15 مثال على صافي القوة: حقائق مفصلة


يصف مثال صافي القوة تسارع الجسم عندما تعمل قوى مختلفة. يناقش المقال حول المثال المختلف لقوة الشبكة المدرجة أدناه: 

اقرأ المزيد عن Net Force Vs Force

دفع دولاب

من الصعب على شخص واحد دفع الخزانة الثقيلة للأمام. افترض أنك وأصدقاؤك "أ" و "ب" تدفعان الخزانة معًا من نفس الاتجاه. القوة المطبقة بواسطتك هي 5N ، ويطبق صديقك A و B قوة 6N و 5N ، على التوالي.

جمع كل القوى 5 + 6 + 5 = 16 نيوتن ، مما يدل على أن صافي القوة 16 نيوتن يسرع الخزانة الثقيلة للأمام.

قوى مختلفة تعمل في نفس الاتجاه
يشمل صافي القوة القوات
في نفس الاتجاه
مثال على صافي القوة
مثال على صافي القوة

سقوط الكرة

لنفترض أننا عندما ألقينا كرة في السماء ، فإننا نطبق القوة العضلية من 20 نيوتن إلى ذلك ، مما يسرع الكرة لأعلى مع زيادة السرعة. عندما سحب الهواء أو قوة مقاومة الهواء من -25 نيوتن يتغلب على القوة العضلية ، وتعكس الكرة اتجاهها وتتحرك للأسفل مع تسارع مختلف.

لتحديد تسارع الكرة الساقطة واتجاهها ، مع إضافة القوتين ، 20 + (-25) = -5N ، مما يدل على أن صافي القوة البالغ -5N يسرع الكرة لأسفل نحو الأرض.

اقرأ المزيد عن أنواع القوات

صخرة ثابتة

يبقى الجسم الذي له كتلة في حالة سكون ما لم تؤثر عليه أي قوة مطبقة. لذلك عندما لا ندفع أو نجذب الصخرة المستقرة ، ألا توجد قوة تعمل؟ أم أن صافي القوة على صخرة ثابتة هو صفر؟

سواء كان الجسم يتحرك أو في حالة راحة أو يتحرك في الهواء أو الأرض ، فإن قوة واحدة تعمل دائمًا عليه. بمعنى آخر، قوة الجاذبية. عندما يتحرك أي كائن أو يستقر على السطح الأفقي ، فإن السطح يمارس الامتداد قوى طبيعية صاعدًا على كائن ما.

لنفترض أن الصخرة في حالة سكون على الأرض أو على سطح التل ؛ تؤثر القوة العمودية البالغة 15 نيوتن على الصخر في الاتجاه المعاكس لقوة الجاذبية البالغة -20 نيوتن. جمع كل زوج من القوى الرأسية 15 + (-20) = -5N ، وعرض القوة الصافية لـ -5N تحاول تسريع الصخور على الأرض.

اقرأ المزيد عن قوة الجاذبية.

دفع سيارة لعبة

الدفع هو أحد أنواع القوة المطبقة. لنفترض أن طفلًا يقود السيارة اللعبة على الأرضية الأفقية عن طريق تطبيق قوة دفع مقدارها 10 نيوتن وأن سطح الأرض يمارس أيضًا انزلاق الاحتكاك من -6N ، والذي يقاوم حركة السيارة.

يشمل صافي القوة قوة الاحتكاك
يشمل صافي القوة قوة الاحتكاك

تؤثر قوة الجاذبية البالغة -5N على السيارة اللعبة للأسفل. القوة الطبيعية البالغة 5 نيوتن التي يمارسها سطح الأرض على السيارة لأعلى تكون معاكسة للجاذبية. نظرًا لأن زوج القوى الرأسية مثل الجاذبية والقوة العادية المؤثرة على اللعبة لهما نفس المقدار والاتجاهان المتعاكسان ، فإن كلاهما يلغي بعضهما البعض.

إضافة زوج من القوى الأفقية بالنسبة للسيارة ، مثل القوة المطبقة وقوة الاحتكاك ، 10 + (-6) = 4 نيوتن ، توضح أن صافي القوة البالغ 4 نيوتن يسرع السيارة اللعبة إلى الأمام.

اقرأ المزيد عن الانزلاق الاحتكاك

المشي

نطبق قوة الدفع على سطح الأرض أثناء المشي أو الجري. افترض أن قوة الدفع 8N ؛ يمارس سطح الأرض قوة احتكاك انزلاقية تبلغ -5 نيوتن ، مما يمنعنا من الانزلاق على الأرض أثناء المشي.

هناك قوى عمودية مثل قوة الجاذبية البالغة -6 نيوتن ، والقوة الطبيعية البالغة 5 نيوتن تؤثر علينا دائمًا أثناء المشي. جمع كل القوى الأفقية والعمودية (8 + (-5) + 5 + (-6) = 3-1 = 2N ، مما يدل على أن صافي القوة 2N يسرعنا إلى الأمام عندما نسير.

لعب الجولف

افترض أنك عندما تضرب كرة الجولف بهراوة أو عصا ، فإنك تقوم بتطبيق القوة العضلية من 12N إليها. تتحرك كرة الضربة أولاً في الهواء بسرعة حيث تعمل قوة مقاومة الهواء البالغة -6 نيوتن على خفض حركتها. بمجرد انخفاض سرعته ، يسقط على الأرض.

نظرًا لأن الكرة تنزلق أيضًا على الأرض بعد السقوط ، فإنها تستخدم قوة الاحتكاك المتدحرجة -2N بالتوازي مع الكرة ، مما يقضي على حركتها المتدحرجة. يعمل زوج من القوى الرأسية ، مثل قوة الجاذبية البالغة -2 نيوتن والقوة الطبيعية البالغة 2 نيوتن ، على كرة الجولف ، مما يؤدي إلى إلغاء بعضهما البعض.

يشمل صافي القوة أربع قوى
يشمل صافي القوة أربع قوى
(ائتمان: شترستوك)

ومن ثم ، فإن جمع كل القوى المتبقية ، 12 + (-6) + (-2) = 4N ، يوضح أن صافي القوة 4N يسرع كرة الجولف للأمام.

اقرأ المزيد عن الاحتكاك المتداول.

شد الحبل

تعتمد لعبة شد الحبل على من سيطبق قوة أكثر من الآخرين. لنفترض أن الفريق أ يطبق قوة عضلية مقدارها 20 نيوتن على الحبل ، في حين أن الفريق ب يطبق قوة عضلية مقدارها 15 نيوتن.

يمارس الحبل أيضًا a قوة التوتر من -10N لكلا الطرفين لمنعه من الانكسار. 

جمع كل القوى المؤثرة على الحبل ، [(20+ (-10)) + (15 + (- 10)] = 15 نيوتن ، عرض صافي القوة 15 نيوتن تسريع الحبل تجاه فريق A.

اقرأ المزيد عن قوة التوتر.

بنجي القفز

يمنعنا الحبل المتصل أثناء القفز بالحبال من وقوع إصابات ويوفر لنا تجربة مبهجة أثناء ارتداده للخلف. 

افترض أنك قفزت من ارتفاع. لذا فإن قوة الجاذبية البالغة -10 نيوتن تعمل باتجاهك. ثم على بعد مسافة معينة فقط قبل الأرض ، يسحبك الحبل لأعلى من خلال تطبيق قوة مرنة من 8N. بعد السحب لأعلى إلى ارتفاع معين ، فإن مقاومة الهواء تأخذك قوة مقدارها -8 نيوتن مرة أخرى إلى أسفل مع الحبل. 

عند جمع كل هذه القوى الرأسية ، (-10) + 8 + (-8) = -10N ، يظهر أن صافي القوة -10N يسرعك لأسفل نحو الأرض.

اقرأ المزيد عن Elastic Force.

سباحة

عندما بدأت السباحة ، هل تساءلت عن عدد القوى التي تؤثر عليك ، مما يسرع بك إلى الأمام في الماء بدلاً من الغرق؟ لنفترض أننا طبقنا القوة العضلية البالغة 10 نيوتن على أنها أ دفع على الماء للمضي قدما.

الطبقات السائلة من الماء تمارس قوة احتكاك السوائل من -5N كقوة رد فعل لمقاومة حركتنا في الماء. لكن هاتين القوتين لا تكفيان للسباحة. تؤثر علينا أيضًا زوج من القوى الرأسية أثناء السباحة. تعمل قوة الجاذبية البالغة -10 نيوتن للأسفل ، بينما تؤثر طبقات السوائل على صاعدة or قوة الاستحواذ من 8N ، لذلك يمكننا السباحة فوق الماء أو بداخله. 

صافي القوة أثناء السباحة
صافي القوة أثناء السباحة
(ائتمان: دروس الميكانيكا الحيوية)

جمع كل القوى ، 10 + (-5) + 8 + (-10) = 5 + -2 = 3N ، مما يدل على أن الشبكة 3N يسرعنا للأمام أثناء السباحة.

طائرة

مثل السباحة ، تعمل أربع قوى مختلفة على الطائرة من أربعة اتجاهات مختلفة ، مما يؤدي إلى تسريعها للتحرك بأمان في الهواء. لنفترض أن الطائرة تستخدم قوة دفع قدرها 50 نيوتن لتطير إلى الأمام في الهواء ، في حين أن يستخدم الهواء قوة مقاومة الهواء من -30 شمالًا إلى الطائرة.

يتضمن زوج من القوى الرأسية قوة الجاذبية البالغة -40 نيوتن للأسفل و أ قوة الرفع و / أو القوة الديناميكية الهوائية الميكانيكية من 35 نيوتن التي تمارسها حركة الطائرة في الهواء ، والتي تقابل قوة الجاذبية.

صافي القوة على الطائرة
صافي القوة على الطائرة
(ائتمان: الذكرى المئوية للولايات المتحدة)

جمع كل القوى الأربع ، 50 + (-30) + 35 + (-40) = 20-5 = 15 نيوتن ، معروضًا أن الشبكة 15 نيوتن يسرع الطائرة للمضي قدما.

الربيع

عندما نضغط أو نمد الزنبرك من موضع توازنه ، فإنه يستعيد موضعه الأولي بمجرد أن نحرره. لنفترض أننا نطبق قوة مقدارها 20 نيوتن على الزنبرك عن طريق شده بالكرة المرفقة.

كرد فعل ، يبذل الزنبرك القوة المعاكسة البالغة -22 نيوتن ، مستعيدًا موقعه الأصلي. جمع كل من الفعل وقوى رد الفعل ، 20 + (-22) = -2N ، مما يدل على أن صافي القوة -2N يسرع الربيع إلى الوراء.

اقرأ المزيد عن الحركة التوافقية البسيطة.

قفزة طويلة

لإكمال أنشطة الوثب الطويل ، فإنك تطلب عدة قوى أولاً لتسريع نفسك ثم إلغاء تسريعها. قبل القفزة ، تحتاج إلى الركض لمسافة محددة للحصول على الزخم. لنفترض أنك قمت بتطبيق قوة دفع عضلية مقدارها 8N على سطح الأرض ، في حين أن الأرض تمارس الاحتكاك المنزلق بمقدار -2N لك.

عند نقطة القفز ، تقوم مرة أخرى بتطبيق قوة عضلية أكبر بمقدار 10 نيوتن لأعلى على الأرض. بعد القفز ، تمارس عليك قوة مقاومة الهواء البالغة -5 نيوتن وقوة الجاذبية البالغة -6 نيوتن ، مما يسرعك إلى أسفل. بعد الانتهاء من القفزة ، تقوم مرة أخرى بتطبيق قوة دفع عضلية مقدارها 5 نيوتن للانزلاق على الأرض عندما تصل إلى الأرض. هذا عندما تمارس الأرض المزيد من الاحتكاك الانزلاقي 10N ، مما يوقف حركتك تدريجياً.

صافي القوة أثناء الوثب الطويل
صافي القوة أثناء الوثب الطويل
(ائتمان: شترستوك)

لحساب إجمالي القوة الصافية أثناء النشاط الكامل للقفز الطويل ، نحتاج إلى إضافة القوة حسب نشاط واحد مثل [(8 + (-2)] + [(10 + (-5) + (-6)] + [5 + (-6)] = 6 - 1 - 1 = 4N ، مما يدل على أن صافي القوة 4N يسرعنا إلى الأمام عندما نقفز.

حمل الحقيبة

عندما تمشي على الأرض مع حمل حقيبتك الثقيلة على ظهرك ، فإن الحقيبة والجسم يواجهان قوى شبكة مختلفة.

لنفترض أنك تقوم بتطبيق قوة دفع مقدارها 10 نيوتن على الطابق الأرضي حيث يتم ممارسة قوة الاحتكاك البالغة -5 نيوتن. بما أنك تمشي على الأرض ، فإن الجهد المبذول قوة الجاذبية من -5N والقوة الطبيعية 5N تلغي بعضهما البعض. ومن ثم ، فإن إضافة زوج من القوى الأفقية ، 15 + (-5) = 10 نيوتن ، يشير إلى أن صافي القوة 10 نيوتن يسرع من المضي قدمًا.

لحمل الحقيبة الثقيلة ، تقوم بموازنة قوة الجاذبية البالغة -5N في الحقيبة عن طريق تطبيق قوة عضلية مقدارها 10 نيوتن. ومن ثم ، فإن صافي قوة 5N يعمل على الكيس مما يسرعه للأمام معك.

عندما نتحدث عن القوة الصافية التي تؤثر عليك من يحمل الحقيبة الثقيلة ، فإننا نضيف القوة الصافية علينا وعلى الكيس ، 10N + 5 = 15N. تعلمنا ذلك لقد احتاج إلى قوة صافية كبيرة للمشي مع تحمل أي وزن أكبر من صافي القوة اللازمة للمشي.

بالون مشحون

لنفترض أننا قمنا بشحن البالون والعصا البلاستيكية عن طريق فركها بفراء الحيوانات. إذا ألقينا البالون المشحون في الهواء وأمسكنا العصا البلاستيكية المشحونة تحته ، فلن يتحرك البالون بعيدًا عن العصا أو يحوم على مسافة معينة.

افترض أن قوة كهربائية 10 نيوتن بين البالون ونظير العصا لقوة جاذبية البالون البالغة -10 نيوتن.

يشمل صافي القوة القوة الكهروستاتيكية
يشمل صافي القوة القوة الكهروستاتيكية

نظرًا لأن القوة الكهربائية وقوة الجاذبية تلغي بعضهما البعض ، فإن القوة الكلية المؤثرة على البالون المشحون تساوي صفرًا. هذا لأن ربط البالون بالعصا ولا يبتعد عنها.

رولينج كار أون هيل

افترض أن عديم الاحتكاك الطريق مبني على التل المنحدر. إذن ، ما القوة المؤثرة على السيارة التي كتلتها 1 كجم والمتسارعة لأسفل على طريق تل يميل بمقدار 30 درجة؟ عندما يتحرك جسم على سطح أفقي ، تكون قوة الجاذبية للجسم ملغ. ولكن عندما يتحرك جسم ما في المستوى المائل بدون احتكاك ، تنقسم قوة الجاذبية إلى مكونين.

أحد مكونات قوة الجاذبية من mgcosθ عموديًا على السيارة المتحركة يلغي القوة العمودية. لذلك ، فإن مكون قوة الجاذبية الآخر لـ mgsinθ الموازي للسيارة هو صافي القوة الوحيدة (mgsinθ = 1 x 9.8 x sing30 ° = 4.9N) التي يسرع السيارة على الطريق المنحدر عديم الاحتكاك.

اقرأ المزيد عن الطائرة المائلة

قطار الجري

يصعب على سائق القطار إيجاد قوى مختلفة تعمل في القطار. لكن يجب عليهم فهم كتلة القطار ومعدل تسارعه.

لنفترض أن القطار الذي كتلته 500 كجم يسير بسرعة 20 م / ث ، إذن حسب قانون نيوتن الثاني للحركة، القوة الصافية التي تعمل على القطار الجاري Fصاف = أماه = 500 × 20 = 1000 نيوتن.

اقرأ المزيد عن كيفية حساب الكتلة من القوة.


مانيش نايك

مرحبًا ، أنا مانيش نايك أكملت درجة الماجستير في الفيزياء مع إلكترونيات الحالة الصلبة كتخصص. لدي ثلاث سنوات من الخبرة في كتابة المقالات في مادة الفيزياء. الكتابة ، والتي تهدف إلى توفير المعلومات الدقيقة لجميع القراء ، من المبتدئين والخبراء. في أوقات فراغي ، أحب قضاء وقتي في الطبيعة أو زيارة الأماكن التاريخية. يشرفني أن أكون جزءًا من LambdaGeeks. نتطلع إلى ربطك عبر LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/ أيضًا ، من أجل دليل السفر إلى ماهاراشترا ومقالات الحفاظ على التراث ، قم بزيارة موقع الويب الخاص بي Wandering Maharashtra - https://wanderingmaharashtra.com / travel-blogs /

آخر المقالات

رابط لثلاث حقائق عن استخدام النهج في الزمن (الحاضر ، الماضي والمستقبل)

3 حقائق عن استخدام النهج بصيغة (الحاضر والماضي والمستقبل)

يُقصد بكلمة "نهج" بشكل أساسي أن تُستخدم للتعبير عن الانضمام أو التفاعل مع أي حدث أو هدف أو شخص. دعونا نتحقق من كيفية استخدام "النهج" في أشكال فعلية. يجب أن نضيف "s" ...