من أساسيات الفيزياء
 

http://www.piccs.net/files/angelinabesmelah1.gif


أخوتي الأفاضل ستكون هذا الصفحة بإذن الله خاصة
بمواضيع متعلقة بأساسيات الفيزياء
وهي قابلة للتعديل وفق لاقتراحاتكم التي تدفع بإذن الله للأفضل .....

الفيزياء :

علم يبحث في المادة والمجال ( إشعاع أو طاقة ) والتأثيرات المتبادلة
بينهما ، ويؤسس نتائجه مسنتداً على القياس التجريبي ويعتمد في صياغة
تعميماته على العلاقات الرياضية التي تربط بين متغيرات الظاهرة الطبيعية .
لذا هذا العلم مؤلفاً لمنهج فكري تجريبي – رياضي متميز بذاته .
و الفيزياء هي بحق أم علوم عصرنا الحاضر ، حيث كانت هي أول
العلوم التي بحث الانسان في نظرياتها وقوانينها ، وعنها تفرعت علوم أخرى
و مازال التفرع قائماً ،حيث أصبح كل فرع من فروعها علماً قائماً بذاته .
و ما علوم التكنولوجيا ( أو علم أصول الصناعة ) إلا مجالات التطبيق العملي
لنظريات الفيزياء التي جهد علماؤها كل الجهد في تطويرها وتنميتها .

القوة :

هي تأثير أحد الأجسام الطبيعية على جسم طبيعي آخر .
والجسم الطبيعي هو جسم يتكون من مادة وله حجم لا يساوى صفراً

و الأجسام الطبيعية تنقسم إلى نوعين :

- أجسام متماسكة وهي التي لا يتغير شكلها مهما كانت القوى
المؤثرة عليها مثل الأجسام الصلبة .
- أجسام قابلة للتشكل فيتغير شكلها تحت تأثير القوى مثل الخيوط
والسوائل والغازات بأنواعها والمطاط والصلصال .

أنواع القوى :

يختلف تأثير القوة التى يؤثر بها جسم على آخر من حالة لأخرى
ومن أمثلة هذه القوى :

1- قوى الضغط :
إذا حمل شخص ثقلاً على كتفه فإنه يشعر بقوة تؤثر على كتفه ،
مثل هذه القوة تسمى بقوة ضغط .

يـتبـع ..........

رد: من أساسيات الفيزياء
 

2- قوى الشد :
إذا أمسكنا بطرف خيط معلق في طرفه الآخر ثقلاً فإن الخيط
يكون مشدوداً بقوة تسمى قوة شد .
- 3 – قوى الجذب والتنافر :
مثل القوى التي تنشأ بين الأقطاب المغناطيسية و الشحنات الكهربية ،
مثل قوة جذب الأرض للأجسام وهي التي تسمى " وزن الأجسام " .
4- قوة رد الفعل :
و تنشأ عند تلامس أي جسمين . فإذا
وضع جسم على منضدة مثلاً فإن الجسم يؤثر على المنضدة بقوة
ضغط كما تؤثر المنضدة بدورها على الجسم بقوة آخرى تسمى قوة " رد الفعل "
http://www.friends-qtr.net/uploads/11347b7d26.gif
5- قوى التثاقل ( أو الوزن ) :
إذا تحرك جسم في الهواء فإنه يتحرك ساقطاً نحو سطح الأرض
إذ أن الأرض تجذب جميع الأجسام نحوها بقوة تسمى " قوة جذب الأرض "
أو قوة التثاقل " أو " وزن الجسم " .
يـتبـع ...

رد: من أساسيات الفيزياء
 

خواص القوة :
يتوقف تأثير القوة على عوامل ثلاثة هي :
1- مقدار القوة 2- إتجاه القوة 3- نقطة تأثير القوة وبالتالي خط عملها .

و حدات قياس مقدار القوة :
يقاس مقدار القوة بوحدات تسمى وحدات تثاقلية مثل :
ثقل الجرام ، ثقل الكيلوجرام
كما توجد وحدات أخرى القياس مقدار القوة تسمى وحدات مطلقة مثل :
الداين ، النيوتن
1 نيوتن = 100000=10^5داين

وترتبط الوحدات التثاقلية بالوحدات المطلقة بالعلاقة :

1 ث كجم = 9.81 نيوتن
1 ث جم = 981 داين .

تعريف النيوتن :
هو مقدار القوة التي إذا أثرت على كتلة كيلو جرام واحد
أكسبته عجلة مقدارها 1 متر/ث^2 .

تعريف الداين :
هو مقدار القوة التي إذا أثرت على كتلة جرام واحد أكسبتها عجلة مقدارها
1 سم / ث^2 .

تعريف ثقل الكيلوجرام :
هو مقدار القوة التي إذا أثرت على كتلة كيلو جرام واحد أكسبته علجلة
مقدارها 9.81متر/ث^2 .

يـتبـع .....

رد: من أساسيات الفيزياء
 

اتجاه القوة :
إتجاه القوة هي إتجاه المتجه الذي تمثله هذه القوة .
والقوى المستوية هي التي تمثل بمتجهات تقع جميعها في مستو واحد ،
ويمكن في هذه الحالة تحديد إتجاهات القوى عن طريق الزوايا القطبية
لمتجهات هذه القوى ..

نقطة تأثير القوة :

يتوقف تأثير القوة على نقطة تأثيرها :
فأنت إذا حاولت مثلاً فتح باب الحجرة أو غلقه بالضغط بقوة قريبة
من خط المفصلات فإنك تجد صعوبة كبيرة ، وتتلاشى هذه الصعوبة
كلما إبتعدت عن خط المفصلات .

http://www.piccs.net/files/__1575___...5___1576_1.gif

خط عمل القوة :
خط عمل القوة هو الخط المستقيم المار بنقطة تأثيرها والموازى لإتجاهها .
- فمثلا خط عمل الشد في خيط هو الخيط نفسه .
- خط عمل قوة وزن الجسم هو الخط الرأسى المار بمركز ثقل الجسم .

http://www.piccs.net/files/__1581___1580___1585_.jpg

رد: من أساسيات الفيزياء
 

القوى وتوازن الأجسام
شروط إتزان جسم واقع تحت تأثير قوتين :
1- أن تكون القوتان متساويتان في المقدار
2- أن تكون القوتان متضادتان في الإتجاه
3- خط عملهما على إستقامة وأحدة .
تجربة عملية الهدف منها تحقيق شروط توازن قوتين
الأدوات المستخدمة :
سطح أفقي – ميزان زنبرك – قرص مستدير به عدة ثقوب – مسماران .
http://www.friends-qtr.net/uploads/901cb21c27.jpg
خطوات التجربة :
1- أربط في خطاف كل من الميزانين الزنبركيين خيطاً وأربط الطرف
الثاني لأحد الخيطين في أحد ثقوب القرص وليكن الثقب أ مثلاً وأربط الطرف الثاني
للخيط الآخر في ثقب ثانٍ وليكن ب .
2- ثبت حلقة أحد الميزانبن وليكن الميزان المتصل بالثقب أ في مسمار ثابت
في السطح الأفقي .
3- شد الميزان الثاني أفقياً حتى يستقر القرص في حالة إتزان وثبت حلقة الميزان
في مسمار آخر في السطح الأفقي .
4- سجل قراءتي الميزانين وتأكد باستخدام حافة مستقيمة أن الخيطين على
استقامة واحدة .
الاستنتاج :
نجد أن قراءتي الميزانين متساويتان والخيطين على إستقامة واحدة وأن القوتين
لهما اتجاهان متضادان.
يــتـبـع ......

رد: من أساسيات الفيزياء
 

مبدأ انتقال نقطة تأثير القوة :
إذا أثرت قوة ق في جسم متماسك
وكانت نقطة تأثيرها م فإنه يمكن نقل
نقطة التأثير إلى أي نقطة أخرى ب م ، جـ م ، .....
على خط عمل القوة دون أن يغير ذلك من تأثيرها على الجسم .
http://www.friends-qtr.net/uploads/f7aafbd587.jpg
أي أن أية نقطةعلى خط عمل قوة يمكن إعتبارها نقطة تأثير لهذه القوة .
و يمكن التحقق من صحة هذه القاعدة بإستخدام الجهاز في التجربة العملية
السابقة وذلك بربط أحد الخيطين في أي ثقب يقع على المستقيم أ ب .
الحركة :
تعد دراسة الأجسام المتحركة من المواضيع الهامة التي يجب علينا فهمها
سواء كانت هذه الأجسام صغيرة جداً كالفيروسات والبكتيريا ، أو كانت أجساما
كبيرة جدا مثل النجوم والكواكب .
تعرف الحركة على أنها التغير المستمر في موقع الجسم . والحركة الكلية
للجسم تحددها معرفة حركة جميع النقاط داخل الجسم ، ذلك أن أي جسم ينظر
إليه على أنه مكون من عدد كبير جدا من النقاط وحركة هذه النقاط بمجموعها هي
التي تحدد حركة الجسم ، ولهذا السبب فإننا نعتبر كل نقطة واقعة داخل هذا الجسم
على أنها جسيم مادي صغير جدا يسمى " الدقيقة المادية "
يتحدد موقع الدقيقة المادية في الفراغ ، بواسطة المساقط العمودية لهذه الدقيقة
على احداثيات الفراغ الثلاثة المتعامدة في نقطة ما هي نقطة إسناد الحركة
وهذه المحاور الثلاثة هي ( x , y , z ) . والمتجه الذي يحدد بعد واتجاه
الدقيقة المادية بالنسبة لنقطة الاسناد هذه ، متجه الموقع ويرمز له دائما بالرمز r
و يمكن تحليل هذا المتجه على مركباته بالاتجاهات الاحداثية الثلاث هي
rx، ry ، rz . وإذا ما تغير موقع الجسم فإن هذه المركبات الثلاث
تتغير أيضاً . وكل واحدة من هذه المركبات تتغير باتجاه المحور الخاص بها ،
فمثلا عند حركة الدقيقة المادية في الفراغ فإن المركبة السينية rx تتحرك
بزيادة أو نقصاناً بالاتجاه " x " أي أنها تتحرك في خط مستقيم . ويمكنك تصور
ذلك إذ تخيلت أن الدقيقة المادية تصدر ثلاثة اشعاعات ضوئية كل واحد منها
باتجاه عمودي على أحد المحاور الثلاثة . وكل شعاع منها يحدث نقطة مضيئة
على المحور الخاص به .
و عندما تتحرك الدقيقة المادية تجد أن كل نقطة مضيئة ستتحرك أيضاً ، ولو
تابعت حركة النقطة المضيئة لوجدتها تسير في خط مستقيم وعلى المحور
الخاص بها .
و يمكن تقسيم الحركة إلى ثلاثة أنواع هي :
1- حركة الدقيقة المادية في بعد واحد . و في هذا لا يكون لمتجه موقع
الدقيقة إلا مركبة واحدة ، وفي تخيلنا السابق تكون الدقيقة المادية هي
النقطة المضيئة و لاتخرج منها اشعاعات كما ذكرنا .
2- حركة الدقيقة في بعدين . وفي هذه الحالة يكون لمتجه الموقع مركبتين
أي أن هناك نقطتين مضيئتين تتحركان على محورين متعامدين . ومن أمثلة
هذه الحركة حركة المقذوفات والحركة الدائرية .
3- الحركة في ثلاثة ابعاد : وهي الحركة التي يتم فيها تغير موقع الجسم
بالنسبة لنقطة اسناد معينة باتجاه المحاور الاحداثية الثلاثة . ومن أمثلتها
حركة الالكترون داخل سلم ملفوف على اسطوانة .

رد: من أساسيات الفيزياء
 

الحركة الخطية للأجسام :

إذا تحرك جسم على خط مستقيم وكان يقطع مسافات متساوية
في أزمنة متساوية سميت حركته بأنها خطية ومنتظمة وتعرف
بأنها المعدل الزمني لقطع المسافة ( ف ) أي أن :

http://www.piccs.net/files/__1602___...__1606__11.jpg ---------------1

معادلات الحركة :

1- إذا لم تكن سرعة الجسم ثابتة مقداراً واتجاهاً فإن معدل تغير
السرعة بالنسبة للزمن يسمى التسارع ( جـ ) حيث

http://www.piccs.net/files/__1575___...__1606__21.jpg ----------2

ويكون التسارع منتظم عندما يكون التغير في سرعة الجسم
في الثانية الواحدة ثابت دائماً .
و إذا ابتدأ جسم في مثل هذه الحركة من حالة سكون فإن سرعته
بعد زمن ( ن ) هي :

http://www.piccs.net/files/__1602___...8___1606_3.jpg---------------3

وتكون السرعة المتوسطة للحركة في هذه الفترة الزمنية = 1/2 جـ ن

و بذلك تكون المسافة المقطوعة في الزمن ن هي 1/2 جـ ن^2 .


إذا كانت ع . هي سرعة الجسم الابتدائية تكون سرعته بعد زمن هي

http://www.piccs.net/files/__1602___...___1606__9.jpg --------- 4
يـتبع ....

رد: من أساسيات الفيزياء
 

رد: من أساسيات الفيزياء
 

رد: من أساسيات الفيزياء
 

2- السرعة المتوسطة للجسم = 1/2 ( ع. + ع. + جـ ن )
= ع. + 1/2 جـ ن .
و تكون الإزاحة في هذه الحالة هي :

http://www.piccs.net/files/__1602___...8___1606_5.jpg --------5

3- وبتربيع المعادلة 4 والتعويض من المعادلة 5 نحصل على

http://www.piccs.net/files/__1602___...8___1606_8.jpg ------------6

[BLINK]تحدد القوانين السابقة العلاقة بين الإزاحة والسرعة والعجلة في
حالة الحركة الخطية المنتظمة .[/BLINK]

قوانين نيوتن للحركة :

قانون نيوتن الأول :

إذا أثرت قوى في جسم ، فإنها يمكن أن تغير أبعـاده أو شكله كما أنها
يمكن أن تغير في حالته الحركية .

و من المعلوم أن حركة الجسم يمكن اعتبارها مكونة من حركة انتقالية ومن
حركة دورانية . وبذلك فإنه إذا أثرت قوة في جسم ، فإن هذه القوى يمكن
أن تحدث تغيرا في حركته الانتقالية والدورانية .أما عندما تؤثر عدة قوى في
الجسم في الوقت نفسه ، فإنها يمكن أن تعادل بعضها بعضاً ، بحيث لا يكتسب
الجسم أي حركة سواء أكانت انتقالية أم دورانية . وفي هذه الحالة نقول إن الجسم
في حالة توازن . و إذا ذاك فإن الجسم يظل ساكناً ، أو يتحرك بخط مستقسم
وبسرعة ثابتة ، أو يدور بسرعة زاوية ثابتة .