توازن جسم خاضع لقوتين

توازن جسم خاضع لقوتين

      شروط توازن جسم خاضع لقوتين :

      الدراسة التجريبية :

نــربط طرفي جــسم صلب بدينامومـترين، ونقـوم بدراسة التأثيرات الميكانيكية (القوى) المـسلطة عليه.

نمثل التجربة على الشكل التالي :

نلاحظ أن :

- الجــسم الصلب (S)  في حالـة تــوازن.

- يشـير الدينامـومتران إلى نفس الشــدة.

      تحديد مميزات القوتين :

                            القوة 

مميزاتها   (F_(D_(1 )/S) ) ⃗        (F_(D_(2 )/S) ) ⃗

نقطة التأثير        A      B

خط التأثير المستقيم المار من A و C  المستقيم المار من B و E

المنحى     من A نحو C من B نحو E

الشدة        (F_(D_(1/S) ) ) ⃗ = 0.7 N    (F_(D_(2/S) ) ) ⃗ = 0.7 N

ملحوظة :

      إضافة إلى القوتين (F_(D_(1 )/S) ) ⃗  و  (F_(D_(2 )/S) ) ⃗ ، الجسم (S) خاضع للتأثير عن بعد؛ الذي تطبقه الأرض عليه.

      بما أن شدة وزن الجسم ضعيفة و تساوي= 0.01 N  P ⃗، يمكن إهمال مفعولها واعتبار أن الجسم الصلب خاضع لقوتين : (    F_(D_(1 )/S) ) ⃗     و   (F_(D_(2 )/S) ) ⃗ .

      استنتاج :

للقوتين:

- نفس الاتجاه.

- نفس الشدة   N 0.7   =   F_(D_(1 )/S) = F_(D_(2 )/S)

- منحيان متعاكسان :     (F_(D_(1 )/S) ) ⃗ = -  (F_(D_(2 )/S) ) ⃗

شرطا توازن جسم خاضع للقوتين هما:

      للقوتين نفس خط التأثير.

      (F_(D_1/S) ) ⃗=-(F_(D_2/S) ) ⃗ ( للقوتين منحيان متعاكسان ).

      خلاصة :

عندما يكون جسم صلب في حالة توازن تحت تأثير قوتين ، فإن للقوتين :

      نفس خط التأثير (الإتجاه).

      منحيان متعاكسان.

      نفس الشدة.

      الوزن و الكتلة :

      العلاقة بين الوزن و الكتلة :

نأخذ ثلاثة أجسام مختلفة الكتل، و نقيس شدة قوة الوزن لكل منها بواسطة الدينامومتر :

      الجسم (1)    الجسم (2)    الجسم (3)

الكتلة   m (kg)  0.1    0.2    0.3

شدة الوزن   P (N)       1       2       3

النسبة  P/m      10 N/Kg    10 N/Kg    10 N/Kg

استنتاج :

يتضح من الجدول أن النسبة  P/m  تبقى ثابتة بالنسبة لجميع الأجسام. و تسمى شدة مجال الثقالة. نرمز لها بالحرف g و وحدتها في النظام العالمي للوحدات هي   N/Kg .

نعبر عن P بالعلاقة :     P= m .g

      خلاصة :

      الكتلة m مقدار فيزيائي يقيس كمية المادة الموجودة في الجسم. وحدتها العالمية  Kg  وتقاس بواسطة الميزان. وهي قيمة ثابتة لا تتغير.

      الوزن مقدار فيزيائي يمثل قوة تأثير الأرض على الأجسام المحيطة بها. وحدتها العالمية N وتقاس بواسطة الدينامومتر. وهي قيمة تتغير بحسب المكان و الإرتفاع الذي يوجد فيه الجسم.

      تطبيق :

نعتبر جسما صلبا (S) كتلته m = 500 g معلقا بواسطة خيط.

      حدد المجموعة المدروسة.

      اجرد القوى المطبقة عليها ثم حدد مميزاتها.

      احسب P شدة قوة وزن الجسم   (s).