ما الذي يمكن أن يمارس قوة: رؤى وحقائق شاملة


هل يمكن لجسم غير حي أن يمارس قوة في هذه المقالة ، سنناقش ما يمكن أن يمارس قوة.  

القوة هو دفع أو سحب ناتج عن التفاعل بين جسمين. لذلك ، من الصحيح أن نقول إن القوة يمكن إجراؤها من خلال تفاعل كائنين. بمجرد انتهاء التفاعل ، لن تختبر الأشياء القوة بعد الآن. التفاعل هو الطريقة الأساسية لظهور القوى.  

لكن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما الذي يمكن أن يمارس قوة أو نوع التفاعل الذي يجب أن يحدث بين جسمين لممارسة القوة أو هل يمكن لجسم غير حي أن يمارس قوة. هل من الضروري إنشاء اتصال بين كائنين ل ممارسة القوة أو يمكن أن تمارس القوة بأي نوع من التفاعل.   

لفهمها بطريقة أفضل ، يتم تقسيم جميع التفاعلات بين الكائنات إلى فئتين رئيسيتين:   

قوة الاتصال

عندما يتم اعتبار كيانين متفاعلين منخرطين جسديًا مع بعضهما البعض ، تحدث قوى الاتصال.

"قوى الاحتكاك ، قوى التوتر ، القوى العادية ، قوى المقاومة الجوية ، و القوى المطبقة كلها أمثلة على الاتصال القوات".  

هل يمكن لجسم غير حي أن يمارس القوة: ما الذي يمكن أن يمارس قوة
الصورة الائتمان:
ما يمكن أن يمارس قوة

القوة الناتجة من العمل عن بعد (قوة غير ملامسة)

يتم اختبار هذا النوع من القوة عندما لا يتشابك جسمان جسديًا مع بعضهما البعض ولكن لا يزال بإمكانهما فرض دفع أو سحب بغض النظر عن انفصالهما الجسدي.

قوة الجاذبية هي مثال القوة الناتجة عن العمل على مسافة. يوجد بين الشمس والكواكب الأخرى مسافة كبيرة جدًا ولكن لا يزال هناك قوة تمارسها الشمس والكواكب على بعضها البعض. هذه القوة بين الشمس والكواكب الأخرى هي أيضًا مثال على إنتاج القوة من العمل على مسافة.

عندما نسير وأقدامنا تغادر سطح الأرض ولم تعد على اتصال بالأرض ، تظل هناك قوة جاذبية بين أقدامنا والأرض.

تعمل القوى الكهربائية أيضًا على مسافة ما. بعد الفصل على مسافة قصيرة ، تشعر البروتونات داخل النواة والإلكترونات خارج النواة بقوة جذب مع بعضها البعض.

On من جهة أخرى، القوى المغناطيسية هي قوى العمل على مسافة. يمكن لمغناطيسين ، على سبيل المثال ، أن يمارسوا قوة مغناطيسية على بعضهما البعض على الرغم من أن المسافة بينهما لا تتعدى بضعة سنتيمترات.   

هل كل الأشياء تمارس القوة ?

ما الذي يمكن أن يمارس قوة؟

تمارس جميع الأجسام قوة على بعضها البعض أثناء تعشيقها جسديًا ولكن حتى لو لم يكن جسمان في حالة اتصال جسدي ، فإنهما يمارسان قوة جاذبية على بعضهما البعض.

ومع ذلك ، صحيح أن البشر ليسوا على دراية بمثل هذه القوى لأنه لا يوجد أحد على وجه الأرض لديه كتلة عالية جدًا. نتيجة لذلك ، فإن قوة الجاذبية بين العنصرين صغيرة جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها. نظرًا لأن قوة الجاذبية بين جسمين في مكان ما منخفضة نسبيًا بسبب كتلتهما المتواضعة ، فإنهما لا يدفعان أو يسحبان تجاه أحدهما الآخر.

تستخدم قوة الجاذبية من قبل الأجسام ذات الكتلة لممارسة القوى على بعضها البعض.

"حجم هذه القوة يتناسب طرديًا مع ناتج كتل جسمين متفاعلين ويتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما." 

قانون نيوتن للجاذبية: [اللاتكس] F_ {g} = - \ frac {GmM} {r ^ {2}} [/ اللاتكس]  

بالنسبة لجميع الكتل الموجودة على سطح الأرض ، فإن المعلمات G و M و r هي نفسها. تضاف هذه المكونات معًا للحصول على ثابت g ، والذي نشير إليه بالتسارع الناتج عن الجاذبية.  

[latex]g= \frac{GM}{r^{2}}=\frac{6.67\times 10^{-11}Nm^{2}/kg^{2}\times 5.98\times 10^{24}kg}{(6.37\times 10^{6}m)^{2}}=9.8 m/s^{2}[/latex]  

يوفر قوة الجاذبية التي تفرضها الأرض على جسم كتلته m لها قيمة mg وهي موجهة لأسفل على سطح الأرض. 

هل يمكن لجسم غير حي أن يمارس قوة ?

نعم ، حتى الجماد يمكن أن يمارس القوة. عندما تقف على الترامبولين ، على سبيل المثال ، تتشوه الترامبولين تحت وزنك ، مما يؤدي إلى زيادة الضغط عليك لمنعك من السقوط.

لأن التفاعلات بين الذرات والجزيئات مماثلة لتلك بين الزنبرك والنسيج المطاطي الذي يشكل الترامبولين ، فعند وضع قلم رصاص على مكتب ، يتشوه كل من القلم الرصاص والمكتب إلى حد ما. على الرغم من أن التشويه طفيف جدًا بحيث لا يمكن رؤيته ، إلا أن القوى التي تسببه تمنع القلم من المرور عبر المكتب. 

 

هل يجب على الجسم المادي أن يمارس القوة 

كما ناقشنا من قبل أن القوة هي دفع أو سحب وتحدث بسبب تفاعلات جسدين. 

توجد دائمًا أزواج قوة رد فعل متساوية ومتعارضة. فمثلا؛ الطبيعة لديها مجموعة واسعة من أزواج قوة الفعل والتفاعل. ضع في اعتبارك قدرة الأسماك على التحرك عبر الماء. تستخدم زعانف السمكة لدفع الماء للخلف. من ناحية أخرى ، فإن الضغط على الماء سيعمل ببساطة على تسريعها.

نظرًا لأن التلامس المتبادل ينتج عنه قوى ، فإن الماء يدفع بالمثل السمكة إلى الأمام ، ويدفعها عبر الماء. الضغط الذي تشعر به المياه هو نفس الضغط الذي تشعر به الأسماك من حيث الحجم ولكن اتجاه الضغط الذي تشعر به على الماء يكون إلى الوراء بينما يكون اتجاه الضغط الذي تشعر به الأسماك للأمام. هناك قوة استجابة مكافئة (في الحجم) ومعارضة (في الاتجاه) لكل فعل. يمكن للأسماك أن تسبح بسبب تزاوج قوة الفعل والتفاعل.  

وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، "لكل فعل رد فعل مساوٍ ومعاكس." أو القوة تحدث في أزواج وتعمل على أجسام مختلفة.   

يعني هذا القانون أنه لكل تفاعل ، هناك قوتان رئيسيتان تعملان على الهيئتين المتداخلتين في كل تفاعل.

"القوى المؤثرة على الجسم الأول تعادل القوى المؤثرة على الجسم الثاني. القوة المؤثرة على الجسم الأول موجهة في الاتجاه المعاكس مثل القوة المؤثرة على الجسم الثاني ".

يمكن للجسيم أن يمارس قوة على نفسه ?

في الفيزياء الكلاسيكية ، لا تطبق الجسيمات قوى على نفسها لأن النماذج الكلاسيكية التي كانت فعالة في التنبؤ بحالة الأنظمة لم تكن بحاجة إليها للقيام بذلك.  

In الميكانيكا الكلاسيكية، قد يؤسس المرء الآن سببًا منطقيًا. وفقًا لقوانين نيوتن ، كل فعل له مساوٍ والاستجابة المعاكسة. إذا بذلت 100N من ​​القوة على طاولتي ، فإنها تستجيب من خلال بذل 100N من ​​القوة في الاتجاه الآخر.

ضع في اعتبارك هذا: الجسيم الذي يمارس قوة على نفسه ثم يتم دفعه للخلف في الاتجاه المعاكس بنفسه بقوة متساوية. يبدو الأمر كما لو كنت تضغط على يديك معًا بإحكام. أنت تمارس قدرًا كبيرًا من القوة ، لكن يديك لا تتحرك لأنك ببساطة تدفع ضد نفسك. أنت تقاوم في كل مرة يدفعك فيها شخص ما. 

In ميكانيكا الكمICS، بدأت الأمور تزداد روعة. بتجنب البحث في التفاصيل الدقيقة ، تكشف فيزياء الكم أن الجسيمات تتفاعل مع بعضها البعض. وعليهم أن يتفاعلوا مع تفاعلاتهم ، وما إلى ذلك. لذلك ، إذا وصلنا إلى المستويات الأساسية ، فيمكننا أن نشهد تفاعلات ذاتية مهمة بين الجسيمات. لم يتم ملاحظة هذا التفاعل الذاتي للجسيم في الميكانيكا الكلاسيكية.    

هل يمكن للكتلة أن تمارس قوة على نفسها 

لا يستطيع الجسم تسريع نفسه بتأثير قوة على نفسه. إذا كان ذلك ممكنًا ، لكانت الأمور قادرة على التسريع دون الاتصال بمحيطها. سحب حذاءك لن يساعدك على النهوض.

يشبه الحفاظ على الزخم البيان القائل بأن القوة المحصلة في نظام مغلق هي صفر ، وقانون الحفاظ على الزخم يمكن الاستدلال عليها من توحيد الفضاء. أكدت عالمة رياضيات تدعى إيمي نويثر هذه الحقيقة منذ زمن طويل.  

ينص قانون نيوتن الثاني على أن "المعدل الزمني لتغير زخم الجسم يساوي من حيث الحجم والاتجاه القوة المفروضة عليه".

لذلك ، بموجب هذا القانون ، لا يمكن للجسم أن يمارس قوة محصلة على نفسه. إذا مارست قوة F على جسمك بيديك ، فسوف يبذل جسمك قوة مساوية ومعاكسة F على يديك ، مما ينتج عنه صافي القوة الصفرية على جسمك. 

 

لماذا تمارس الجسيمات القوة  

بسبب قرب الجسيمات ، تمارس الجسيمات قوة قوية. 

ترتبط الجسيمات ببعضها البعض وتتفاعل مع بعضها البعض. نتج عن علاقتهم قوة جاذبة بينهم. قوة التجاذب بين الجزيئات تجذب الجسيمات. هذه القوة قوية جدا.

لماذا تؤثر الشحنات على بعضها البعض  

أثناء دراستنا للديناميكا الكهربائية ، تتفاعل الجسيمات المشحونة مع بعضها البعض.

للجسيمات المشحونة خاصية أساسية جوهرية مثل الشحنات تتنافر مع بعضها البعض وعلى عكس الشحنات تجذب بعضها البعض ، يتم جلب قوة تسمى القوة الكهروستاتيكية بين الشحنات بسبب هذه الخاصية الجوهرية للشحنات.

هذه القوة تشبه إلى حد بعيد قوة الجاذبية الجاذبية ولكن الفرق الأساسي بين الاثنين هو أن قوة الكولوم يمكن أن تكون مثيرة للاشمئزاز وكذلك جذابة بينما قوة الجاذبية ليست سوى قوة جذابة.   

"هذه القوة تتناسب طرديًا مع ناتج كتلة الشحنات وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بين هاتين الشحنتين".

يوفر الحقل الكهربائي قد يفسر هذا أيضًا. تتنوع ميزات الفضاء الذي يحيط بجسم مشحون ، مما يسمح له بالعمل كقناة تفاعل بين جسمين مشحونين يطبقان القوة على بعضهما البعض.  

كيف يمارس الهواء داخل الحاوية الضغط  

بسبب ارتفاع الطاقة الحركية وقوة جذب ضئيلة أو قوى ضعيفة بين الجزيئات ، يمكن أن تتحرك جزيئات الغاز في كل اتجاه بسرعة عالية جدًا.

بسبب الحركة العشوائية القوية للجسيمات ، فإنها تصطدم ببعضها البعض ومع جدران الحاوية. ينتج الضغط على جدران الحاوية عن تفاعلات جزيئات الهواء مع جدران الحاوية.  

لماذا لا يستطيع الجسم أن يمارس قوة صافية على نفسه 

بسبب قانون نيوتن الثاني للحركة

إذا مارست قوة F على جسمك بيديك ، فسوف يبذل جسمك قوة مساوية ومعكوسة F على يديك. نتيجة لذلك ، لا توجد قوة صافية تعمل على جسمك.  

لذلك بموجب هذا القانون ، لا يمكن للجسم بذل أ صافي القوة على نفسه.

الأسئلة المتداولة | أسئلة وأجوبة  

Q. كيف تجد القوة التي يمارسها الجسم؟  

يمكن للمرء حساب القوة المؤثرة على جسم باستخدام قانون نيوتن الثاني للحركة   

تُستخدم النيوتن لقياس القوة ، وتستخدم الكيلوجرامات لقياس الكتلة ، وتستخدم الأمتار في الثانية المربعة لقياس التسارع. 

"القوة المؤثرة من قبل الجسم تتناسب مع كتلته مضروبة في تسارعه": F = m a. يجب عليك استخدام وحدات النظام الدولي لاستخدام هذه الصيغة

Q. ما هي بعض الأمثلة على أزواج القوة؟  

يمكن للسيارات السفر على طول سطح الطريق السريع بفضل الأزواج قوة رد فعل الفعل.

أثناء تحرك السيارة على الطريق ، تمسك العجلة بالطريق وتقوم بقوة إلى الخلف على الطريق ، ويمارس الطريق قوة على الانقلاب في الاتجاه الأمامي. هذا مثال كلاسيكي لقوة الفعل والتفاعل.

"لكل فعل رد فعل مساو له ومعاكس له."  

Q. ما القوة التي سيطبقها الجسم كرد فعل للقوة التي تمارسها على الجسم؟ 

سيكونان متساويين ومعاكسين   

جميع القوى المؤثرة على جسمين متساوية في الحجم والاتجاه المعاكس. تحدد واحدة فقط من الهيئتين حجم واتجاه القوات في حالات معينة. إذا قمت بتطبيق قوة على عنصر غير حي ، فستحدد أيضًا القوة التي يفرضها الكائن عليك - قوة مساوية لقوتك ومعاكسة لها.

Q. كم عدد أنواع القوة الأساسية الموجودة؟  

تنقسم القوى الأساسية إلى أربع فئات. تحدد أربع قوى أساسية كيفية تفاعل الأشياء أو الجسيمات وكيف تنخفض بعض الجسيمات: الجاذبية ، والكهرومغناطيسية ، والقوية ، والضعيفة.   

 

SAKSHI كم

أنا ساكشي شارما ، لقد أكملت تخرجي في الفيزياء التطبيقية. أحب الاستكشاف في مجالات مختلفة وكتابة المقالات هي واحدة منها. في مقالاتي ، أحاول تقديم الفيزياء بأكثر الطرق فهمًا للقراء.

آخر المقالات