كيف تجد القوة الطبيعية بالكتلة والتسارع: عدة مناهج وأمثلة للمشكلة


يمكن حساب القوة الطبيعية بالكتلة والتسارع. دعنا نعرف كيف نجد القوة الطبيعية مع الكتلة والتسارع.

وفقًا للقوى المؤثرة على الجسم ، نرسم مخططًا حرًا للجسم ثم نستخدم قانون نيوتن الثاني للحركة لحل المزيد. دعونا نلقي نظرة على عدة مناهج وأمثلة للمسائل لفهم كيفية إيجاد القوة الطبيعية مع الكتلة والتسارع.

حسب قانون نيوتن الثاني للحركة، نحصل على صيغة القوة كـ F = ma. لذلك تُستخدم هذه الصيغة لإيجاد حجم القوة مع الكتلة والتسارع. الكتلة قيمة ثابتة موجبة ؛ وبالتالي ، فإن علامة القوة تعتمد على التسارع. إذا كانت السرعة تتزايد وكانت موجبة ، فإن القوة ستكون موجبة أيضًا. وللتسارع السالب ، أي التباطؤ ، ستكون القوة سالبة.

نحن نعلم أنه لا توجد أبدًا قوة واحدة تؤثر على جسم ما. عادة ما تعمل القوى في أزواج وعلينا حساب القوة الناتجة. على سبيل المثال ، نعلم أن كتابًا محفوظًا على طاولة يتم سحبه لأسفل بواسطة قوة الجاذبيةلكنها لا تسقط. لماذا ا؟

يصبح من الواضح أنه لا بد من وجود قوة أخرى تعمل على الشيء الذي أرصدة قوة الجاذبية وهذا هو سبب عدم سقوط الكتاب. هذه القوة هي القوة الطبيعية المؤثرة في الاتجاه التصاعدي. لذلك ، في حالة وجود عدة قوى تعمل على كائن ، حسب قانون نيوتن الثاني، القوة.

كيفية إيجاد القوة الطبيعية مع الكتلة والتسارع
قوة طبيعية تعمل على جسم ما

∑F = أماه

لنبدأ بكيفية إيجاد القوة العادية مع الكتلة والتسارع ، نبدأ بتوضيح مخطط الجسم الحر الذي يمثل جميع القوى المؤثرة على جسم معين. الآن باستخدام الصيغة ثم حساب جميع القيم ، يمكننا إيجاد القوة العمودية مع الكتلة والتسارع.

بالنسبة لجسم يتم الاحتفاظ به على سطح ، كما هو موضح في الشكل أعلاه ، تعمل القوة الطبيعية لأعلى ، ويعمل الوزن لأسفل. الآن القوة الطبيعية هي موازنة الوزن. لذلك لدينا:

fN=W

fN= ملغ

في جميع الحالات ، القوة الطبيعية لا تساوي وزن الجسم. بالنسبة للجسم الساقط بزاوية ثيتا ، تُحسب القوة العمودية من خلال:

fN= mg + Fsinθ

إذا كانت القوة تعمل في اتجاه تصاعدي ، يتم حساب القوة العادية من خلال:

fN= mg-Fsinθ

إذا تم وضع الجسم على سطح مائل ، فإن القوة العادية ستكون:

fN= mgcosθ

المشاكل المتعلقة بكيفية إيجاد القوة الطبيعية بالكتلة والتسارع

مشكلة 1) يتم الاحتفاظ بجسم على منضدة ويزن 4.2 كجم. القوة الطبيعية التي تعمل على ذلك ستكون؟

حل: نعطي:

م = 4.2 كجم

ز = 9.8 مللي ثانية-2

fN= ملغ

fN= 4.2 9.8 *

fN= 41.16N

مشكلة 2) يتم وضع صندوق على مشبك مائل بزاوية 60 درجة. وزن الصندوق 6 كيلو. ماذا ستكون القوة الطبيعية؟

حل: نعطي:

م = 6 كجم

ز = 9.8 مللي ثانية-2

θ = 60

fN= 6 * 9.8cos 60

fN= 58.8 * (1/2)

fN= ملغ = 29.4 نيوتن

مشكلة 3) تسقط الكرة نحو الأسفل بقوة 200 نيوتن. كتلة الكرة 2 كجم بزاوية 30 درجة. ما هي القوة الطبيعية المؤثرة على الكرة؟

حل: لقد أعطينا

م = 2 كجم

إ = 200 نيوتن

θ = 30 درجة

fN= mg + Fsinθ

fN= 2 * 9.8 + 200sin 30

fN= 19.6 + 200 * (1/2)

fN= + 19.6 100

fN= 119.6N

الأسئلة المتداولة (FAQS)

على ماذا تعتمد القوة الطبيعية؟

تتناسب القوة الطبيعية مع كتلة الجسم التي تعمل عليها وكذلك مع التسارع.

لذلك يمكننا حساب القوة العمودية بالكتلة والتسارع. برسم مخطط جسم حر ثم استبدال القيم ، يمكننا حساب القوة العمودية المؤثرة على الجسم.

هل القوة الطبيعية إيجابية دائمًا؟

لا ، القوة الطبيعية ليست بالضرورة موجبة دائمًا. يمكن أن تكون سلبية أيضا.

القوة العمودية لها اتجاه جنبًا إلى جنب مع الحجم. يمكن أن تكون سلبية أيضا. تشير القيمة السالبة ببساطة إلى الاتجاه المعاكس للقوة.

هل يمكن أن يكون الوزن الطبيعي أكبر من الوزن؟

نعم ، يمكن أن تتجاوز القوة الطبيعية وزن الجسم الذي تعمل عليه.

إذا سقط الجسم بزاوية ثيتا وعملت القوة في الاتجاه الهبوطي ، فإن القوة العمودية التي تؤثر على الجسم هي fN= mg + F sinθ وهو أكبر من وزن الجسم.

ما هي أهمية القوة العادية؟

القوة الطبيعية لها أهمية حيوية في الفيزياء وفي حياتنا اليومية.

إذا لم يكن هناك أي طبيعي القوة المؤثرة على صندوق محفوظ على الطاولة ، عندها فقط قوة الجاذبية هي التي ستؤثر عليها. الجاذبية سوف تسحبه إلى أسفل. أي أنه لا يمكن الاحتفاظ بأي جسم على سطح مرتفع.

هل القوة العادية والجاذبية عمل - رد فعل؟

لا يوجد جاذبية ولا قوة عادية ليست زوج عمل ورد فعل. في البداية ، قد يبدو الأمر كذلك ، لكن في الواقع ، ليس هذا هو الحال حيث تعمل كلتا القوتين على نفس الشيء.

ربيعة خالد

مرحباً ، أنا ربيعة خالد ، أتابع حاليًا درجة الماجستير في الرياضيات. كتابة المقالات هي شغفي وأنا أكتب بشكل احترافي منذ أكثر من عام حتى الآن. كوني طالب علوم ، لدي موهبة في القراءة والكتابة عن العلوم وكل ما يتعلق بها. إذا أعجبك ما أكتبه ، يمكنك التواصل معي على LinkedIn: https://www.linkedin.com/mwlite/in/rabiya-khalid-bba02921a في وقت فراغي ، أطلِق جانبي الإبداعي على لوحة الرسم. يمكنك التحقق من لوحاتي على: https://www.instagram.com/chronicles_studio/

آخر المقالات

الرابط هل المضخة الحرارية غاز أم كهربائي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل المضخة الحرارية غازية أم كهربائية؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

المضخة الحرارية هي آلة تنقل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. دعونا نناقش ما إذا كانت المضخة الحرارية تعمل بالغاز أو الكهرباء. يتم توليد المضخة الحرارية بالكهرباء. إلى عن على...