الفرق بين القوى الداخلية والخارجية: رؤى شاملة


في هذا المقال ، سنناقش ما هو الفرق بين القوى الداخلية والخارجية.

القوى الداخلية هي القوى التي تمارس من داخل النظام بينما القوى الخارجية هي القوى المفروضة على النظام من المحيط.

الفرق بين القوى الداخلية والخارجية

القوى الداخليةقوى خارجية
تُعرف القوة التي تواجهها داخل النظام دون أي قوة خارجية باسم القوة الداخلية.القوة التي تعمل على النظام من البيئة المحيطة بسبب العوامل الخارجية تسمى القوة الخارجية.
مركز كتلة النظام غير متحرك حيث لا يوجد زخم للنظام.مركز ثقل كتلة يختلف مع الوقت والمكاسب النظام الزخم بسبب قوى خارجية.
يتم الحفاظ على الطاقة في شكل طاقة ميكانيكية.يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حركية أو طاقة محتملة للنظام.
القوة الداخلية هي قوة محافظة.القوة الخارجية ليست قوة محافظة.
القوى الداخلية التي تعمل داخل النظام في اتجاهين متعاكسين مع بعضها البعض ، والقوى تلغي ، وبالتالي لا يوجد صافي عمل يتم القيام به على النظام.تعمل القوى الخارجية في اتجاه القوة المفروضة ويتم العمل.
بعض الأمثلة على القوى الداخلية هي قوة الجاذبية ، القوة المغناطيسية ، القوة الكهربائية ، قوة الربيع، الخ.أمثلة على القوى الخارجية هي الاحتكاك القوة ، القوة المطبقة ، القوة العادية ، قوة التوتر ، سحب الهواء ، إلخ.

ما هي القوة الداخلية؟

لا تتسبب القوة الداخلية التي تتفاعل داخل الجسم في تسريع الجسم في حالة السكون ولكن هناك إجراءات داخلية تؤدي إلى تغيير طاقة النظام.

القوى الداخلية هي القوى التي تعمل داخل النظام ، والتي قد تكون بسبب العزم ثنائي القطب ، وحركة الجزيئات أو الجسيمات المشحونة ، والكثافة ، وما إلى ذلك. ومن أمثلة القوى الداخلية قوة الجاذبية ، والقوى الكهربائية والمغناطيسية ، وقوة الزنبرك ، إلخ.

بسبب الإجراءات الداخلية ، تتغير الطاقة الكامنة أو الحركية للكائن إلى الطاقة الميكانيكية للكائن الذي يحفظه النظام. نظرًا لأن تسارع الكائن بسبب القوى الداخلية يساوي صفرًا ، فهذا يعني أنه لا يوجد زخم للكائن وبالتالي يكون العمل الذي يقوم به النظام دائمًا صفرًا و كما يتم حفظ الطاقة الميكانيكية. وبالتالي ، فإن القوة الداخلية هي قوة محافظة.

كيف تعمل القوى الداخلية على النظام؟

تعمل القوى الداخلية داخل النظام في اتجاه معاكس لبعضها البعض وبالتالي تلغي وتنتج صفر خرج.

يبدو أن القوى الداخلية تقاوم بشكل أساسي التغيرات التي تسببها القوى الخارجية أو استجابةً للعوامل الخارجية التي قد تكون بسبب تفاعل المجال الكهربائي أو المغنطيسي أو تغير درجة الحرارة.

عندما موصل يخضع للمجال الكهربائي، يتحرك الجسيم المشحون في حلزون ولكنه لا يسبب أي تغيير خارجي على الجسم ، أو يتسبب في تسارع مركز الكتلة. حركة الجسيمات المشحونة تنشأ المجال المغناطيسي الإنتاج بسبب دوران الجسيمات الكهربائية.

عند إدخال مادة لها خصائص مغناطيسية في مجال مغناطيسي ، يتم ترتيب ثنائيات الأقطاب في اتجاه المجال. تتسبب خطوط التدفق المغناطيسي التي تعبر داخليًا في محاذاة ثنائيات أقطاب الدوران المغناطيسية وفقًا للحقل.

يمارس الجسم دائمًا قوة بسبب جاذبية الأرض التي تعتمد على كتلة الجسم.

ما هي القوة الخارجية?

القوى الخارجية هي القوى التي تعمل على النظام بسبب وكالة خارجية.

تتسبب القوى الخارجية في إزاحة الجسم أو مقاومته لحركة الجسم المتسارع. يتم تطبيق بعض القوى الخارجية ، ومقاومة الهواء ، وقوة الشد ، والقوة العادية ، وقوة الاحتكاك ، وما إلى ذلك.

الجسم الساكن لديه صفر من الطاقة الحركية ، عندما يتم تطبيق القوة الخارجية على الجسم ، يتم تحويل الطاقة الكامنة إلى الطاقة الحركية التي يتم استخدامها في تسريع الجسم حتى يواجه قوة لمقاومة حركته بسبب الطاقة الحركية مرة أخرى إلى طاقة كامنة.

يتم العمل في اتجاه القوة المطبقة. إذا كان العمل المنجز إيجابيًا ، فهذا يعني أن النظام يكتسب الطاقة في شكل طاقة كامنة أو طاقة حركية ، وإذا كان هناك فقدان للطاقة من النظام ، فإن العمل المنجز يكون سالبًا.

كيف تعمل القوى الخارجية على النظام؟

وفقا لنيوتن أولا قانون الحركة، "سيكون الجسم في حالة من السكون في حركة مستمرة بسرعة ثابتة ما لم وحتى يتم ممارسة بعض القوة الخارجية على الجسم."

القوة الخارجية مطلوبة إما لتسريع الجسم أو لمقاومة حركة الجسم. يمكن تطبيق هذه القوة ، أو القوة الطبيعية بسبب وزن النظام ، أو القوة بسبب مقاومة الهواء ، أو قوة الاحتكاك التي تمارس على الجسم والتي تقاوم حركة الجسم التي تسحبه للخلف.

القوة المتساوية والمعاكسة التي تتفاعل مع الجسم في اتجاه معاكس للقوة العادية بسبب الوزن والشكل الهندسي ، وعبر طول الجسم هي قوة شد. يتم إنشاء هذه القوة عبر طول الجسم عند الضغط على المادة.

أمثلة

دعونا نناقش بعض الأمثلة لفهم القوى الداخلية والخارجية التي تمارس على الأشياء.

سيارة تتسلق التل

فكر في سيارة تتسلق التل. T هي قوة شد ، N هي قوة عادية ، القوة الناتجة عن الاحتكاك وسحب الهواء تعمل للخلف والقوة بسبب الجاذبية تعمل باتجاه الأرض من مركز الجاذبية.

الفرق بين القوى الداخلية والخارجية
سيارة تتسلق التل

لكي تصعد السيارة أعلى التل شديد الانحدار ، يجب إعطاء المزيد من التسارع للسيارة. كلما كان منحدر الطريق أكثر انحدارًا تحتاج إلى توفير التسارع لأن القوة الداخلية بسبب الجاذبية تتجه للخلف وكذلك قوة الاحتكاك ومقاومة الهواء تسحب السيارة إلى أسفل المنحدر.

كلما زادت القوة المؤثرة للخلف ، ستكون القوة المتساوية مطلوبة للسيارة لتسلق التل ؛ سيخلق هذا قوة شد تتفاعل للأمام وتحافظ على تسارع السيارة للأمام.

رجل يدفع حمولة

تخيل رجلاً يدفع حمولة كتلتها "م" ، القوة الناتجة عن الجاذبية على الجسم هي "ملغ". القوة الطبيعية ضد وزن الحمولة.

الفرق بين القوى الداخلية والخارجية
رجل يدفع حمولة

عندما يتم تطبيق قوة لإزاحة الكائن ، يتم تطبيق قوة احتكاك على سطح الجسم في وقت واحد عند الاحتكاك بالأرض. كلما زادت كتلة الجسم كلما زادت قوة الاحتكاك. يعتمد احتكاك السطح على نمط السطح ، وسيتم إنتاج احتكاك أقل إذا كان السطح أملسًا ، وستكون خشونة السطح أكثر تسارع قوة الاحتكاك على الجسم على السطح.

انكماش وتوسع الصخور

يرجع تقلص وامتداد الصخور التي تشكل الانقسامات على سطح الصخور إلى التحريض الحراري والظروف الجوية المتغيرة التي تسبب انشقاقات وتآكل الصخور.

انظر الصورة المصدر
كسور على صخرة بسبب الانكماش والتمدد ، حقوق الصورة: Pixabay

خلال الطقس البارد ، تتقلص المسافة الجزيئية التي تشكل الصخور بينما في الصيف الحار تتسع المسافة الجزيئية مما يؤدي إلى تكوين انشقاقات على الصخور. هذا فقط بسبب الأنشطة الداخلية التي تدخل في تكوين الصخور بسبب امتصاص وانبعاث أشعة الشمس.

الوزن مثبت على بكرة

انظر إلى بكرة متصلة بكتل على طرفي الحبل ، م2>m1. منذ الكتلة م2 أكبر من م 1 ، م2 سوف تتسارع إلى أسفل. بسبب الوزن المفروض على طرفي الحبل ، سيتم إنشاء قوة الشد عبر طول الحبل.

الفرق بين القوى الداخلية والخارجية
كتلة متصلة على البكرة

القوة المؤثرة على الكتلة م1 هو مجموع القوة الخارجية الناتجة عن التوتر في الحبل بسبب الكتلة المرتبطة والقوة الداخلية بسبب الجاذبية يتصرف إلى أسفل ويعطى من خلال العلاقة ،

F1= تم1g

m1a1= تم1g

منذ تسارع الكتلة م1 هو صاعد في الاتجاه المعاكس للقوة بسبب الجاذبية ، ومن ثم فهو سالب.

القوة المؤثرة على الكتلة م2 هي قوة الجاذبية في اتجاه تسارع الكتلة وعكس قوة الشد المؤثرة عبر طول الحبل من البكرة.

F2=m2جي تي

m2a2=m2جي تي

على أي عوامل تعتمد القوى الداخلية والخارجية؟

تعتمد القوى الداخلية والخارجية في الواقع على العوامل الداخلية والخارجية ومقدار القوة المفروضة على الكائن.

تعتمد القوى الداخلية داخل النظام على لحظات ثنائي القطب ، والحرارة الداخلية للنظام ، والانبعاثية ، ودرجة حرارة النظام وما يحيط به ، والتركيب ، والوزن ، والكثافة ، والفصل بين الجزيئات التي تشكل النظام ، وحركة الجسيمات في النظام ، هندسة النظام ، المكونات الجزيئية ، الروابط التساهمية بين الذرات ، عدد الجسيمات الحرة ، إلخ.

تعتمد القوى الخارجية على الخصائص الخارجية التي تتأثر بالنظام مثل مقدار أ القوة المطبقة ، القوة الطبيعية بسبب الوزن والتكوين ، قوة الاحتكاك بسبب السطح الملامس للجسم ، سحب الهواء ، قوة الشد ، إلخ.

قراءة المزيد عن أنواع القوى الخارجية: البصيرة الشاملة.

الأسئلة المتكررة

ما هي القوى المؤثرة على الجسم الطافي على سطح الماء؟

القوة التي تجعل الجسم يطفو على الماء هي قوة طفو.

تعمل قوة الطفو لأعلى على الجسم نظرًا لحجم الماء الذي يمثل القوة الخارجية ، في حين أن القوة الداخلية للكائن الذي يمثل القوة الناتجة عن الجاذبية تعمل دائمًا نحو الأسفل.

ما هي القوى المختلفة التي تعمل على الرصاصة المنطلقة من البندقية؟

عند إطلاق الرصاصة ، يتم تطبيق القوة المتسارعة على رصاصة مساوية لقوة الارتداد على البندقية ومعاكسة لها.

عندما تكون رصاصة في الهواء تعبر عمود الهواء ، فإن مقاومة الهواء تسحب حركة الرصاصة بسبب تأثير قوة الاحتكاك أثناء مرور الرصاصة على الهواء بينما تعمل قوة الجاذبية لأسفل.

ما هي القوى المرتبطة بالرياضي أثناء الجري؟

الرياضي قادر على الجري بسبب قوة الجاذبية التي تعمل لأسفل وقوة الاحتكاك التي تمنع الرياضي من السقوط.

والأهم من ذلك أن القوة العضلية مطلوبة من قبل الرياضي لتسريع جسمه / جسمها ، وهي قوة داخلية يشارك بها الرياضي.

لماذا لا يتغير مركز ثقل الجسم عند تطبيق القوى الداخلية؟

عند تسارع الجسم يتحرك مركز الكتلة معه.

لا يتسارع الجسم بسبب القوى الداخلية ومن ثم يظل مركز الجاذبية ثابتًا.

لماذا قوة الربيع هي قوة داخلية؟

تساعد قوة الزنبرك على استعادة شكله الأصلي. كل ربيع له ثوابت ربيعية مختلفة.

عندما يتم فرض حمل على الزنبرك ، فإنه يتم شده ليكتسب الطاقة الكامنة التي تتحول إلى طاقة حركية بينما يحاول الزنبرك العودة إلى شكله وحجمه الأصليين مما يؤدي إلى التذبذبات التوافقية.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات