الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ....
شرح درس قوى التأثير المتبادل – القوى في بعد واحد
نبدأ على بركة الله ....
عرفت في ما سبق أنه إذا أثر مسبب بقوة محصلة في جسم ما فإنه يتسارع , وإن هذه القوة يمكن أن تكون إحدى قوتين إما قوة مجال أو قوة تلامس .
تمييز قوى التأثير المتبادل :
تذكـر أن القوة تنتج عن تأثير متبادل بين جسـمين (بحيث يؤثر كل من الجسمين في الآخر بقوتين متعاكستين ).
مثالا:
حين تدفع صديقك ليبدأ التزلج على الجليد فإنك تتلامـس معـه وتؤثر فيه بقـوة تجعله يتحرك إلى الأمام، ونظـرا لأنه في حالة تلامس معك فإنه يؤثر فيك بقوة تؤدي إلى تغير في حركتك بحيث تتحرك انت إلى الخلف.
تكـون القـوى دائما على شـكل أزواج . حيث يبين الشكل التالي مخطط الجسم الحر لنظامين , وبتأمل هذا المخطط ستلاحظ أن كل نظام يؤثر على الآخر بقوة . فالقوتان الممثلتان في الشكل نسميهما زوجي التأثير المتبادل , فهما قوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه وتسميان أحيانا قوتا : الفعل ورد الفعل , ومن المهم معرفة انه لا يمكن ان تظهر احداهما دون الأخرى .
هل قوى التأثير المتبادل ناتجة عن تسبب إحداهما في الأخرى ؟
لا ,لان كلتا القوتين تكون ناتجة عن التلامس بين الجسمين فلا يمكننا القول بأن إحداهما متسببة في الأخرى .
قانون نيوتن الثالث :
من الجزئية السابقة يمكننا استنتاج إن القوة التي تؤثر بها في صديقك تساوي في المقدار وتعاكس في الاتجاه القوة التي يؤثر بها صديقك فيك .
وهذا يتلخص في قانون نيوتن الثالث : إن جميع القوى التي تظهر على شكل أزواج , وتؤثر قوتا كل زوج في جسمين مختلفين , وهما متساويين في المقدار , ومتعاكستان في الاتجاه .
النص الفيزيائي لقانون نيوتن الثالث : القوة التي يؤثر بها A في B تساوي في المقدار وتعاكس في الاتجاه القوة التي يؤثر بها B في A .
النص الرياضي لقانون نيوتن الثالث :
قوى الشد في الحبال و الخيوط :
قوة الشد : اسم يطلق على القوة التي يؤثر بها خيط او حبل .
إذا القينا نظرة على الشكل التالي حيث يعلق دلو في نهاية حبل مثبت في السقف , ستلاحظ أن الحبل يوشك أن ينقطع عند المنتصف , وإذا انقطع الحبل , سيسقط الدلو , وهذا يعني ان هناك قوى تجعل الطرف العلوي من الحبل والطرف السفلي متماسكان سويا . ونرمز للقوة التي يؤثر بها الطرف العلوي للحبل في الطرف السـفلي بـ العلوي على السـفلي ، Fوهي بحسبقانـون نيوتـن الثالث جزء من زوجي تأثيـر متبادل ، أما الزوج الآخـر فهو القوة التي يؤثر بها الطرف السـفلي للحبل في الطرف العلوي: السـفلي على العلوي ،Fوهاتان القوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه كما في الشكل التالي :
من المهم أن نعرف ان القوتان المؤثرتان بشكل متعاكس تكونان متساويتان ومحصلتهما تساوي صفرا مما يجعل الجسم في حالة اتزان .
القوة العامودية :
القوة العامودية : هي قوة تلامس يؤثر بها سطح في جسم آخر , وتكون عامودية دائما على مستوى التلامس بين الجسمين .
ملاحظة : هناك حالات لا تكون فيها القوة العامودية مساوية للقوة المعاكسة لها (عادة ما تكون قوة الوزن أو الجاذبية الأرضية ) . ويمكن إيجاد القوة العامودية من خلال المعادلة التالية :
كما في الشكل التالي :
FN = mg – 50.0 N
