فهم المسافة
المسافة هي طول المسار الذي يقطعه جسم ما. المسافة كمية قياسية، أي كمية فيزيائية لها مقدار فقط دون اتجاه. وحدة قياس المسافة الدولية هي المتر، ويرمز لها بالحرف م. رمز المسافة هو ث.
تعريف الإزاحة
الإزاحة هي التغير في موضع الجسم. وهي كمية متجهة، أي كمية فيزيائية لها مقدار واتجاه. ويمكن التعبير عن اتجاه الإزاحة بالاتجاهات الأصلية (شمال، شرق، جنوب، غرب، إلخ) أو باستخدام الكلمات: يسار، يمين، أعلى، أسفل.
قانون حفظ الزخم الزاوي وذكر أنه إذا عزم القوة الناتج في جسم صلب يدور، تكون القيمة صفرًا. الزخم الزاوي جسم صلب في حركة دورانية ثابتة. يمكن اشتقاق صيغة قانون حفظ الزخم الزاوي رياضياً بتعديل صيغة قانون نيوتن الثاني للحركة للزخم الزاوي.
إذا كانت هناك قوة محصلة تؤثر على جسم كتلته m، فإن الجسم يتحرك في خط مستقيم بتسارع a. وتُعبّر المعادلة التالية عن العلاقة بين القوة المحصلة والكتلة والتسارع:
هذه هي معادلة قانون نيوتن الثاني التي تمت دراستها في الصف العاشر.
الكمية الفيزيائية في الحركة الدورانية هي نفسها القوة الناتجة pada حركة مستقيمة عدالة عزم القوة الناتجالكمية الفيزيائية في الحركة الدورانية هي نفسها كتلة في حركة مستقيمة عزم القصور الذاتيالكمية الفيزيائية في الحركة الدورانية هي نفسها تسريع في حركة مستقيمة التسارع الزاوي.
1. أسلوب محافظ
إذا كان الشغل المبذول بواسطة قوة ما عندما يبدأ جسم ما في التحرك من موضعه الأولي حتى يعود الجسم إلى موضعه الأولي يساوي صفرًا، فإن هذه القوة تسمى قوة محافظة.
إليكم بعض الأمثلة على الأساليب المحافظة.
1.1. جاذبية
تخيل جسماً يتحرك عمودياً لأعلى حتى يصل إلى أقصى ارتفاع، ثم يعود إلى موضعه الأصلي. أثناء تحركه عمودياً لأعلى مسافة h، تكون قوة الجاذبية في الاتجاه المعاكس لإزاحة الجسم. ولأنها في الاتجاه المعاكس لإزاحة الجسم، فإن قوة الجاذبية تبذل شغلاً سالباً عليه.
W = wh cos (180o) = – wh = – mgh
الاحتكاك الساكن هو قوة الاحتكاك التي تؤثر على أسطح الأجسام المتلامسة مع بعضها البعض عندما تكون الأجسام غير متحركة.
الاحتكاك الحركي هو قوة الاحتكاك التي تؤثر على أسطح الأجسام المتلامسة مع بعضها البعض عندما تكون الأجسام متحركة.
إذا كنت ترغب في تحديد قوة الاحتكاك الساكن، فاستخدم المعادلة 1.5 أ. إذا كنت ترغب في تحديد معامل الاحتكاك الحركي، فاستخدم المعادلة 1.5 ب.
مادة الطاقة الحركية في حركة دورانية
الأجسام التي تتحرك في خط مستقيم لها الطاقة الحركية والتي يمكن حسابها باستخدام الصيغة التالية:
EK = ½ mv2
المعلومات:
الطاقة الحركية = EK (الوحدات الدولية هي كجم/م²)2/s2 أو جول)
م = الكتلة (الوحدة الدولية هي الكيلوغرام، ويختصر إلى كجم)
v = السرعة (الوحدة الدولية هي متر/ثانية، ويختصرها م/ث)
الكمية الفيزيائية في الحركة الدورانية هي نفسها الكتلة (م) pada حركة مستقيمة عدالة عزم القصور الذاتي (I)الكمية الفيزيائية في الحركة الدورانية هي نفسها السرعة (v) الحركة الدورانية هي السرعة الزاويةوبالتالي، يمتلك الجسم الذي يدور طاقة حركية يمكن حسابها باستخدام الصيغة التالية:
الطاقة الحركية ومواد العمل في الفيزياء
إذا أثرت قوة محصلة على جسم ما، فإن هذا الجسم يتعرض لتسارع (وإزاحة). وعندما يتعرض الجسم لتسارع، تتغير سرعته. ويمكن القول إن الشغل المبذول بواسطة القوة المحصلة يرتبط بالسرعتين الابتدائية والنهائية للجسم.
الشغل المبذول على جسم ما بواسطة قوة كلية ثابتة:
الجهد الكلي (W) = القوة المحصلة (F total) × الإزاحة (s)
ينص قانون نيوتن الثاني على أنه إذا كانت هناك قوة كلية تؤثر على جسم ما، فإن الجسم سيتعرض لتسارع.
9 أمثلة على أسئلة الأعمال
1. تُطبَّق قوة مقدارها 20 نيوتن على كتلة حتى تتحرك مسافة مترين. الشغل المبذول بواسطة القوة F على الكتلة هو...
مناقشة
معروف :
القوة (F) = 20 نيوتن
الإزاحة (s) = 2 متر
الزاوية = 0 (اتجاه القوة هو نفسه اتجاه الإزاحة أو يتطابق اتجاه القوة مع اتجاه الإزاحة بحيث تكون الزاوية المتكونة بين القوة والإزاحة صفرًا)
الشرط الأول لتوازن الجسم الصلب :
ينص قانون نيوتن الثاني على أنه إذا كانت محصلة القوى المؤثرة على جسم (يُعتبر الجسم جسيمًا) لا تساوي صفرًا، فإن الجسم سيتحرك بتسارع ثابت ويكون اتجاه حركته هو نفسه اتجاه محصلة القوى. أما إذا كانت محصلة القوى تساوي صفرًا، فإن الجسم يكون ساكنًا أو يتحرك بسرعة ثابتة.
