كيفية إيجاد القوة الطبيعية بين كتلتين: عدة مناهج وأمثلة للمشكلة


يُعرف الدفع أو الشد الذي يمارس على الجسم من الخارج والذي يميل إلى تغيير موضعه في حالة السكون أو حركته المنتظمة بالقوة.

القوات يمكن تصنيفها إلى مجموعتين: - قوة الاحتكاك: تدخل هذه القوة حيز التنفيذ فقط عندما يتلامس جسمان. مثال ، قوة الاحتكاك. قوى عدم الاحتكاك: تلعب هذه القوى دون أي احتكاك بين جسدين. مثال: القوة المغناطيسية ، قوة الجاذبية ، القوة الكهروستاتيكية.

من أجل العثور على "كيفية إيجاد القوة العادية بين كتلتين" ، فلننتقل إلى المتابعة.

تكون القوة العمودية دائمًا متعامدة مع البقعة التي يتقارب فيها جسمان.

المحصلة القوة يمكن حسابها بين جسمين ، بالصيغة المقدمة: -

fs= μsR

أين ، نحن نعلم أن fs هو الاحتكاك الساكن ، والأخير يعرف بمعامل الاحتكاك المحدد. و R هو رد الفعل الطبيعي وهو القوة الطبيعية التي تمارس على الجسم.

ما هي القوة بين كتلتين

يمكن تفسير القوة بين كتلتين بمساعدة نيوتن قانون الحركة الثالث.

وفقًا لقانون نيوتن الثالث للحركة ، لكل فعل رد فعل متساوٍ ومعاكس ، أو يمكننا القول أن القوة المتبادلة التي يمارسها جسمان على بعضهما البعض دائمًا متساوية في الحجم ودائمًا في الاتجاه المعاكس.

كيفية إيجاد القوة الطبيعية بين كتلتين
القوة الرجعية المتكافئة والمعاكسة

نكتب القوة المؤثرة عليهم كالتالي: -

Fab+Fba=0

Fab= -Fba

هنا ، لا تمارس قوة العمل ورد الفعل على نفس الجسم أبدًا.

الآن ، لحساب القوة بين كتلتين ، دعنا نمر بما يلي: -

يجب أن يكون هناك جسمان كتلتهما م و 2 م على التوالي.

الآن لحساب القوة بين هاتين الكتلتين كتلتهما م و 2 م ، سنشتق المعادلة: -

دع القوة F تعمل على الكتلة التي لها كتلة م: -

نحن نعلم أن F = ma لذا ، a = F / m

الآن لنفترض أن القوة f للكتلة الأخرى التي كتلتها 2m ، سنحسب تسارعها على النحو التالي: -

الآن يمكن معادلة تسريع المعادلة الذي يتم تقديمه على كلا الكتلتين على النحو التالي: -

F / م = f / 2 م

F / 1 = f / 2

و = 2F

إذن يمكننا القول الآن إن كتلة كتلتها "م" تمارس قوة 2F على كتلة كتلتها 2 م.

كيف تحسب القوة بين قوتين

عندما يواجه جسم ما عدة قوى ، فإن القوة المحصلة على الجسم هي القوة التي ستنتج تسارعًا جماعيًا متساويًا لجميع القوى.

لحساب القوة بين قوتين ، دعنا نفهمها من خلال المثال: -

دعونا ننظر في هيئة تعمل عليها قوتان. قوة واحدة مقدارها 10 نيوتن من الاتجاه الأيمن والقوة 6 نيوتن من الاتجاه الأيسر.

القوى في الاتجاه المعاكس

في الشكل المعطى القوة الناتجة سيكون في الاتجاه الصحيح وسيكون حسابه 4N. مثل القوة ذات القدر الأكبر في الاتجاه الصحيح. هنا ستكون القوة المحصلة 4 نيوتن ، لأن هذه القوى في الاتجاه المعاكس لذلك يتم طرحها.

لنفكر بجسم يبذل قوى في نفس الاتجاه: -

افترض أن قوة مقدارها 3 نيوتن و 4 نيوتن تعمل في الاتجاه الصحيح فقط. هنا ستكون القوة المحصلة المؤثرة على الجسم في الاتجاه الصحيح نفسه وستكون القوة 7 نيوتن. يتم جمع القوات لأنها كانت في نفس الاتجاه.

القوات تعمل في نفس الاتجاه

لنفكر بجسم يبذل قوة بزاوية: -

هنا قوتان تمارسان بزاوية 45 درجة. لها قوة مقدارها 30 نيوتن و 40 نيوتن على التوالي.

قوة العمل بزاوية

لحساب القوة بين هاتين القوتين سنكسر القوة في مكونها ونستخدم الصيغة ، كما هو موضح أدناه: -

R = F.1+F2

كيف تجد صافي القوة بين جسمين

دعنا نذهب من خلال الأمثلة التالية لفهم كيفية إيجاد صافي القوة بين كتلتين ،

 س: عندما تصطدم رصاصة بكتلة خشبية ثقيلة وتنتقل بداخلها كتلتها 0.08 كجم وتتحرك بسرعة 180 مللي ثانية.2. الرصاصة بعد الضربة تتوقف على مسافة 60 سم. الآن ، أوجد صافي قوة المقاومة المؤثرة على الرصاصة بواسطة الكتلة.

دعونا نأخذ على أنه التخلف عن طريق الرصاصة. ثم من قانون نيوتن نعلم أن: -

v2=u2-2as

الآن ، عند وضع القيم التي سنحصل عليها ،

الآن ستكون قوة المقاومة: -

F = أماه = 0.08 كجم * 27000 مللي ثانية-2= 2160N

س: ضع في اعتبارك كتلة خشبية كتلتها 4 كجم موضوعة على الأرض. عندما يتم وضع أسطوانة كتلتها 50 كجم على الكتلة ، ينتج عن الأرض وتسارع الكتلة والأسطوانة معًا بمقدار 0.2 مللي ثانية2. الآن ابحث عن مجهود الكتلة على الأرض في الحالة المعينة (أ) قبل و (ب) بعد غلة الأرضية. حيث ز = 10 مللي ثانية2.

هنا قوتان تعملان على الكتلة. لذا فإن جاذبية الأرض ستكون 40 نيوتن. وستكون القوة العمودية R. نظرًا لأن الكتلة في حالة سكون ، فإن القوة الكلية ستكون 0.

R = mg = 40N (حسب القانون الأول)

الآن وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، فإن عمل الكتلة على الأرض سيكون مساويًا ومعاكسًا لـ R. والذي سيكون 40N موجهًا عموديًا لأسفل.

الآن بالنسبة للكتلة والأسطوانة ، ستكون قوة الجاذبية الناتجة عن الأرض 500 نيوتن. وستكون R هي القوة العادية.

الآن نحن نعلم أن النظام يتسارع إلى أسفل ، فإن القوة الكلية ستكون: -

من الحساب أعلاه تعلمنا أن حركة الكتلة والأسطوانة على الأرض هي 490 نيوتن ، والتي يتم توجيهها عموديًا لأسفل.

س: يوجد قطار لعبة في وضع السكون ، حيث تكون قوة الاحتكاك 15 نيوتن ، الآن عند تطبيق قوة مقدارها 40 نيوتن. ثم أوجد صافي القوة بينهما.

نعلم أن القوة المؤثرة على لعبة القطار هي 40 نيوتن

وعلى قوة الاحتكاك التمثيل هو ، -15N

لحساب صافي القوة ، سوف نستخدم الصيغة التالية: -

صافي القوة = القوة المبذولة + قوة الاحتكاك

صافي القوة = 40-15

صافي القوة = 25 نيوتن

لذلك ، القوة الكلية ستكون 25 نيوتن.

س: يقوم الباب بسحب كلا وجهيه. حيث تواجه على جانبها قوة سحب مقدارها 78 نيوتن ، بينما تواجه على الجانب الآخر قوة سحب مقدارها 39 نيوتن ، احسب الآن صافي القوى المؤثرة على الباب.

نعلم أن القوة المؤثرة على الباب هي 78 نيوتن و 39 نيوتن على التوالي.

لحساب صافي القوة ، سوف نستخدم الصيغة التالية: -

صافي القوة = القوة المبذولة على جانب واحد + القوة المبذولة في الجانب الثاني

صافي القوة = 78-39

صافي القوة = 39N

ريا باندي

أنا ريا باندي. لقد أكملت التخرج بعد التخرج في الفيزياء في عام 2021. أعمل حاليًا كخبير في مادة الفيزياء لطلاب Lambdageeks. أحاول أن أشرح موضوع الفيزياء الذي يسهل فهمه بطريقة بسيطة.

آخر المقالات