العنوان الحركة على خط مستقيم بسم هللا الرحمن الرحيم ف خ العنوان الحركة على خط مستقيم ف ( )4-1 القوة والحركة ( )4-2 استخدام قوانين نيوتن ( )4-3 قوى التأثير.
Download
Report
Transcript العنوان الحركة على خط مستقيم بسم هللا الرحمن الرحيم ف خ العنوان الحركة على خط مستقيم ف ( )4-1 القوة والحركة ( )4-2 استخدام قوانين نيوتن ( )4-3 قوى التأثير.
العنوان الحركة على خط مستقيم
بسم هللا الرحمن الرحيم
ف
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
( )4-1القوة والحركة
( )4-2استخدام قوانين نيوتن
( )4-3قوى التأثير المتبادلة
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
استعمل السائق الفرامل في محاولة
إليقاف القطار قبل أن يصطدم بالشاحنة
وبما أن الفرامل تتسبب في تسارع معاكس
التجاه السرعة فإن القطار يبطئ سرعته
ولو كانت السرعة أكبر يجب أن تكون
التسارع الذي تحدثه فرامل القطار أكبر
بحيث يقف خالل زمن أقل
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
تؤثر القوة في الجسم بدفعه أو بشحبه ،
فتزداد سرعته أو تبطئها أو تغير اتجاه حركته
القوة المؤثر في جسم ما تغير سرعته ،أي
أنها تكسبه تسارعا
إن كتاب يستقر على سطح طاولة لتجعله
يتحرك إما أن تدفعه و إما أن تسحبه
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
وسوف نستخدم الرمز ( )Fللتعبير عن القوة
المتجهة (مقدار القوة واتجاهها)
عند دراسة تأثير القوة في الحركة ،تحديد
الجسم الذي تؤثر فيه القوة ويطلق على
هذا الجسم اسم (النظام)
وكل ما يحيط به يؤثر فيه بقوة يسمى
(المحيط الخارجي)
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
تتولد قوة التالمس (التماس) عندما يالمس جسم
من المحيط الخارجي للنظام ،ويؤثر فيه بقوة
وهناك قوى تؤثر في الكتاب سواء كان في حالة
تالمس مع األرض أم ال تسمى قوة المجال ،مثل :
) (1قوة الجاذبية األرضية
) (2القوى المغناطيسية
إن عدم وجود كل من المسبب والنظام
يعني عدم وجود قوة
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
من المهم تحليل الكيفية التي تؤثر بها
القوى في حركة الجسم
وأول خطوة في حل أي مسألة هي
عمل نموذج تصويري
ولتمثيل القوى المؤثرة استخدم نموذج
الجسيم النقطي
على أن يكون طول كل سهم متناسبا مع مقدار
القوة وتسمية كل منها
والنموذج الذي يمثل القوى المؤثرة في جسم ما
يسمى مخطط الجسم الحر
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
يؤثر الرباط المطاطي المشدود
بقوة سحب
وكلما شددته أكثر زادت القوة
التي يؤثر بها
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
السرعة
()m/s
الزمن ()s
0
V
a
إن الزيادة الثابتة في السرعة المتجهة هي نتيجة للتسارع
المنتظم الذي منحه الرباط المطاطي المشدود للجسم
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
التسارع
()m/s2
االستطالة
بتأثير القوة
()cm
0
العالقة بين القوة والتسارع خطية ،فكلما كانت القوة أكبر كان
التسارع الناتج أكبر
Y=mX+b
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
عربة
خ
التسارع
()m/s2
عربتان
ثالث عربات
القوة ()N
0
إذا لم تتغير القوة المؤثرة فإن تسارع العربتين سينخفض
إلى ( )1/2تسارع العربة الواحدة
وتسارع العربات الثالث إلى ( )1/3تسارع العربة الواحدة
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
ويعتمد ميل كل من الخطوط على مجموع كتلها ،
فإذا كان الميل ( )Kهو مقلوب الكتلة (:)1/m
F=m a
أو
aαF
a=KxF
1
a = --x
F
m
F=ma
a=F/m
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
إن وحدة القوة هي (( – )1 kg.m/s2نيوتن)
ويرمز لها بالرمز ()N
تعريف النيوتن:
هو القوة التي تؤثر في جسم
كتلته ( )1 kgفتكسبه تسارعا
2
مقداره ( )1 m/sفي اتجاهها
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
عندما تدفعان الطاولة في االتجاه نفسه فإنها تكتسب ضعف
التسارع الذي يمكن أن تحصل عليه لو أثر فيها أحدكما بمفرده
بقوة ( )100 Nمثال
أما عندما تدفعان الطاولة في اتجاهين متعاكسين وبالمقدار
نفسه من القوة فلن تتحرك
وعندما تكون متجهات القوة في االتجاه نفسه يمكن استبدالها
بمتجه واحد طوله يساوي مجموع أطوالها
وعندما تكون القوى في اتجاهات متعاكسة ،فإن طول المتجه
الناتج يساوي الفرق بين طولي المتجهين
ويطلق على مجموع المتجهات لجميع القوى التي تؤثر في
الجسم اسم القوة المحصلة (المحصلة)F
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
تسارع الجسم يساوي محصلة القوى
المؤثرة فيه مقسوما على كتلة الجسم
F
___
=a
m
المحصلة
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
نص :يبقى الجسم على حالته من حيث
السكون أو الحركة المنتظمة
في خط مستقيم مالم تؤثر عليه
قوة محصلة تغير من حالته
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
القصور :هو ممانعة الجسم
ألي تغير في حالته من حيث
السكون أو الحركة
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
وفقا لقانون نيوتن األول فإن القوة المحصلة هي السبب
في تغيير السرعة المتجهة لجسم ما
فإذا كانت القوة المحصلة المؤثرة في جسم ما تساوي
صفرا يكون الجسم في حالة (اتزان)
ويكون الجسم في حالة اتزان :
)(1إما ساكنا
)(2أو متحركا بسرعة منتظمة
و ُيعرف قانون نيوان األول القوة المحصلة على
أنها كال ما ُيحدث اضطراب ُا في حالة االتزان
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
( )1األحتكاك (:)Ff
قوة تالمس تؤثر في اتجاه معاكس للحركة
االنزالقية بين االسطح
موازية للسطح في عكس اتجاه
الحركة االنزالقية
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
( )1القوة العمودية (:)FN
قوة تالمس يؤثر بها سطح عموديا على
جسم ما
عمودية على السطح والجسم
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
( )2النابض (:)Fsp
قوة االسترداد :أو قوة الدفع أو السحب
التي يؤثر بها نابض في جسم ما
في عكس اتجاه إزاحة الجسم
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
( )3قوة الشد (:)FT
القوة التي يؤثر بها خيط أو حبل أو سلك
في جسم متصل به وتؤدي إلى سحبه
تؤثر عند نقطة االتصال باتجاه موازي للخيط
أو الحبل أو السلك ومبتعد عن الجسم
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
( )4قوة الدفع (:)Fthrust
القوة التي تحرك أجساما مثل الصاروخ
والطائرة والسيارة واألشخاص
في اتجاه تسارع الجسم عند إهمال
المقاومة
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
( )5الوزن (:)Fg
قوة مجال تنتج عن الجاذبية األرضية
بين جسمين
نحو األسفل باتجاه مركز األرض
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
يربط قانون نيوتن الثاني بين السبب في تغير
السرعة المتجهة للجسم ومقدار اإلزاحة الناتجة
ويحدد كذلك العالقة بين القوة المحصلة
التي تؤثر في جسم وتسارع هذا الجسم
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
كرة تسقط سقوطا حرا ،بما أن الكرة ال تالمس
أي شيء وبما أن مقاومة الهواء مهملة .فإن القوة
الوحيدة المؤثرة هي ()Fg
Fg = m g
يجب أن تدرك أن قوة الجاذبية األرضية تؤثر
في الجسم حتى لو لم يسقط سقوطا حرا
إن مقدار ( )gيختلف باختالف الكوكب مثل
األرض وأي كوكب آخر
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
إن القوة المحصلة المؤثرة فيك وأنت على
الميزان الزنبركي تساوي صفرا
يعني أن قوة النابض ( )Fspالتي تدفعك إلى
أعلى تساوي مقدار قوة وزنك ( )Fgالتي
تؤثر فيك إلى أسفل
إن ما يقيسه الميزان المنزلي هو الوزن ال
الكتلة ،أما الترقيم والقيمة المعطاه تكون
الكتلة
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
ُتعرف قوة الوزن على أنها ()Fg = m g
وتتغير ( )Fgكلما تغير ()g
وتعتبر قيمة ( )gثابتة تقريبا على سطح
األرض أو بالقرب منها
أي أن وزن جسم ما ال يتغير
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
ولن يقرأ الميزان وزنك في الحاالت التالية:
(1وقفت عليه بقدم واحدة بينما القدم
االخرى على األرض
(2إذا ضغط زميلك على كتفك إلى أسفل
أو ضغط على مرفقك إلى أعلى
مثل إذا وقفت على ميزان داخل مصعد:
(1تسارع المصعد إلى أعلى
(2تسارع المصعد إلى اسفل
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
فالوزن الظاهري:
هو القوة المحصلة التي تؤثر
في الجسم وتكسبه تسارعه
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
تؤثر دقائق الهواء في األجسام التي تتحرك خالله
عندما يتحرك جسم خالل وسط مائع من الهواء أو الماء
فإن المائع يؤثر فيه بقوة معيقة وفي اتجاه يعاكس
حركته
القوة المعيقة :هي قوة الممانعة التي يؤثر بها مائع
في جسم يتحرك خالله
فكلما زادت سرعة الجسم زاد مقدار هذه القوة
كما تعتمد على خصائص الجسم مثل (شكله وحجمه)
،وخصائص المائع مثل (لزوجته ودرجة حرارته)
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
إذا سقطت كرة تنس الطاولة
فكلما ازدادت السرعة المتجهة للكرة ازدادت معها
القوة المعيقة ،إلى أن تتساوى القوتان
السرعة المنتظمة التي تصل إليها الكرة عندما
تتساوى القوة المعيقة مع قوة الجاذبية األرضية تسمى
(السرعة الحدية)
وفي حالة سقوط االجسام الحقيقية ذات السطوح
الكبيرة للقوة المعيقة تأثير في حركتها
أما األجسام الثقيلة ذات السطوح الصغيرة فيكون
تأثرها بالقوة المعيقة أقل كثيرا مثل (المظليون)
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
إذا أثر مسبب بقوة محصلة في
جسم فإنه يتسارع
إن هذه القوة يمكن أن تكون قوة
مجال أو قوة تالمس
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
تكون القوة دائما على شكل أزواج
وكل نظام يتلقى من النظام اآلخر
قوة تؤثر فيه
القوتان ( FA on Bو )FB on Aنسميهما زوجي
التأثير المتبادل
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
وهما قوتان متساويتان في المقدار
ومتعاكستان في االتجاه
ويطلق عليهما أحيانا قوتا:
الفعل ورد الفعل
وال يمكن أن تظهر احداهما دون األخرى فكال
القوتين نتجت عن التالمس
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
إن جميع القوى تظهر على شكل أزواج
وتؤثر قوتا كل زوج في جسمين مختلفين
وهما متساويتان في المقدار ومتضادتان في االتجاه
F A on B = - F B on A
مثل( :كتابا بيدك – أزواج التأثير المتبادل –
الكتاب على اليد Fو اليد على الكتاب ) F
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
عند وضع كرة قدم بحيث تستقر فوق الطاولة
والطاولة بدورها تستقر على األرض
تؤثر الطاولة في الكرة بقوة نحو األعلى ،وتؤثر كتلة االرض في
الكرة بقوة الجاذبية االرضية (ليست زوجي تأثير متبادل)
أما القوة التي تؤثر بها الطاولة في الكرة في اتجاه االعلى والكرة
تؤثر في الطاولة بقوة في اتجاه األسفل (زوجي تأثير متبادل)
إن التسارع الذي تكتسبه الكرة األرضية من قوة
جسم يتفاعل معها يكون عادة متناهيا في الصغر
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
قوة الشد :اسم يطلق على القوة التي يؤثر بها
خيط أو حبل ،وللتبسيط سنفرض في هذا الكتاب
أن كتلة الحبل والخيط مهملة
عند تعليق دلو في نهاية
حبل مثبت في السقف:
الطرف العلوي( :العلوي على السفلي) F
الطرف السفلي( :السفلي على العلوي) F
FT
FT
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
نقطة التقاء الحبل بالدلو هي قوة الشد في الحبل
أسفل هذه النقطة تسحب في اتجاه األسفل
وهي تساوي قوة الشد فيه أعلى هذه
النقطة وهي في اتجاه األعلى
وينطبق ذلك على أي نقطة في الحبل
والشد في الطرف السفلي للحبل يساوي
وزن الدلو (مثل لحبة شد الحبل)
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
القوى في بعد واحد
خ
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
خ
صندوق موضوع على سطح طاولة
إن القوة العمودية هي قوة تالمس يؤثر بها سطح في جسم آخر
وتكون دائما عمودية على مستوى التالمس بين الجسمين ،مثال:
( )1صندوق على الطاولة:
FN
Fg = FN
( )2سحب الصندوق لألعلى:
(مؤثر)F
Fg
FN
FN
( -Fg=ma=0مؤثر في الصندوق) FN+F
( )3ضغط الصندوق ألسفل:
(مؤثر في الصندوق) FN=Fg-F
Fg
(مؤثر)F
Fg
العنوان الحركة على خط مستقيم
ف
تم بحمد هللا
خ