التأثـيـرات الميكـانيكيـة – القوى

Actions mécaniques – forces

(ذ.ابراهيم الطاهري )

 

 

  I) التأثيرات الميكانيكية :

       1) تحريك جسم :

                                                                                                                                                         

Description : Description : force2                                                  تتحرك الكرة بعد قذفها بواسطة القدم ، نقول إذن ان القدم                           

                                            تؤثــر ميكانيكيا علــى الكرة ، هـذا التأثـيـر أدى إلى حــركة هـذه

                                            الأخيرة .

*    الـــــقـــــدم : الــجــســـم الـــمـــؤثــــر .

*    الــــــكـــــرة : الــجــســـم الـــمـــؤثــــر عـــلـــيــــه .

*    تحريك الكرة : مفعول التأثير الميكانيكي .

   

     2) تغيير منحى حركة جسم :

Description : Description : force4                                              

 

                                                 بعد اصطدام  الكرة بالمضرب ، يتغير منحـى حركتهـا ، نقول  إذن

                                                ان المضرب أثر ميكانيكيا على الكرة، مما أدى الــى تغييـر منـحى

                                                            حركتها .

 

 

                                                     

                       

     3) تشويه شكل جسم :

    إن تـشـويـه شـكـل النابـض ناتـج عن التأثير الميكانيكـي الـمـسلـط مـن طـرف الجسم (S)، مما أدى إلى خلق توازن جديد للنابض .

خـــلاصـــة : للتأثير الميكانيكي المطبق على جسم ما مفعولان :

v    مفعول تحريكـي : يؤدي إلى تحريك جسم أو تغيير منحى حركته .

v    مفعول سكونـي : يؤدي إلى تشويـه شكل جسم أو المساهمـة في الحفـاظ علـى توازنه .

II) تصنيف التأثيرات الميكانيكية :

 تصنف التأثيرات الميكانيكية إلى صنفين : تأثيرات تماس وتأثيرات عن بعد .

1)  تأثيرات التماس : وهي التأثيرات التي تطبقها الأجسام المتماسة بعضها ببعض،أي أن الجسم المؤثر يمس الجسم المؤثر عليه .

                 أمثلة : كرة معلقة بخيط – علبة موضوعة على سطح أفقي - ....

     مـلـحـوظـة : يمكن أن يتم التماس بين الجسمين المؤثر والمؤثر عليه :

  Description : Description : clignote على مساحة صغيرة جدا يمكن اعتبارها نقطية،فنقول ان التماس مموضع ، ويسمى التأثير تأثير تماس مموضع .

                 مثال : كرة معلقة بخيط .

  Description : Description : clignote على مساحة بكاملها، فنقول ان التماس موزع ، وبالتالي فالتأثير تأثير تماس موزع .

                 مثال : علبة موضوعة على سطح أفقي .

     2) تأثيرات عن بعد :وهي التأثيرات التي يسلطها جسم على آخر دون أن يتم بينهما تماس، وتكون دائما موزعة على جميع أجزاء الجسم .

                 أمثلة : جذب مسمار بمغناطيس – تأثير الأرض على الأجسام المحيطة بها -...

  III) جرد التأثيرات الميكانيكية :

لتحديد التأثيرات الميكانيكية المطبقة على جسم أو عدة أجسام، يجب تتبع الخطوات التالية :

*    تحديد المجموعة المدروسة : وهـي ذلك الجسم أو تلك الأجسام التي نريـد البحث عـن التأثيرات الميكانيكية المسلطة عليها .

*    جرد التأثيرات الميكانيكية : وهي عملية البحث عن التأثيرات الميكانيكية المسلطة على المجموعة المدروسة ، ثم تصنيفها إلى تأثيرات تماس وتأثيرات عن بعد .

  IV) مميزات تأثير ميكانيكي :

تتم نمذجة تأثير ميكانيكي بمقدار فيزيائي يسمى القوة، ولهذه الأخيرة أربع مميزات .

1)  نقطة التأثير :

     أ – جالة قوى التماس المموضعة :

 

  يطبق الخيط على الكرة قوة تماس مموضعة ، ويتـم هذا التماس في النقطـة A التـي تسمـى نقطـة تأثير الـقــوة المسلطة من طرف الخيط  على الكرة .

   وبصفة عامة ،نقطة تأثير قوة تماس مموضعة هي نقطة تماس الجسمين المؤثر والمؤثر عليه .

  ب – حالة قوى التماس الموزعة :

     هذه القوى تكون موزعة على جميع نقط سطح الجسم الخاضع لها .

     ومن أجل التبسيط، نعتبر أن نقطة التأثير في هذه الحالة نقطة وحيدة معينة من سطح الجسم الخاضع لها .

     ملحوظة : بالنسبـة لجسم سطحـه ذو شكل هندسـي بسيط، فإن نقطـة التأثير تنطبق تماما مع المركز الهندسي لهذا السطح .

  ج – حالة القوى عن بعد :

   نعلم أن القوى عن بعد موزعة على جميع نقط الجسم الخاضع لها،لكن من أجل التبسيط نعتبر أن نقطة تأثير قوة عن بعد نقطة وحيدة من الجسم الخاضع لها .

    ملحوظة : بالنسبة لجسم متجانس ذي شكل هندسي بسيط ، فنقطة تأثير قوة عن بعد تنطبق مع مركزه الهندسي ( مركز الثقل ) . 

2)  خط التأثير :

 تــجــربــة :

Description : Description : 18

 مــلاحــظــة : رغم جر العلبة من نفس النقطة، فقد اختلـف مفعول القوتين في الشكلين ، وذلك حسب الاتجاه الذي تم فيه تطبيق كل قوة .

 اســتــنــتــاج : إن مفعول القوة المطبقـة على جسـم يظهر حسب الاتجـاه الـذي تـم فيـه تطبيـق هذه الـقـوة، ويسمـى هذا الاتجاه بخط التأثير .

     وبصفة عامة، خط تأثير قوة هو المستقيم الذي له اتجـاه ظهور مفعول هذه القوة ، والـمـار من نقطة التأثير .

       3) الــمــنــحــى : 

   تــجــربــة :

Description : Description : 19

  مــلاحــظــة : اختلف مـفـعـول القوتين فـي الشكلين، وذلك حسب المنحـى الذي تم فيه تطبيق كل قوة .

  اســتــنــتــاج : منحى قوة هو منحى مفعولها .

4)  الــشــدة :

     تــجــربــة : نعلق نابضا بحامل ثم نقوم بالمناولات التالية :

 

  مــلاحــظــة :

نلاحظ أن إطالة النابض في الشكل (3) أكبر من إطالته في الشكل (2)، ولدينا :                  

a2 = 2 a1

    اســتــنــتــاج : نستنتج أن القوة المسلطة من طرف الجسم  ( C2 ) على النابض أشد من القوة المسلطة عليه من طرف الجسم ( C1 ) .

   وبالتالي فللقوة ميزة أخرى تميزها ، وهي الشدة التي تتناسب اطرادا مع إطالة النابض .

    تــــعــــريــــف : شدة القوة مقدار فيزيائي قابل للقياس، وحدته العالمية هي النيوتن التي نرمز لها بالحرف N .

   ولقياس شـدة قـوة نستعمل جـهـازا يسمـى الدينامومتر الـذي يحتـوي عـلـى مينـاء مـدرج بالنيوتن .

 

                                                            Description : Description : dyn1Description : Description : dyn2

 

  خــــلاصــــــة : للقوة أربع مميزات وهي : نقطة التأثير – خط التأثير – المنحى – الشدة .

 V) تمثيل القوة :

       نرمز للقوة بالمتجهة  F ، ونمثلها بسهم يسمى متجهة القوة ، حيث يكون :

* أصل السهم مطابقا لنقطة تأثير القوة .

* اتجاه السهم مطابقا لخط تأثير القوة .

* منحى السهم هو منحى القوة .

* طول السهم يتناسب اطرادا مع شدة القوة .

                                       مــــلـــــحــــوظـــــات :

*    لتمثيل قوة ، يجب أولا تحديد مميزاتها ثم اختيار سلم مناسب يحدد طول السهم الذي يتناسب اطرادا مع شدة القوة .

*    يمكن أن نرمز للقوة بحروف لاتينية أخرى تحمل سهما مثل R ….. ; T ;

*    يجب التمييز بين القوة وشدة القوة .

·        F : رمز القوة .

·        F : رمز شدة القوة .

    تطبيق : نعتبر المثال التالي :             

 

   نعتبر  الـقـوة المطـبـقــة من طرف المطرقة على المسمار ، بحيث شدتها 100 N .

     لنحدد مميزات هذه القوة  :

*    نقطة التأثير : النقطة A . ( المركز الهندسي لسطح تماس المطرقة مع المسمار ) .

*    خط التأثير : المستقيم الرأسي المار من نقطة التأثير .

*    المنحى : من الأعلى نحو الأسفل .

*    الشدة :          F = 100 N

     لتمثيل هذه القوة ، نختار أولا سلما مناسبا، مثلا : 1 cm  لكل 50 N ، وبالتالي يكون طول السهم الذي سنمثل به القوة المطبقة من طرف المطرقة على المسمار هو   2 cm . ( انظر الشكل ) .

 

رجوع