القوى حسب عدة معايير‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫قوى التأثير عن بعد وقوى التماس‬
‫‪ .a‬قوى التأثير عن بعد‬
‫هي القوى التي تطبقها األجسام دون حصول تماس بينها‪.‬‬
‫مثال ‪ :‬التجاذب الكوني‪.‬‬
‫‪.b‬‬
‫قوى التماس‬
‫هي القوى التي تطبقها األجسام المتماسة فيما بينها‪ .‬ويمكن أن يكون هدا التماس موزعا أو مموضعا‪.‬‬
‫‪ ‬نشاط ‪ :2‬قوى التماس الموزعة‬
‫‪ .1‬في حالة السطح األملس ال تبقى اآلجورة في توازن‪ ,‬بل تنزلق على طول اللوحة‪.‬‬
‫أما في حالة السطح الخشن فان اآلجورة تبقى في حالة توازن‪.‬‬
‫‪ .2‬القوى المطبقة على اآلجورة في كلتا الحالتين (السطح األملس والخشن) هي‪:‬‬
‫‪ ‬وزن اآلجورة‬
‫‪ ‬تأثير السطح‬
‫أمثلة لتأثيرات ميكانيكية‬
‫‪ .i‬قوى التماس الموزعة‬
‫عندما يتم التماس بين جسمين على مساحة تسمي القوى المطبقة على المساحة بكاملها بقوى التماس‬
‫الموزعة‪ ,‬ونرمز لها بالمتجهة ‪.‬‬
‫اصطلح على تمثيل قوى التماس الموزعة بمتجهة ‪:‬‬
‫‪ ‬أصلها في مركز مساحة التماس‪.‬‬
‫‪ ‬خط تأثيرها يتعلق بطبيعة التماس‪.‬‬
‫• تمثيل‬
‫في حالة التماس بدون احتكاك‬
‫في حالة التماس بدون احتكاك يكون اتجاه القوة عموديا‬
‫على سطح التماس‪( .‬في هده الحالة تحول دون انغراز الجسم في‬
‫سطح التماس)‪.‬‬
‫• تمثيل في حالة التماس باالحتكاك‪:‬‬
‫في حالة التماس باالحتكاك يكون لقوة التماس الموزعة‬
‫مفعوالن‪ ,‬أحدهما يحول دون انغراز الجسم في سطح التماس‪ ,‬واآلخر‬
‫يقاوم حركة الجسم لهدا يمكن اعتبار أن للقوة مركبتين ‪:‬‬
‫تحول دون انغراز الجسم في سطح التماس‪.‬‬
‫‪ o‬مركبة ناظمية يرمز إليها ب‬
‫‪ o‬مركبة مماسية يرمز إليها ب أو تقاوم االنزالق وهي القوة المكافئة لجميع احتكاكات االنزالق التي يطبقها‬
‫سطح على جسم صلب‪ ,‬وتعرف أحيانا بقوة االحتكاك‪.‬‬
‫إذن‬
‫أو‬
‫أمثلة لتأثيرات ميكانيكية‬
‫‪ ‬نشاط ‪ :3‬قوى التماس المموضعة‬
‫‪ .1‬القوى المطبقة على )‪ (A‬هي‪:‬‬
‫‪ ‬وزن الجسم‬
‫‪ ‬توتر الخيط‬
‫القوى المطبقة على )‪ (B‬هي‪:‬‬
‫‪ ‬وزن الجسم‬
‫‪ ‬توتر النابض‬
‫‪ .2‬وزن الجسم‪ :‬قوة تأثير عن بعد‪.‬‬
‫توتر الخيط (النابض)‪ :‬قوة تماس مموضعة‪.‬‬
‫‪.ii‬‬
‫قوى التماس المموضعة‬
‫هي القوة التي تطبق عندما يتم التماس بين جسمين في مساحة صغيرة جدا يمكن اعتبارها نقطية‪.‬‬
‫‪ ‬أمثلة لبعض قوى التماس المموضعة‬
‫• توتر الخيط‬
‫نسمي توتر الخيط القوة التي يؤثر بها‬
‫على جسم آخر ونرمز لها ب‪. :‬‬
‫ومميزاتها‪:‬‬
‫‪ ‬نقطة التأثير‪ :‬نقطة التماس بين الجسم والخيط‪.‬‬
‫‪ ‬االتجاه‪ :‬المستقيم الذي يجسده الخيط‪.‬‬
‫‪ ‬المنحى‪ :‬نحو حامل الخيط‪.‬‬
‫• توتر نابض‬
‫توتر نابض هو القوة المطبقة من‬
‫طرف نابض مطال أو مكبس على‬
‫جسم مثبت بأحد طرفيه ويرمز إليها‬
‫ب‪. :‬‬
‫ولها نفس مميزات توتر الخيط‪.‬‬
‫أمثلة لتأثيرات ميكانيكية‬
‫‪ ‬نشاط ‪ :4‬القوى الداخلية والقوى الخارجية‬
‫‪ .1‬المجموعة المدروسة‪.{S1,S2,S3} :‬‬
‫القوى الخارجية‬
‫تأثير ‪ A‬على ‪.S1‬‬
‫تأثير ‪ B‬على ‪.S1‬‬
‫تأثير ‪ B‬على ‪.S2‬‬
‫تأثير ‪ C‬على ‪.S2‬‬
‫‪ .2‬المجموعة المدروسة‪.{S1,S2} :‬‬
‫القوى الخارجية‬
‫تأثير ‪ A‬على ‪.S1‬‬
‫تأثير ‪ B‬على ‪.S1‬‬
‫تأثير ‪ B‬على ‪.S2‬‬
‫تأثير ‪ C‬على ‪.S2‬‬
‫تأثير ‪ S3‬على ‪.S1‬‬
‫تأثير ‪ S3‬على ‪.S2‬‬
‫القوى الداخلية‬
‫تأثير ‪ S1‬على ‪.S2‬‬
‫تأثير ‪ S1‬على ‪.S3‬‬
‫تأثير ‪ S2‬على ‪.S1‬‬
‫تأثير ‪ S2‬على ‪.S3‬‬
‫تأثير ‪ S3‬على ‪.S1‬‬
‫تأثير ‪ S3‬على ‪.S2‬‬
‫القوى الداخلية‬
‫تأثير ‪ S1‬على ‪.S2‬‬
‫تأثير ‪ S2‬على ‪.S1‬‬
‫أمثلة لتأثيرات ميكانيكية‬
‫‪ .2‬القوى الداخلية والقوى الخارجية‬
‫‪ .a‬مفهوم المجموعة‬
‫لجرد القوى المطبقة على جسم نختاره عن باقي األجسام المحيطة به فيسمى في هذه الحالة‬
‫المجموعة المدروسة‪.‬‬
‫ملحوظة‪:‬‬
‫تتكون المجموعة المدروسة من جسم أو عدة أجسام‪.‬‬
‫‪ .b‬القوة الخارجية‬
‫هي القوى المطبقة على المجموعة المدروسة من قبل أجسام ال تنتمي إليها‪.‬‬
‫‪.c‬‬
‫القوى الداخلية‬
‫هي القوى المطبقة من أجسام تنتمي إلى المجموعة المدروسة على جزء من هذه المجموعة‪.‬‬
‫‪ ‬نشاط ‪ :5‬إبراز وجود القوة الضاغطة‬
‫‪ ‬تجربة ‪ :1‬يتراجع مكبس المحقنة ليعود إلى موضعه البدئي وذلك بسبب تأثير الغاز المحصور‪ ,‬حيث‬
‫يطبق على المكبس قوة تماس موزعة نسميها القوة الضاغطة‪.‬‬
‫‪ ‬تجربة ‪ :2‬بعد إحداثنا لعدة ثقوب نالحظ أن الماء يندفع في اتجاه عمودي على سطح النفاخة الذي‬
‫احدث على مستواه الثقب‪ .‬نستنتج إذن أن اتجاه القوة الضاغطة عمودي على السطح الذي‬
‫تطبق عليه‪.‬‬
‫أمثلة لتأثيرات ميكانيكية‬
‫‪ .3‬القوة الضاغطة ‪ -‬مفهوم الضغط‬
‫‪ .a‬القوة الضاغطة‬
‫القوة الضاغطة هي قوة التماس الموزعة‪ ,‬المطبقة من قبل جسم صلب أو مائع على سطح‬
‫جسم في تماس معه‪.‬‬
‫‪ ‬خط تأثيرها عمودي على سطح الجسم الذي تطبق عليه‪.‬‬
‫‪ ‬شدتها تتعلق بمساحة تماس الجسمين ‪.‬‬
‫مثال‪ :‬يطبق الماء داخل اإلناء قوى ضاغطة مميزاتها‪:‬‬
‫‪ ‬نقطة التأثير‪ :‬وسط مساحة التماس ‪.ab‬‬
‫‪ ‬االتجاه‪ :‬الخط العمودي على الجانب ‪.ab‬‬
‫‪ ‬المنحى‪ :‬منحى اندفاع الماء‪.‬‬
‫‪ .b‬مفهوم الضغط‬
‫يعرف مقدار الضغط بالعالقة‪:‬‬
‫حيث‪ :F :‬شدة القوة الضاغطة‪.‬‬
‫‪ :S‬مساحة سطح الجسم الذي تطبق عليه القوة‪.‬‬
‫‪ :P‬الضغط‪ ,‬وحدته في النظام العالمي للوحدات)‪ (S.I‬هي ‪:‬الباسكال ‪Pa.‬‬
‫تستعمل كذلك وحدات أخرى لقياس الضغط ‪:‬‬
‫‪ ‬البار ‪bar‬‬
‫‪ ‬السنتيمتر من الزئبق ‪cm-Hg‬‬
‫‪ ‬األطموسفير ‪atm‬‬
‫‪1 bar = 105Pa‬‬
‫‪76cm-Hg = 101325 Pa‬‬
‫‪1atm = 10325 Pa‬‬