ملخص وحدة القوة فيزياء الصف الحادي عشر المتقدم

ملخص وحدة القوة فيزياء الصف الحادي عشر المتقدم

تعريف القوة :

هي تلك المؤثر الذي إذا أثر على جسم غير من حالته الحركية ( وهي كمية متجهة ووحدة قياسها نيوتن N) 

تعريف قوى التماس :

هي القوة التي يوجد بينها وبين الجسم تلامسس واضح 

تعريف القوى المجالية :

هي القوى التي لا يوجد بينها وبين الجسم تلامس 

الحالة الحركية :

هي تحريك جسم ساکن - إيقاف جسم متحرك - تغيير اتجاه حركة جسم متحرك - تغيير سرعة جسم متحرك 

القوى المتوازنة :

هي القوى المتعاكسة و المتساوية في المقدار والتي لا ينتج عنها تسارع أي ( تكون متوقفة عن الحركة أو تسير بسرعة ثابئة

القوى غير المتوازنة :

هي القوى التي ينتج عن وجودها تسارع للجسم وذلك عندما يؤثر على الجسم قوتين أو أكثر من القرى غير المتوازنة .

الأنظمة والمحيط :

النظام : هي مجموعة الأجسام التي يتم دراسة تأثيرها على بعضها البعض

المحيط : هو كل شيء حول النظام يمكن أن يتفاعل معا

جمع القوى جبريا :

تسمى القوة المحصلة 

تعريف القوة المحصلة :

هو مقدار يعبر عن مجموع متجهات كل القوى المؤثرة في الجسم 

أمثلة على محصلة القوی :

القوة العمودية ( المتعامدة ):

هي قوة التلامس المتعامدة التي تؤثر بها سطح ما في سطح آخر تكون القوة العمودية متعامدة على مستوى التلامس بين الجسمين دائما . 

ملاحظة مهمة جدا :

لا تساوي القوة العمودية وزن الجسم دائما كما يتضح من الرسم التالي

ا- القوة العمودية أكبر من وزن الجسم

۲- القوة العمودية أقل من وزن الجسم

٣- القوة العسودية تساوي وزن الجسم

قانون حساب الوزن : Fg = mg

فكرة عمل الموازين :

عند وقوفك على الميزان فإن الميزان يؤثر فيك بنفس القوة وفي الاتجاه المعاكس لتأثير قوتك على الميزان .

نظرا لعدم وجود تسارع فإن القوة المحصلة = صفر أي أن قوة الدفع تساوي وزنك. 

محصلة القوة :

نظرا لان القوى هي متجهات فإنها تخضع لجميع عمليات المتجهات التي سبق دراستها في وحدة المتجهات 

القوة العمودية : (N)

هي القوة التي تؤثر في اتجاه عمودي على الجسم نتيجة لوزنه W = mg

القانون الأول لنيوتن :

الجسم الساكن يبقى ساكنا والجسم المتحرك يبقي متحركا بسرعة ثابتة في خط مستقيم إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة في الجسم تساوي صفر 

يتضح من تعريف القانون الأول لنيوتن أن الجسم غير قادر على تغيير حالته الحركية لذا يسمى هذا القانون بقانون القصور الذاتي ..

القصور الذاتي :

هو ميل الجسم إلى مقاومة التغيرات في السرعة المتجهة

بعض ظواهر القصور الذاتي :

ا- اندفاع الركاب إلى الأمام عند توقف سيارة فجأة . ذلك بسبب احتفاظ الركاب بحالة الحركة بينما حدث توقف لحركة السيارة 

۲ - اندفاع الركاب إلى الخلف عند تحرك سيارة فجأة و ذلك بسبب احتفاظ الركاب بحالة السكون بينما حدث حركة للسيارة 

٣- للتقليل من آثار ظاهرة القصور الذاتي على ركاب السيارات تم إضافة حزام الأمان . وضع وسادة خلف رأس كل راكب للوقاية عند الاندفاع إلى الخلف 

قانون نيوتن الثاني :

إذا أثرت محصلة قوة خارجية ( Faet ) في جسم كتلته ( m ) فسينتج عن القوة عجلة (a) في اتجاه تأثير القوة 

محصلة القوة Fnet = mã

قانون نيوتن الثالث :

كل قوى تكون في شكل أزواج تؤثر القوتان في زوج التأثير المتبادل في جسمين مختلفين وتكون القوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه 

سؤال :

لماذا محصلة القوى في مثل هذه الحالة لا تساوي صفر بالرغم متساوي وتعاكس القوتين ؟ 

مثال على قانون نيوتن الثالث :

عند ضغطك على سطح منضدة ( طاولة ) فانك تؤثر على المنضدة بقوة بينما تؤثر المنضدة على يدك بنفس القوة لذا تشعر بالألم إذا كانت قوة الضغط كبيرة

الحبال والبكرات :

عند سحب حبل يمر من أعلى بكرة فإن القوة الناتجة عن عحب الحبل تنتقل في اتجاه الحبل نفسه عبر الحبل بأكمله من دون أن تتغير

حالات شد الحبل :

1 في حالة شد الحبل بشكل أفقي إذا لم تتغلب قوة على أخرى يصبح الجسم في حالة اتزان ويكون القانون في هذه الحالة

F1 = F2

2 في حالة ما إذا كان الشد متعامد فإن القوة الثالثة التي تجعل الجسم في وضع الاتزان يمكن إيجادها من قانون فيثاغورث

ثم إيجاد اتجاه القوة الثالثة من قانون الظل

3 في مثل هذه الحالة يستخدم القانون التالي   T sin 0 + T sin 0 = mg

مضاعف القوة : 

في مثل هذه الحالي يستخدم نوعين من البكرات . النوع الأول وهو الموجود على اليسار ( البكرة A ) وتسمى بالبكرة الثابتة والنوع الثاني وهو الموجود على اليمين ( البكرة B) وهي البكرة المتحركة والتي تقوم بعملية مضاعفة 

ملاحظة مهمة جدا

لمضاعفة القوة يتم تمرير الحبل من اسفل البكرة وذلك لزيادة طول ذراع القوة

مسائل على الحركة جسم على مستوى أفقي أملس :

١- جسم كتلته Kg 15 موضوع على مستوى أفقي أملس . إذا تحرك الجسم تحت تأثير قوة N 80 تميل بزاوية 60° على الأفقي فاذا قطع مسافة قدرها m 6. 

أ- مستخدما الرسم وضح اتجاهات القوى المؤثرة على الجسم 

ب - احسب مقدار القوة المتعامدة على الجسم

ج - احسب السرعة النهائية التي يصل اليها الجسم إذا تحرك لفترة زمنية قدرها s 10 .

۲ - أثرت قوة مقدارها N 20 باتجاه ۳۷ درجة شمال الشرق على جسم كتلته Kg 4 يستقر على سطح أفقي خشن فلم يتحرك . ارسم متجهات تأثير القوة على الجسم ثم احسب معامل الاحتكاك السكوني بين الجسم والسطح

٣- أثرت قوة مقدارها N 20 باتجاه ۳۰ درجة شمال الشرق على جسم كتلته Kg 4 فتحرك على سطح أفقي خشن . فاذا كان معامل الاحتكاك الحركي 0.25 ارسم متجهات تأثير القوة على الجسم ثم احسب مقدار القوة المسببة للحركة ؟

٤ - أثرت قوة مقدارها N 20 باتجاه ۳۷ درجة شمال الشرق على جسم كتلته Kg 4 يستقر على سطح خشن يميل على الأفقي بزاوية °30 ولم يتحرك . ارسم متجهات تأثير القوة على الجسم ثم احسب معامل الاحتكاك السكوني بين الجسم والسطح ؟

٥ - أحسب قوة الاحتكاك الحركي عندما تدفع صندوقا خشبيا كتلته kg 25 على أرضية خشبية ، علما بأن معامل الاحتكاك الحركي 0.2 

٦- يؤثر فتى بقوة أفقية مقدارها N 36 في زلاجة وزنها N 52 عندما يسحبها على رصيف إسمنتي بسرعة ثابتة ، أحسب معامل الاحتكاك الحركي بين الرصيف والزلاجة المعنية

۷- يدفع عامر صندوقا ممتلئا بالكتب من مكتبته إلى سيارته ، فإذا كان وزن الصندوق والكتب معا N 134 ومعامل الاحتكاك السكوني 0.2  ، فما مقدار القوة التي يجب أن ينفع بها عامر حتى يبدأ الصندوق في الحركة

۸- ينزلق سامي في حديقة الألعاب على سطح مائل يصنع زاوية °35 فوق الأفقي ، فإذا كانت كتلته kg 43 فما مقدار القوة العمودية بين سامي والسطح المائ

٩- يؤثر خيط في صندوق كما في الشكل المجاور بقوة مقدارها N 18 وتصنع زاوية مقدارها °34 بالنسبة للأفقي ، ما مقدار المركبة الأفقية للقوة المؤثرة في الصندوق.