مدرستي
Sciences physiques et technologie

الظواهر الميكانيكية الجملة الميكانيكية - المقاربة الاولية للقوة كشعاع

المقاربة الأولية للقوة كشعاع

🔊 La maîtresse lit pour toi
لكي تفتح بابا ثقيلا لا يكفي أن تدفعه: عليك أن تدفعه من الموضع المناسب، وعلى الاستقامة المناسبة، وفي الجهة المناسبة، وبجهد كافٍ. غيّرْ واحدا من هذه الأربعة يتغيّر ما يحدث للباب. فالفعل الميكانيكي لا يوصف إذن بكلمة واحدة. كيف نصف فعلا ميكانيكيا وصفا كاملا، وكيف نرسمه ونقيسه؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • تعريف القوّة وتمييز مفعوليها: التحريكي والسكوني
  • تصنيف القوى إلى قوى تلامسية وقوى بعدية
  • ذكر المميزات الأربع لشعاع القوّة وقراءتها على رسم
  • قياس شدّة قوّة بالربيعة والتعبير عنها بوحدتها النيوتن
  • رسم شعاع قوّة بسلّم مناسب، وقراءة شدّة قوّة انطلاقا من طول شعاعها
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • معنى الجملة الميكانيكية والوسط الخارجي
  • الفرق بين فعل ميكانيكي تلامسي وفعل ميكانيكي بعدي
  • قراءة تدريجة جهاز قياس بسيط

ما هي القوّة؟

رأينا أنّ الفعل الميكانيكي يحرّك الأجسام أو يوقفها أو يغيّر مسارها أو شكلها. ولا نرى نحن الفعل نفسه، وإنّما نرى أثره. لذلك نعرّف القوّة بما تفعله، لا بما هي عليه.

القوّة كائن فيزيائي مجرّد، تُعرَف بمفعوليها التحريكي والسكوني، وهي كلّ سبب قادر على تغيير الحالة الحركية لجسم أو تغيير شكله.
مفعولا القوّة
  • مفعول تحريكي: تحريك جسم، أو تغيير حركته، أو تغيير مساره.
  • مفعول سكوني: تشويه جسم، أو إبقاؤه في حالة توازن.

أصناف القوى

صنفا القوى
  • فعل تلامسي: الجسم المؤثِّر في تماس مع الجسم المؤثَّر عليه. ويكون موضعيا إذا تمّ التماس في مساحة صغيرة جدّا يمكن اعتبارها نقطية، وموزّعا إذا تمّ في مساحة كبيرة.
  • فعل بعدي: الجسم المؤثِّر بعيد عن الجسم المؤثَّر عليه، ولا يلامسه.

مميزات شعاع القوّة

بملاحظة القوى المطبَّقة على جسم معيّن نستنتج أنّ نتيجة التأثير تتعلّق دائما بموضع التأثير، وباستقامته، وبجهته، وبشدّة الفعل أي الجهد المبذول. ولذلك نمثّل القوّة برسم يجمع هذه الأمور الأربعة معا: شعاع.

المميزات الأربع مجتمعة في رسم واحد: من أين تبدأ، على أيّ مستقيم، إلى أين، وبأيّ طول
مميزات شعاع القوّة
  1. نقطة التأثير: الموضع الذي تؤثّر عنده القوّة على الجملة، ومنها تبدأ الشعاع.
  2. الحامل: المستقيم الذي تؤثّر القوّة وفقه، ويسمّى كذلك منحى الفعل. وفي الرسم أعلاه هو المستقيم الأفقي الذي يشمل الخيط.
  3. الجهة: جهة تأثير القوّة على هذا الحامل، ويدلّ عليها رأس السهم. وفي الرسم أعلاه تتّجه القوّة من النقطة الأولى نحو الثانية.
  4. الطويلة: طول الشعاع، وهو يتناسب مع شدّة القوّة المطبَّقة.
عندما تؤثّر جملة ميكانيكية في جملة ميكانيكية أخرى بفعل ميكانيكي، ننمذج هذا التأثير بقوّة. ونمثّل هذه القوّة بشعاع تكون بدايته عند الجملة المتأثّرة، أي عند نقطة التأثير.
شعاع القوّة المؤثّرة من جملة على أخرى
FA/B
Aالجملة المؤثِّرةBالجملة المؤثَّر عليها
انتبه إلى الكتابة: الرمز الذي يعلوه سهم يدلّ على شعاع القوّة بمميزاته الأربع، أمّا الحرف وحده فلا يدلّ إلّا على شدّتها. لذلك تُكتب الشدّة بالحرف وحده متبوعا بوحدتها، ولا يوضع السهم فوق الحرف عند كتابة قيمة عددية.
شدّة القوّة: هكذا تُكتب
F = 3,2 N
Fشدّة القوّة(N)

شدّة القوّة: وحدتها وقياسها

الشدّة مقدار قابل للقياس، يعبّر عن درجة العنف أو الجهد المبذول أثناء تطبيق القوّة. وتُقاس في الجملة الدولية للوحدات بوحدة تسمّى النيوتن، نسبة إلى العالم إسحاق نيوتن. وجهاز قياسها هو الربيعة، وتسمّى كذلك الدينامومتر أو الميزان النابضي.

مهما اختلف شكلها فداخلها نابض، وعلى كلّ واحدة مداها الأقصى مكتوب

ومبدأ عملها بسيط: إذا عُلّق ثقل في أسفل النابض ازداد طوله بمقدار معيّن، وتتناسب الزيادة في طول النابض طردا مع القوّة. فكلّما زادت القوّة زادت استطالة النابض، وزادت معها قراءة الجهاز.

قبل أن تستعمل ربيعة، اقرأ المدى الأقصى المكتوب عليها: فالجهاز ذو القرص الكبير لا يقيس أكثر من نيوتنين. وقياس قوّة أكبر من مدى الجهاز يُفسد نابضه.
أمثلة عن شدّات قوى من الحياة اليومية
الوضعيةشدّة القوّة ⁦(N)⁩
جذب النملة0,001
الضغط على قاطعة لإضاءة مصباح كهربائي5
فتح علبة أغذية محفوظة20
ضرب كرة التنس بالمضرب2000
دفع سيارة5000
دفع محرّك نفّاث200 000
دفع صاروخ للوصول إلى القمر30 000 000
من قوّة لا تكاد تُحسّ إلى قوّة تدفع صاروخا: السلّم واسع جدّا

رسم شعاع القوّة بسلّم مناسب

تتناسب طويلة الشعاع مع شدّة القوّة التي يمثّلها. لكنّ كثيرا من القوى تُقاس بآلاف النيوتنات، فلا يمكن رسمها على ورقة بمقياسها الحقيقي. لذلك نستعمل سلّم تصغير أو سلّم تكبير حتّى يصير طول الشعاع مناسبا للورقة.

البداية عند نقطة التأثير، والرأس في جهة الفعل، والطول يوافق الشدّة بحسب السلّم
مثال 1: طول الشعاع الذي يمثّل قوّة

ينطح فيل حيوانا آخر بقوّة شدّتها ستّة آلاف نيوتن. نريد رسم الشعاع الذي يمثّل هذه القوّة على ورقة، فنختار سلّما يجعل كلّ ألفي نيوتن ممثَّلة بسنتيمتر واحد.

🎯المطلوب: احسب طول الشعاع الذي يمثّل هذه القوّة بالسلّم المختار.

📌المعطى: شدّة القوّة
F = 6000 N
📌المعطى: سلّم الرسم
2000 N → 1 cm
🔹الخطوة 1: عدد الوحدات

كلّ ألفي نيوتن يمثّلها سنتيمتر واحد، فنبحث كم مرّة يدخل ألفان في ستّة آلاف.

60002000 = 3
🔹الخطوة 2: طول الشعاع

ثمّ نضرب هذا العدد في طول الوحدة الواحدة.

L = 3 × 1 cm
✅النتيجة
L = 3 cm
اختر السلّم قبل أن ترسم: سلّم صغير جدّا يعطي شعاعا لا يسع الورقة، وسلّم كبير جدّا يعطي شعاعا لا يكاد يُرى.
مثال 2: قراءة شدّة قوّة من طول شعاعها

رسم تلميذ شعاعا يمثّل قوّة، واستعمل سلّما يجعل كلّ سنتيمتر يمثّل خمسة نيوتنات. ثمّ قاس طول الشعاع فوجده أربعة سنتيمترات.

🎯المطلوب: احسب شدّة القوّة التي يمثّلها هذا الشعاع.

📌المعطى: طول الشعاع
L = 4 cm
📌المعطى: سلّم الرسم
1 cm → 5 N
🔹الخطوة 1: شدّة القوّة

كلّ سنتيمتر يقابل خمسة نيوتنات، وعندنا أربعة سنتيمترات.

F = 4 × 5
✅النتيجة
F = 20 N
لاحظ أنّ العمليتين متعاكستان: من الشدّة إلى الطول نقسم على السلّم، ومن الطول إلى الشدّة نضرب فيه.
المصطلحات العلمية
العربيةfrançaisenglish
القوّةForceForce
شعاع القوّةVecteur forceForce vector
الحاملDroite d'actionLine of action
الجهةSensDirection
الطويلة (الشدّة)IntensitéMagnitude
الربيعة (الدينامومتر)DynamomètreDynamometer
النيوتنNewtonNewton
مصطلحات هذا الدرس بثلاث لغات
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «اذكر مميّزات القوّة ومثّلها بشعاع بسلّم مناسب»، أو «اقرأ شدّة القوّة على الربيعة». ثلاثة عناصر جاهزة: ① المميّزات الأربع: نقطة التأثير، والحامل، والجهة، والطويلة ② القياس: تُقاس الشدّة بالربيعة، ووحدتها في الجملة الدولية النيوتن ③ الرسم بسلّم: طول الشعاع يتناسب مع الشدّة، فاكتب السلّم أوّلا ثمّ حوّل الشدّة إلى طول، أو الطول إلى شدّة. ⛔ والخطأ الشائع: الخلط في الكتابة بين الشعاع وشدّته ؛ الرمز الذي يعلوه سهم يدلّ على الشعاع بمميّزاته الأربع، والحرف وحده يدلّ على الشدّة، فتُكتب ⁦F = 3,2 N⁩ بلا سهم. وخطأ ثانٍ: رسم الشعاع دون ذكر السلّم، فلا يُقرأ منه شيء.
خلاصة: القوّة كائن فيزيائي مجرّد نعرفه بمفعوليه: التحريكي والسكوني. · القوى صنفان: تلامسية إذا وُجد تماس، وبعدية إذا لم يوجد. · نمثّل القوّة بشعاع له أربع مميزات: نقطة التأثير، والحامل، والجهة، والطويلة. · تُقاس شدّة القوّة بالربيعة، ووحدتها في الجملة الدولية هي النيوتن. · طويلة الشعاع تتناسب مع الشدّة، ونستعمل سلّم تصغير أو تكبير للانتقال من إحداهما إلى الأخرى.

Page 1/7

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net