كيف تجد صافي القوة بالكتلة والسرعة: طرق ومشاكل وحقائق مختلفة


يناقش المقال طرقًا مختلفة حول كيفية إيجاد القوة الكلية مع الكتلة والسرعة والمشكلات التي تم حلها.

نحن نفترض السرعة بدلاً من السرعة عندما نناقش فقط مقدار المسافة التي قطعها الجسم بوحدة زمنية بدلاً من تحديد الاتجاه الذي قطعه عندما تعمل القوة الكلية. يسهل علينا اكتشاف القوة الكلية بالكتلة والسرعة أو السرعة الثابتة باستخدام قوانين نيوتن وصيغ القوة. 

اقرأ المزيد حول كيفية حساب السرعة من القوة والكتلة.

كيف تجد صافي القوة مع الكتلة والسرعة باستخدام حركة قانون نيوتن؟

يساعدنا قانون نيوتن الثاني للحركة في إيجاد القوة الكلية للكتلة والسرعة.

الجسم الذي له كتلة في حالة السكون يقود السرعة إلى مسافة معينة عندما تعمل قوة محصلة. لإيجاد القوة الكلية مع الكتلة والسرعة باستخدام قانون نيوتن الثاني ، علينا أولاً تحويل سرعة جسم ، معبرًا عنها بالكيلومتر / الساعة ، إلى سرعته كمتر / ثانية.  

كيفية إيجاد القوة الصافية بالكتلة والسرعة
كيفية إيجاد القوة الصافية بالكتلة والسرعة
الفرق بين السرعة والسرعة
السرعة مقابل السرعة

لاحظ أن السرعة يُشار إليها بالحرف "v" ويُشار إلى السرعة على أنها "v(مائل ت)

يوفر قانون نيوتن الثاني يعبر،

Fصاف = أماه

Fصاف == م * [(vv0) / (tt0)

افترض أن جسمًا ما بدأ يتحرك من السكون. ر0 = 0 و v0 = 0.

Fصاف = م * (ت / ر)

يتم التعبير عن السرعة بـ كم / ساعة.

1 كيلومتر = 1000 كيلومتر

1 ساعة = 3600 ثانية

لذلك عندما حددنا السرعة v بالسرعة v,

v=v(1000/3600) م / ث

اقرأ المزيد حول كيفية إيجاد صافي القوة بالكتلة والسرعة.

عندما يضرب الضارب الكرة بكتلة 5 كجم ، تتغير سرعتها من 10 كم / ساعة إلى 15 كم / ساعة في زمن الوحدة من 5 ثوانٍ إلى 10 ثوانٍ. احسب صافي القوة المؤثرة على الكرة من حيث كتلتها وسرعتها. 

معطى:

م = 5 كجم

v0 = 10 كم / ساعة

ت = 15 كم / ساعة

t0 = 5 ثوان

ر = 10 ثوان

لايجاد:

  1. v =?
  2. Fصاف =?

المعادلة:

Fصاف == م * [(vv0) / (tt0)]

حل:

علينا حساب السرعة من السرعة قبل حساب القوة الكلية.

دعونا نحسب صافي القوة المؤثرة على الكرة باستخدام قانون نيوتن الثاني للحركة.

القوة الكلية المؤثرة على كرة كتلتها وسرعتها 1.46N.

اقرأ المزيد عن القوة الصافية

كيف تجد القوة الصافية بالكتلة والسرعة الثابتة؟

يتم حساب القوة الكلية مع الكتلة والسرعة الثابتة من القوى الرأسية فقط.

عندما لا تعمل قوة محصلة ، ينتقل الجسم بسرعة ثابتة خطيًا ، وتصبح سرعته ثابتة أثناء سيره في اتجاه خطي. نظرًا لأن زوجًا من القوى الأفقية يوازن بعضهما البعض ، تصبح السرعة ثابتة ، ويقوم زوج القوى الرأسية بتوصيل القوة الكلية بالكتلة والسرعة الثابتة.  

صافي القوة مع الكتلة والسرعة الثابتة
صافي القوة مع الكتلة والسرعة الثابتة

من بين أربع قوى تعمل في جميع الاتجاهات ، القوى الأفقية ، مثل قوة تطبيقية و قوة الإحتكاكمتوازنة مع بعضها البعض عندما كانت السرعة ثابتة. فقط القوى العمودية ، مثل قوى طبيعية or خطورة، يمكن أن يسرع جسمًا يتقدم بسرعة ثابتة. لكن كلا القوتين الرأسيتين لهما الصيغة الدقيقة. أي ملغ. لذلك ، يتم تقدير القوة الكلية مع الكتلة والسرعة الثابتة عندما تكون طبيعية ، ولا يمكن لقوى الجاذبية أن تلغي بعضها البعض.  

اقرأ المزيد عن أنواع القوات.

كتلة الصندوق 6 كجم ويتحرك بسرعة ثابتة 5 م / ثانية عند سحبه بقوة 50 نيوتن عند 30°. احسب قيم القوى المختلفة وتأثير القوة الكلية على الصندوق بكتلته وسرعته الثابتة. (ز = 9.8 م / ث 2)

كيف تجد صافي القوة؟
كيف تجد صافي القوة

معطى:

م = 6 كجم

v = 5 م / ثانية

Fi = 50 نيوتن

θ = 30 درجة

لايجاد:

  1. Fg =?
  2. Fy =?
  3. Fx =?
  4. FN =?
  5. Ff
  6. Fصاف =?

المعادلة:

  1. Fg= ملغ
  2. Fy = F.isinθ
  3. Fx = F.iكوسθ
  4. FN + Fy = F.g
  5. Fصاف = F.هوز + Fكل نبات أخضر

حل:

لنجد كل قوة مؤثرة على الصندوق قبل حساب القوة الكلية.

يوفر صيغة قوة الجاذبية هو،

Fg = ملغ

Fg = 6 × 9.8

Fg = 58.8

قوة الجاذبية 58.8 نيوتن.

نظرًا لتطبيق القوة بزاوية ، يتم تحليلها إلى مكونين ، Fx و Fy.

يوفر المكون الرأسي وyعمودي على المربع يحسب باستخدام دالة مثلثية.

Fy = F.isinθ

Fy = 50 × الخطيئة (30°)

Fy = 25

المكون الرأسي للقوة المطبقة هو 25 نيوتن.

يوفر المكون الأفقي Fx بالتوازي مع المربع يحسب باستخدام دالة مثلثية.

Fx = F.iكوسθ

Fx = 50 × كوس (30 درجة)

Fx = 43.3 نيوتن

المكون الأفقي للقوة المطبقة هو 43.3 نيوتن.

القوة العمودية العمودية على الصندوق وعلى طول المكون الرأسي للقوة المطبقة Fy يحسب على أنه

FN + Fy = F.g

FN = F.g - واوy

FN = 58.8 - 25

FN = 33.8

القوة العادية 33.8 نيوتن.

نظرًا لأن الصندوق يتحرك بسرعة ثابتة تبلغ 5 م / ثانية ، فإن القوى الأفقية مثل المكون الأفقي للقوة المطبقة وقوة الاحتكاك يجب أن توازن بعضها البعض.

هذا يعني قوة الاحتكاك وf = 43.3 شمال.

يوفر صافي القوة في المربع محسوب عن طريق إضافة القوى الرأسية فقط.

Fصاف = F.كل نبات أخضر

Fصاف = F.N + (-Fg)

Fصاف = 33.8 - 58.8

Fصاف = - 22

تؤثر القوة الكلية على الصندوق بكتلته وتكون السرعة الثابتة -22 نيوتن.

اقرأ المزيد عن كيفية إيجاد القوة الصافية؟

كيف تجد صافي القوة مع الكتلة والسرعة الثابتة في الحركة الدائرية؟

القوة الكلية مع الكتلة والسرعة الثابتة في حركة دائرية هي قوة الجاذبية فقط.

عندما لا توجد قوة على جسم يسير بشكل دائري ، فإن مقدار سرعته ، أي السرعة ، يكون ثابتًا ، لكن اتجاهه يتغير باستمرار. إذن ، جسم ذي سرعة ثابتة يتسارع في أ مسار دائري ، والقوة الكلية المسؤولة عن الحركة الدائرية هي الجاذبية المركزية قوة. 

قوانين نيوتن اعرض ذلك يتم تفويض القوة الصافية لتسريع الجسم. يتدحرج الجسم بسرعة ثابتة متسارعة نحو المركز أثناء الحركة الدائرية حتى مع عدم وجود قوة محسوسة - بما في ذلك القوى الرأسية والأفقية. القوة الكلية الوحيدة التي تؤثر على جسم في حركة دائرية عندما يتحرك بسرعة ثابتة هي قوة الجاذبية.

صافي القوة مع سرعة ثابتة
صافي القوة مع سرعة ثابتة
(ائتمان: شترستوك)

كقانون نيوتن الثاني ، فصاف = أماه.

قوة الجاذبية المركزية التي تسبب التسارع لجسم يمر بحركة دائرية منتظمة هي v2/ ر.

يوفر صافي القوة بسبب قوة الجاذبية هو،

Fصاف = م * (الخامس2/ ص)

اقرأ المزيد عن الحركة الزاوية

كتلة دراجة نارية تبلغ 50 كجم يركب في دائرة رأسية بسرعة ثابتة 10 م / ثانية في كرة مجوفة 20 م. احسب صافي القوة المؤثرة على دراجة نارية بكتلتها وسرعتها الثابتة. 

معطى:

م = 50 كجم

ت = 10 م / ثانية

R = 20 م

لايجاد: Fnet =؟

المعادلة:

Fصاف = م * (الخامس2/ ص)

حل:

الشبكة يتم حساب القوة على راكبي الدراجات النارية باستخدام ال دائري صيغة القوة.

Fصاف = م * (الخامس2/ ص)

استبدال جميع القيم ،

Fصاف = 50 * (102/ 20)

Fصاف = 5000 / 20

Fصاف = 250

القوة الكلية المؤثرة على دراجة نارية بسرعة ثابتة هي 250 نيوتن.

اقرأ المزيد عن Net Force Vs Force.


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