ندرس في هذه الوحدة القوى المؤثرة على الأجسام وكيف تسبب تغييراً في حالتها الحركية، بدءاً من قوانين نيوتن الأساسية للحركة ووصولاً إلى تطبيقاتها في حياتنا اليومية مثل الحركة في خط مستقيم والحركة الدائرية.
وضع العالم إسحاق نيوتن ثلاثة قوانين أساسية تصف العلاقة بين القوة المؤثرة على الجسم وحركته. هذه القوانين هي أساس الميكانيكا الكلاسيكية وتفسر معظم الظواهر الحركية من حولنا.
ينص القانون الأول (قانون القصور الذاتي) على أن الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم يبقى متحركاً بنفس السرعة والاتجاه، ما لم تؤثر عليه قوة محصلة تغير من حالته. هذا يعني أن القوة هي سبب التغير في الحركة.
أما القانون الثاني فيربط بين القوة المؤثرة على الجسم وتسارعه. حيث ينص على أن تسارع الجسم يتناسب طردياً مع القوة المحصلة المؤثرة عليه، وعكسياً مع كتلته. هذا القانون يعطينا العلاقة الرياضية الأساسية (القوة = الكتلة × التسارع).
القانون الثالث (قانون الفعل ورد الفعل) ينص على أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. هاتان القوتان تؤثران على جسمين مختلفين، فلا تلغيان بعضهما.
النقاط الرئيسية
حيث: ع = السرعة (م/ث)، ف = الإزاحة (متر)، ز = الزمن (ثانية)
حيث: ت = التسارع (م/ث²)، ع₂ = السرعة النهائية، ع₁ = السرعة الابتدائية، ز = الزمن
حيث: قₘ = القوة المركزية (نيوتن)، ك = الكتلة (كجم)، ع = السرعة (م/ث)، نق = نصف قطر المسار الدائري (متر)
النقاط الرئيسية
✏️ الحل خطوة بخطوة
المعطيات: الكتلة (ك) = 1200 كجم، السرعة الابتدائية (ع₁) = 20 م/ث، السرعة النهائية (ع₂) = 0 م/ث (توقفت)، الزمن (ز) = 4 ثوانٍ.
حساب التسارع (ت) باستخدام قانون التسارع: ت = (ع₂ - ع₁) ÷ ز = (0 - 20) ÷ 4 = -5 م/ث². الإشارة السالبة تعني أن التسارع في عكس اتجاه الحركة (تباطؤ).
حساب القوة المحصلة (ق) باستخدام قانون نيوتن الثاني: ق = ك × ت = 1200 × (-5) = -6000 نيوتن.
تفسير النتيجة: القوة مقدارها 6000 نيوتن واتجاهها معاكس لاتجاه حركة السيارة (لذلك الإشارة سالبة)، وهي القوة التي أحدثها الاحتكاك مع الفرامل لإيقاف السيارة.
الإجابة النهائية
التسارع = -5 م/ث² | القوة = -6000 نيوتن
فكّر في الإجابة أولاً، ثم اضغط «اكشف الإجابة»
لقد أتقنت أساسيات القوى والحركة! راجع القوانين وحلّ تمارين إضافية لتثبيت فهمك وتستعد بثقة للامتحان. أنت قادر على التميز 💪