[ياسمين]

و بارك الله فيك يا مشرفنا العام ...

[ياسمين]

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

--------5

3- وبتربيع المعادلة 4 والتعويض من المعادلة 5 نحصل على

------------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 .

[ياسمين]

و هنا يكمن جوهر قانون نيوتن الأول
إذا ينص هذا القانون على ما يأتي :

تستمر جميع الأجسام في حالة سكون أو في حالة حركة منتظمة في خط مستقيم
إلا إذا أثرت عليها قوى خارجية تغير من حالتها .

و يبدو من الوهلة الأولى أن هذا القانون ليس جديد وهو معروف للعالم
منذ فترة طويلة ، أي أن الجسم لا يتحرك ما لم تؤثر عليه قوة خارجية . ولكن
إذا نظرنا جيداً في هذا القانون نجد أنه يحتوي على تعريف القوة المؤثرة على الجسم
وكيف تكون حالة الجسم قبل وبعد ما تؤثر عليه هذه القوة . أي أنه يحتوي على
تعريف القصور مما يعني أنه يمكن أن يطلق على القانون الأول لنيوتن قانون القصور
لأن الجسم قاصر على تغير الحركة ( متزن ، أو في حالة اتزان ) الذي هو بها
أما أن يكون ساكناً أو يكون متحركاً بحركة منتظمة .

ومن الأمثلة على هذا القانون هو حالة انزلاق جسم ( حجر) على سطح أفقي أملس
مما يعني أن القوة تساوي صفراً وأن القوى المؤثرة على الجسم هي
القوةالعمودية . ويلاحظ أن الجسم يتحرك بغير عجلة أي أن عجلته تساوي صفراً
وعلى هذا الافتراض نجد أن الجسم الذي يسير بسرعة ثابتة يمكن أن يكون هناك
أكثر من قوة واحدة تؤثر عليه ، ولكن مجموع هذه القوى يساوي صفراً .

[ياسمين]

متى ينطبق قانون نيوتن ؟

ينطبق قانون نيوتن فقط إذا كانت حركة الجسم منسوبة لما يعرف بمجموعة
محاور الاسناد القصورية . حيث أن حالة حركة الجسم توصف عادة بتحديد
مكان الجسم وسرعته وتسارعه ، نجد أن حركة الجسم هي حركة نسبية
وليست مطلقة . اذا يختلف وصفها وتحديدها باختلاف مجموعة
محاور الاسناد المختلفة فمثلاً :

لو أخذنا سيارة متسارعة فاننا نجد أن حالة حركتها تختلف إذا اخذناها من وجهة
نظر السائق ( كما تبدو للسائق ) عنها بالنسبة لمشاهد يقف متفرجاً على الرصيف
حيث تبدو السيارة للسائق انها ساكنة بينما يفيد المشاهد أنها تتحرك بسرعة متغيرة .



وبناء على ذلك تعرف أطر الاسناد القصورية بانها المجموعات التي تتحرك
بالنسبة لبعضها بسرعة ثابتة أي غير متسارعة .

لذلك لا تعتبر الارض مثلا مجموعة قصورية لانها تتحرك حول الشمس وحول نفسها
مما يكسبها تسارعا مركزياً . لكن إذا اخذنا بعين الاعتبار ان هذا التسارع صغير إذا
ما قورن بتسارع الجاذبية الارضية فيمكن اعتبارها مجموعة قصورية بالتقريب .

يمكن كذلك تعريف مرجع بانه قصوري إذا قلنا انه ذلك الجسم الذي تؤثر عليه
قوة تساوي صفراً . وهنا نلاحظ ان هذه القوة تقد تكون صفراً بالفعل أو أن
هناك مجموعة من القوى الخارجية لكن محصلتها جميعاً تساوي صفراً.

[ياسمين]

الكتلة القصورية :

الكتلة القصورية هي خاصية في الجسيم مرتبطة بقانون نيوتن الأول
والذي يمكن أن نطلق عليه ( قانون القصور ) . حيث تعبر عن مدى
مقاومة جسم ما لأحداث تغير في حالة حركته . لقد استخدم نيوتن
مفهوم الكتلة على أنها مرادف المقدار " ما في الجسم من مادة " ..
الا أنه وبدقة اكبر يمكن القول أن الكتلة هي مقياس لقصور الجسم .
كلما كانت كتلة الجسم اكبر كلما كان اكثر صعوبة احداث تغير في
حالة حركته حيث نجد صعوبة في جعله يبدا بالحركة إذا كان ساكناً
كما يصعب ايضا ايقافه عن الحركة إذا بدأها . ويصعب كذلك ازاحته
جانبياً إذا كان يتحرك بخط مستقيم .

قانون نيوتن الثاني في الحركة :

يتعلق قانون نيوتن الأول بالحالات التي تكون فيها محصلة القوى المؤثرة
على الجسم تساوي صفراً . والسؤال الذي يتبادر للذهن هو : ماذا لو كان
هناك محصلة للقوى التي تؤثر على الجسم ؟ أن المشاهدات العملية تدلنا
على أن الجسم الساكن عندما تؤثر عليه قوة معينة فإنه يبدأ بالحركة
وبالتالي يتسارع . واذا كانت هناك سيارة تتحرك بسرعة ثابتة وبخط مستقيم
وشغل سائقها الفرامل أي زاد من قوة الاحتكاك بين السيارة والطريق
التي تسير عليها ( وبذلك تؤثر على السيارة محصلة قوى باتجاه
معاكس لحركتها ) ، فإن سرعة السيارة تتناقص تدريجياً إلى أن تقف .

و عند دوران السيارة على منعطف يدير السائق المقود وبالتالي تتأثر
السيارة بقوة طرد مركزية نحو الخارج تعاكسها قوة احتكاك العجلات بالأرض .

أن هذه المشاهدات ومشاهدات كثيرة غيرها لتدل دلالة واضحة على أن الجسم
عندما نؤثر عليه بقوة ( أو محصلة قوى ) تتغير سرعته مقداراً واتجاهاً
أو مقداراً واتجاهاً معاً ، وبالتالي نقول أن الجسم يكتسب تسارعاً معيناً .
ولكن ما قيمة هذا التسارع ؟ وما علاقته بالقوة المؤثرة ؟

وهنا نأخذ بعين الاعتبار التجارب التالية :

[ياسمين]

قوة ق تؤثر على جسم بحيث يمر خط عملها بمركز ثقل الجسم
وهذا الجسم كما في الشكل موضوعاً على سطح أفقي املس . وبالتالي لايتحرك
الجسم حركة دورانية وانما يتحرك حركة انتقالية فقط . لنفترض أن القوة ( ق )
تقاس بميزان زنبركي بالاستعانة بساعة وقف وبقياس المسافة التي يتحركها الجسم
يمكن ايجاد تسارعه . وبأخذ قراءات مختلفة للقوى المؤثرة والتسارعات الناتجة عنها
نجد أن

ق / ت = ثابت

حيث ق مقدار القوة المؤثرة ، ت : مقدار التسارع الناتج عنها ..
كما نجد أن ايضا أن اتجاه التسارع هو نفسه اتجاه القوة المؤثرة .
إن نسبة القوة إلى التسارع الذي تحدثه القوة على نفس الجسم يمكن اعتبارها صفة
خاصة بالجسم بدليل أنه إذا تغير الجسم تغيرت هذه النسبة . إن هذه النسبة
تسمى كتلة القصور للجسم ( ك ) أي أن

ك = ق/ ت

أو


------7


و هذا الشكل هو عبارة عن قانون نيوتن الثاني بالرموز .

و هذا الشكل هو عبارة عن قانون نيوتن الثاني بالرموز .


يتناسب تسارع جسم ما طردياً مع القوة المحصلة المؤثرة عليه وعكسياً مع كتلته .
ويكون التسارع باتجاه القوة المحصلة المؤثرة .

يقصد هنا بالقوة ق : الجمع الاتجاهي لجميع القوى المؤثرة على هذا الجسم .
أن المعادلة ( 7 ) هي معادلة اتجاهية حيث يمكن ن نعبر عنها بدلالة مركباتها باتجاه
ثلاثة محاور اسناد متعامدة .

و عند تطبيق قانون نيوتن الثاني على حالة ما ، مثل جسم تؤثر عليه مجموعة من القوى
وطلب منا ايجاد التسارع الذي يكتسبه الجسم من مجموعة القوى هذه ، فاننا
نجد محصلة القوى هذه ثم نطبق القانون ( 7 )

[ياسمين]

تطبيق على قانون نيوتن الثاني :
عجلة بخارية كتلتها (80 كجم ) ، تم تعجيلها ، وذلك بزيادة سرعتها
من الصفر إلى ( 6 كم / ساعة ) .
1- أوجد مقدار تسارع الدراجة البخارية .
2- أوجد مقدار القوة المؤثرة عليها ، وذلك خلال
زمن مقداره ( 4 ثواني ) .
الحل :
السرعة الابتدائية ( ع. ) = صفر .
السرعة النهائية ( ع1 ) = 6 كم / ساعة = 6×1000 / 3600
= 1.67م/ث
1- التسارع = ع1 – ع. / ن
= 1.67 – 0 / 4 = 0.42م/ث^2 .
2- مقدار القوة المؤثرة = ك × ت
= 80 × 0.42 = 33.6 نيوتن .

******************************

قانون نيوتن الثالث :
يعالج القانون الثاني أثر القوة على جسم ما ، لكن ما مصدر هذه القوة ؟
من مشاهداتنا اليومية نلاحظ ان القوة المؤثرة على جسم ما يسببها جسم آخر .
أي من المحيط للجسم . فمثلا يجر الحصان العربة و تدفع المطرقة المسمار
ويسحب المغناطيس قطعة الحديد .
وقد ادرك نيوتن ان الأمر لا يمكن أن يكون من طرف واحد . حيث نلاحظ أن
المسمار أيضاً يؤثر بقوة على المطرقة وكذلك الحال في المغناطيس و الحصان
وغيرها . لذلك يمكن القول أن القوى في الطبيعة تكون بشكل ازواج .
فإذا جذبت شحنة كهربائية أخرى بقوة ( ق1 ) فان الثانية
تجذب الأولى بقوة ( ق2 ) وهذه تساوي ( ق1) في المقدار وتعاكسها
في الاتجاه ولها نفس خط العمل .

القوة الكهربائية بين الشحنات الكهربائية هي قوة فعل ورد فعل
يـتبــــع >>>>