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