كيف تجد القوة الصافية بالكتلة والسرعة: طرق ومشاكل وحقائق مختلفة


يناقش المقال الطرق المختلفة لكيفية إيجاد القوة الكلية مع الكتلة والسرعة والمشكلات التي تم حلها.

القوة الكلية ، مجموع كل القوى ، تسرع أي جسم له كتلة بتغيير سرعته. تشجعنا المفاهيم على اتباع مناهج متميزة حول كيفية إيجاد القوة الصافية بالكتلة والسرعة من خلال استخدام قانون نيوتن للحركة ، وصيغ القوة المختلفة ، ونظرية العمل والطاقة. 

في مجلة المادة السابقة، لقد قمنا بفحص العديد من أمثلة صافي القوة. تحدد كل قوة مؤثرة على جسم تسارعه. ومن ثم ، فإننا ببساطة نضيف جميع أنواع القوى المختلفة المؤثرة على جسم لتقدير قوة واحدة تسرع الجسم في اتجاه واحد عن طريق تغيير حركته. 

اقرأ المزيد abouر صافي القوة.

كيفية إيجاد القوة الصافية بالكتلة والسرعة
كيفية إيجاد القوة الصافية بالكتلة والسرعة

كيف تجد القوة الصافية مع الكتلة والسرعة عن طريق تغيير الزخم?

يساعدنا قانون نيوتن الثاني للحركة في تحديد القوة الكلية بدلالة الكتلة والسرعة. 

ينص قانون نيوتن الثاني على أن زخم الجسم P يختلف عندما يتم استخدام قوة صافية. يعني تغيير الزخم أن جسمًا له كتلة m في حالة السكون أو الحركة يغير سرعته v لكل وحدة زمنية t عندما يتحرك من موضع إلى آخر.

حسب قانون نيوتن الثاني ،

لكن زخم P = mv ،

Fصاف = (مف-مف0) / (tt0)

بما أن الكتلة m لا تتغير عندما تعمل القوة الصافية ،

Fصاف = م * [(vv0) / (tt0)]

تغير سرعة الجسم (v = v0) لكل وحدة زمنية للتغيير (tt0) هو كائن تسارع "أ" بسبب صافي القوة.

أ = (vv0) / (tt0) = v / t

ومن ثم ، فصاف = أماه ……………………. (*)

اقرأ المزيد عن Net Force Vs Force.

الطائرة التي كتلتها 40 كجم تتحرك بسرعة 20 كم / ساعة على طول الأرض في 10 دقائق. إذا تم تطبيق قوة الحياة على نفس الطائرة ، فإنها تقلع بسرعة 30 كم / ساعة في 15 دقيقة. ما هي القوة الكلية المؤثرة على الطائرة؟ 

معطى:

م = 40 كجم

ت = 30 كم / ساعة

v0 = 20 كم / ساعة

ر = 15 دقيقة

t0 = 10 دقيقة

لايجاد: Fصاف =?

المعادلة:

Fصاف == م * [(vv0) / (tt0)]

و

Fصاف = F.1+F2+ ... فN

حل:

يتم حساب القوة الكلية على الطائرة باستخدام قانون نيوتن الثاني للحركة.

Fصاف = م * [(vv0) / (tt0)

استبدال جميع القيم ،

Fصاف = 40 * [(30-20) / (15010)]

Fصاف = 80

القوة الكلية على طائرة كتلتها 40 كجم تحلق بسرعة 30 كم / ساعة تساوي 80 نيوتن.

اقرأ المزيد عن كيفية حساب الكتلة من القوة.

كيفية إيجاد القوة الصافية بالكتلة والسرعة باستخدام صيغ القوة?

يتم تقدير القوة الكلية مع الكتلة والسرعة بواسطة صيغ من أنواع مختلفة من القوى.

عندما نطبق قوة على جسم على الأرض ، فإن قوة الجاذبية التي تعمل دائمًا على جسم ما يتم موازنةها بالقوة العادية. يمارس سطح الأرض أيضًا قوة الاحتكاك المعاكس للقوة المطبقة. تساعدنا كل من القوى المتساوية والمتقابلة في تقدير القوة الكلية بالكتلة والسرعة. 

أنواع صيغ القوى
كيف تجد القوة الصافية مع الكتلة والسرعة بواسطة صيغ القوة

تلغي القوة الطبيعية (ملغ) والجاذبية (ملغ) بعضهما البعض. هذا يعني أن FN + (-Fg) = mg - mg = o

يوفر صيغة القوة المطبقة هو،

Fi = أماه

يوفر صيغة قوة الاحتكاك هو،

 Fنقود = μFN = ميكروجرام

يوفر صيغة القوة الصافية اعطي من قبل،

Fصاف = F.i + (-Fنقود)

Fصاف = أماه - ميكروجرام

Fصاف = م (أ - ميكروغرام)

يوفر صيغة القوة الصافية مع الكتلة والسرعة باستخدام صيغ القوة اعطي من قبل،

Fصاف = م * [(vv0) / (tt0)] - ميكروغرام

اقرأ المزيد عن أنواع القوات.

كتلة الزلاجة 5 كجم تنزلق على سطح الجليد مع 20 كم / ساعة في 5 دقائق. نظرًا لأن معامل الاحتكاك لسطح الجليد يبلغ حوالي 1 ، فإنه يمارس قوة الاحتكاك الانزلاقي ، مما يقلل سرعة الزلاجة إلى 15 كم / ساعة في دقيقتين. احسب صافي القوة المؤثرة على المزلجة. (معطى: g = 2m / s9.8)

معطى:

م = 5 كجم

ت = 15 كم / ساعة

v0 = 20 كم / ساعة

ر = 10 دقيقة

t0 = 5 دقيقة

μ = 1

ز = 9.8 م / ث2

لايجاد: Fصاف =?

المعادلة:

Fصاف = م * [(vv0) / (tt0)] - ميكروغرام

حل:

يتم حساب القوة الكلية على المزلجة على النحو التالي ،

Fصاف = م * [(vv0) / (tt0)] - ميكروغرام

استبدال جميع القيم ،

Fصاف = 54

كتلة القوة الكلية على المزلجة 5 كجم ، وسرعة 15 كم / ساعة 54 نيوتن.

اقرأ المزيد عن كيفية حساب القوة.

كيف تجد صافي القوة مع الكتلة والسرعة والمسافة?

تقدر القوة الكلية مع الكتلة والسرعة والمسافة بـ t بواسطة نظرية الشغل والطاقة.

يقال إن الجسم الذي لديه كتلة في حالة سكون يعمل عندما يتحرك مع شيء معين السرعة من موضع إلى آخر. التسارع يحدث عندما تؤثر عليه قوة صافية ، محولة طاقتها الكامنة الثابتة إلى طاقة حركية لأداء العمل. 

يوفر صيغة العمل المنجز هي ،

W = F.صافd

العمل المنجز هو التغيير في الطاقة الحركية للجسم. على سبيل المثال ، 1/2 م (vv0)

نظرية العمل - الطاقة
كيفية إيجاد صافي القوة باستخدام نظرية الشغل والطاقة
(ائتمان: شترستوك)

ولذلك، فإن القوة الكلية مع الكتلة والسرعة والمسافة باستخدام صيغة الشغل والطاقة اعطي من قبل،

1/2 م (vv0) = F.صافd

Fصاف= [م (vv0)] \ 2 د

اقرأ المزيد عن العمل المنجز.

تعمل القوة الكلية على إحداث سيارة كتلتها 50 كجم وتغير سرعتها من 30 كم / ساعة في 15 دقيقة إلى 40 كم / ساعة في 20 دقيقة.

●      احسب المسافة المقطوعة بالسيارة.

●      احسب صافي القوة المؤثرة على السيارة من خلال الكتلة والسرعة والمسافة. 

معطى:

م = 50 كجم

ت = 40 كم / ساعة

v0 = 30 كم / ساعة

ر = 20 دقيقة

t0 = 15 دقيقة

لايجاد:

  1. د =؟
  2. Fصاف=?

المعادلة:

1) معادلة الحركة الحركية

د = (v + v0) / 2

2) وصاف= [م (vv0)] \ 2 د

حل:

يتم حساب المسافة المقطوعة بالسيارة باستخدام الثانية معادلة الحركة الحركية.

د = [(v + v0) / 2] ر

استبدال جميع القيم ،

د = [(30 + 40) / 2] * 20

د = 35 * 20

د = 70

المسافة تقطعها سيارة عندما يكون صافي تأثير القوة 70 مترًا.

باستخدام صيغة العمل والطاقة، لنحسب صافي القوة المؤثرة على سيارة ذات الكتلة والسرعة والمسافة.

Fصاف= [م (vv0)] \ 2 د

استبدال جميع القيم ،

Fصاف=[50(40-30)]/(2*70)

Fصاف= 500 \ 140

Fصاف = 3.57

القوة الكلية المؤثرة على السيارة هي 3.57 نيوتن.

اقرأ المزيد حول كيفية حساب العمل المنجز.


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