القوة المحافظة ليست اسمًا لقوة معينة، مثل الجاذبية أو الاحتكاك، بل هي وصف لطبيعة القوة. إذا كان الشغل الكلي المبذول من قوة ما على جسم ما، خلال الفترة الزمنية التي يتحرك فيها الجسم بعيدًا عن موضعه الأصلي حتى عودته إليه، يساوي صفرًا، فإن هذه القوة تُعتبر قوة محافظة. ويُقال إن القوة محافظة إذا كان الشغل المبذول منها على جسم ما لا يعتمد على المسار الذي يسلكه الجسم، وإنما فقط على التغير في موضعه الابتدائي والنهائي.
لماذا نشعر ببرودة الرياح؟
لماذا نشعر ببرودة الرياح؟ هل سبق لك أن سألت نفسك سؤالاً كهذا؟
إذا كنت تشعر بحرارة شديدة 😀 وفجأة هبت نسمة لطيفة، سيشعر جسمك بالانتعاش. عادةً ما تكون هذه النسمة باردة. ربما شعرت يومًا بهبة ريح حارة؟ 😉 قد يكون الهواء ساخنًا أو باردًا، لكن الرياح غالبًا ما تكون باردة. لماذا تكون النسمة باردة ؟
الرياح هي الهواء الذي يتحرك نتيجةً لاختلافات الضغط الجوي . قد يكون دوران الأرض سببًا للرياح أيضًا، لكن هذا ليس موضوع هذه المقالة. تتحرك الرياح عادةً من مناطق الضغط الجوي المرتفع إلى مناطق الضغط الجوي المنخفض. يرتبط الضغط الجوي بكثافته أو كتلته . عند الارتفاع نفسه، يمارس الهواء ذو الكثافة أو الكتلة الأعلى ضغطًا أكبر، بينما يمارس الهواء ذو الكثافة أو الكتلة الأقل ضغطًا أقل.
الشحنة الكهربائية
مادة مشحونة كهربائيا
لاحظ أحد الأشياء من حولك. إذا حطمت شيئًا ما، كحجر مثلاً، فسوف ينقسم إلى عدة قطع أصغر. وإذا سُحق الحجر مرة أخرى، فسيتحول إلى قطع أصغر. ماذا لو سُحقت قطع الحجر مرة أخرى؟ بالطبع، ستُسحق وتتحول إلى قطع أصغر. هل يمكن تقسيم الصخور إلى قطع أصغر حتى تصبح لا نهائية؟ تُظهر الحقيقة أن أي جسم، إذا قُسّم إلى قطع أصغر، سيصل إلى نقطة لا يمكن عندها تقسيم أصغر جزء منه إلى قطع أصغر. يُسمى أصغر جزء من الجسم الذي لا يمكن تقسيمه أكثر من ذلك بالذرة. إذن، الذرة هي أصغر جزء من كل مادة في الكون.
حكم نيوتن
تتكون قوانين نيوتن للحركة من ثلاثة قوانين، وهي قانون نيوتن الأول، وقانون نيوتن الثاني، وقانون نيوتن الثالث.
قانون نيوتن الأول
ينص قانون نيوتن الأول على أن كل جسم ساكن سيبقى ساكناً، أو كل جسم يتحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة سيستمر في التحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة إذا كانت القوة الكلية المؤثرة على الجسم تساوي صفرًا.
قوة الاحتكاك
الاحتكاك قوة تعيق حركة الجسم. وتؤثر هذه القوة بين الأسطح المتلامسة. في هذا الموضوع، يتعلق الاحتكاك المدروس بالقوة المؤثرة بين سطحين صلبين متلامسين، مثل الاحتكاك بين قاعدة مكعب وأرضية، أو الاحتكاك بين نعل حذاء وأرضية، أو الاحتكاك بين عجلة سيارة والطريق.
الزخم والدفع
الزخم الخطي
الزخم الخطي أو ما يُعرف اختصاراً بالزخم، يُعرَّف بأنه حاصل ضرب الكتلة والسرعة.
ص = م ف
الوصف: p = الزخم، m = الكتلة (كيلوجرام)، v = السرعة (متر/ثانية)
الزخم كمية متجهة، لذا فإلى جانب مقداره، يمتلك الزخم اتجاهاً أيضاً. واتجاه الزخم هو نفسه اتجاه سرعة الجسم أو اتجاه حركته.
قانون حفظ الطاقة الميكانيكية
تنص نظرية الشغل والطاقة الحركية على أن الشغل الكلي، أو الجهد المبذول من قِبل قوة محصلة على جسم ما، يساوي التغير في طاقته الحركية. فإذا بذلت القوة المحصلة شغلاً موجباً (أي أن اتجاهها هو نفسه اتجاه الإزاحة)، فإن الطاقة الحركية للجسم تزداد. وعلى العكس، إذا بذلت القوة المحصلة شغلاً سالباً (أي أن اتجاهها معاكس لاتجاه الإزاحة)، فإن الطاقة الحركية للجسم تنقص.
الجهد والطاقة
إذا دفعتَ كتابًا على طاولة حتى يتحرك، فأنت تبذل شغلًا عليه. وإذا سقط جسم على سطح الأرض بفعل الجاذبية، فإن الجاذبية تبذل شغلًا عليه. وعلى العكس، إذا دفعتَ جسمًا بكل قوتك حتى تصببتَ عرقًا غزيرًا ولم يتحرك، فأنت لم تبذل شغلًا عليه. في الحياة اليومية، يقول الناس إنك بذلتَ شغلًا أو بذلتَ جهدًا كبيرًا لدفع الجسم، ولكن وفقًا لقوانين الفيزياء ، فأنت لم تبذل شغلًا عليه لأن الجسم لا يتحرك.
حركة دائرية منتظمة
في حياتنا اليومية، نصادف غالبًا أجسامًا تتحرك حركة دائرية. من أمثلة هذه الأجسام عقرب الثواني وعقرب الدقائق وعقرب الساعات في الساعة التناظرية. يتحرك عقرب الثواني دائمًا بزاوية 360 درجة في 60 ثانية (دقيقة واحدة)، أي بزاوية 6 درجات في ثانية واحدة. ويتحرك عقرب الدقائق دائمًا بزاوية 360 درجة في 60 دقيقة (ساعة واحدة)، أي بزاوية 6 درجات في دقيقة واحدة. كما يتحرك عقرب الساعات دائمًا بزاوية 360 درجة في 24 ساعة (يوم واحد). إذا تحرك جسم ما حركة دائرية بانتظام، مثل عقرب الثواني أو عقرب الدقائق أو عقرب الساعات، يُقال إن هذه الأجسام تؤدي حركة دائرية منتظمة . هل يمكنك ذكر مثال على حركة دائرية منتظمة شاهدتها أو تخيلتها؟
هوكوم هوك
إذا شددتَ شريطًا مطاطيًا أو إطارًا مطاطيًا إلى حدٍّ معين، فسيتمدد. وبعد إزالة الشد، سيعود المطاط إلى طوله الأصلي. وبالمثل، عندما تشد زنبركًا، فإنه سيتمدد. وبعد إرخائه، سيعود إلى طوله الأصلي. يتمدد الزنبرك أو المطاط عند شده، ويعود إلى طوله الأصلي بعد إزالة الشد، وذلك لمرونته. المرونة هي قدرة الجسم على العودة إلى شكله الأصلي عند زوال القوة المؤثرة عليه.