احسب القوة المحصلة المؤثرة في كرة كتلتها ١٥، ٠كجم وتسارعها ٢٠م / ث٢.
الإجابة الصحيحة هي : ق م = ١٥. ٠كجم × ٢٠ م /ث٢ = ٣ نيوتن.
القوة هي كمية فيزيائية متجهة تصف تأثيرًا قادرًا على تغيير حركة جسم. تُقاس القوة بوحدة نيوتن (N) في النظام الدولي للوحدات (SI). عندما تؤثر قوتان أو أكثر على جسم ما، فإن القوة المحصلة هي القوة الناتجة عن الجمع المتجه للقوتين الفرديتين. في هذه المقالة، سنحسب القوة المحصلة المؤثرة على كرة كتلتها 15 كجم وتسارعها 20 م/ث².
القوة
القوة هي كمية متجهة لها مقدار واتجاه. يصف المقدار مقدار القوة، بينما يصف الاتجاه الاتجاه الذي تؤثر فيه القوة. يمكن تمثيل القوة في شكل ناقل، وهو سهم له طول ومتجه يمثل مقدار واتجاه القوة.
القوة المحصلة
القوة المحصلة هي القوة الناتجة عن الجمع المتجه للقوى الفردية المؤثرة على جسم ما. لحساب القوة المحصلة، نجمع ناقلات القوى معًا في اتجاهاتها المناسبة. إذا كانت القوتان متوازيتين، فيمكننا ببساطة إضافة مقدارهما. إذا لم تكونا متوازيتين، فعلينا استخدام طريقة الجمع المتجه.
الكتلة
الكتلة هي كمية قياسية لمقاومة الجسم للتسارع. تُقاس الكتلة بوحدة كيلوغرام (كجم) في النظام الدولي للوحدات (SI). لكتلة الجسم تأثير مباشر على حركته: فكلما زادت الكتلة، زادت القوة اللازمة لتسريع الجسم.
التسارع
التسارع هو كمية متجهة تصف معدل تغير سرعة الجسم. يُقاس التسارع بوحدة متر في الثانية المربعة (م/ث²) في النظام الدولي للوحدات (SI). يشير اتجاه التسارع إلى الاتجاه الذي يتسارع فيه الجسم.
حساب القوة المحصلة
لحساب القوة المحصلة المؤثرة على كرة كتلتها 15 كجم وتسارعها 20 م/ث²، نستخدم القانون الثاني لنيوتن، والذي ينص على أن القوة المحصلة المؤثرة على جسم ما تساوي كتلة الجسم مضروبة في تسارعه:
“`
القوة المحصلة = الكتلة × التسارع
“`
باستبدال كتلة الكرة وتسارعها في المعادلة، نجد:
“`
القوة المحصلة = 15 كجم × 20 م/ث² = 300 نيوتن
“`
لذلك، فإن القوة المحصلة المؤثرة على الكرة هي 300 نيوتن.
اتجاه القوة المحصلة
لإيجاد اتجاه القوة المحصلة، علينا مراعاة اتجاهي كتلة الكرة وتسارعها. الكتلة هي كمية قياسية ليس لها اتجاه. التسارع متجه يشير إلى اتجاه تسارع الجسم. في هذه الحالة، لا يُعطى اتجاه تسارع الكرة، لذلك لا يمكننا تحديد اتجاه القوة المحصلة.
وحدات القوة
وحدة القوة في النظام الدولي للوحدات (SI) هي نيوتن (N). يتم تعريف نيوتن على أنه القوة اللازمة لتسريع كيلوغرام واحد بمعدل متر واحد في الثانية المربعة.
أنواع القوة
هناك أنواع مختلفة من القوى، بما في ذلك:
قوى الجاذبية: هذه القوى التي تجذب الأجسام ذات الكتلة نحو بعضها البعض.
القوى الكهرومغناطيسية: هذه القوى المتعلقة بالتفاعلات بين الشحنات الكهربائية والمجالات المغناطيسية.
القوى النووية: هذه القوى التي تعمل على المستوى الذري، بما في ذلك القوة النووية القوية والضعيفة.
قوى الاحتكاك: هذه القوى التي تعارض الحركة بين السطوح المتلامسة.
تطبيقات القوة
للأفكار العديد من التطبيقات في مجموعة متنوعة من المجالات، بما في ذلك:
الهندسة: تستخدم القوة في تصميم الهياكل والآلات.
الفيزياء: تستخدم القوة لدراسة حركة الأجسام.
الطب: تستخدم القوة في التشخيص والعلاج.
الرياضة: تستخدم القوة لتحليل أداء الرياضيين وتحسينه.
القوة هي كمية فيزيائية أساسية لها دور مهم في فهم حركة الأجسام. من خلال حساب القوة المحصلة المؤثرة على جسم ما، يمكننا التنبؤ بحركته وتصميم الآلات التي يمكنها التحكم في هذه الحركة. للقوة تطبيقات عديدة في مجموعة متنوعة من المجالات، وهي مفهوم أساسي في العلوم والهندسة.