هل تريد تنزيل كتاب الفيزياء الجزء الثاني السنة الثالثة المرحلة الثانوية المنهج الليبي الجديد 2025 برابط تحميل مباشر ومجانا وبصيغة pdf.
محتوى الكتاب
ويوضح الشكل (1.1) جميع هذه القوى والعجلة في رسم تخطيطي واحد.
عندما تتعرض إلى مسألة تتضمن قوى وعجلة يلزم البدء برسم تخطيطي لكل القوى والعجلة ويمكن الحصول على معادلتين للقوى واحدة تستخدم قانون نيوتن الثاني للحركة في الاتجاه الأفقي والأخرى تنص على أن القوى الرأسية في اتزان، وهاتين
المعادلتين هما
كتابة المعادلات بهذه الصورة يسمى تحليل، حيث المعادلة الأولى هي تحليل في الاتجاه الأفقي والثانية تحليل في الاتجاه الرأسي، وهناك طريقة مختصرة للكتابة هي (ج) F. (4) وعليه يمكنك كتابة معادلتي الدراج (سائق الدراجة) كالتالي F(+) gamma - R = 75 * 0.4 F (4) P + Q - 750 = 0
عندما تكتب معادلة تحليلية، يجب عليك توضيح ذلك إما بالكلام أو باستخدام
طريقة الاختزال () والتي تبين الاتجاه المختار ويمكنك كتابة معادلة الاتزان (4) على الصورة
أو
والاصطلاح هو أن ترسم السهم الذي يمثل الاتجاه في الجانب الأيسر للمعادلة، أما إذا كنت تستخدم قانون نيوتن الثاني فمن الأفضل أن تضع كل القوى في الطرف الأيسر وتضع (ma) بمفردها في الطرف الأيمن.
)Forces at an angle( 2.1 القوى المائلة
حتى الآن تعاملنا مع القوى الأفقية أو العمودية ولكن في بعض الأحيان تؤثر القوى على الأجسام بزاوية
افترض أنك كنت في قارب نزهة مع صديقك وعندما توجه القارب إلى رصيف الميناء وتوقف محرك القارب قمر صديقك إلى الرصيف وجذب القارب بحبل، والشكل. (2.1) يوضح صورة جوية للحالة افترض أن الشد في الحبل أفقيا ومقداره (T).
ولأسباب واضحة لا يمكن توجيه الجبل على استقامة القارب، وحيث أن الشد في
الحبل يحرك القارب إلى الأمام فلا يمكن أن يكون في اتجاه عمودي على خط وسط القارب ( الخط المتقطع في الشكل (2.1. وعليه يكون اتجاه الشد يصنع زاوية حادة (a) مع خط وسط القارب.
والآن كم يكون تأثير الشد في الاتجاه الأمامي
الإجابة تعتمد على قيمة كل من الشد (T) والزاوية (a) . فإذا كانت قيمة (alpha = 0 deg) كان التأثير الأمامي يساوي قيمة الشد (T) أما إذا كانت قيمة (a = 90 deg) كان التأثير الأمامي يساوي صفراً، لذلك عندما تكون قيم (a) بين (90 deg), (0) يكون التأثير الأمامي (IT) حيث تكون قيمة (1) بين (1) و (0) ومقدارها يعتمد على قيمة الزاوية.
ويمكن توضيح العلاقة بين (٢) و (a) من خلال بعض التجارب والتي تبين أن r = cos a
ويمكنك ملاحظة هذه العلاقة مع ما تم تناوله في الجزء ما قبل الأخير عندما alpha = 0 deg يكون التأثير الأمامي: (cos 0 deg)(T) = 1(T) = TN
أما عند alpha = 90 deg يكون التأثير الأمامي (cos 90 deg)(T) = 0
)0( بين (1) و (cos(a( بين (0) و (°90) تكون قيمة
يمكنك وضع هذا في قاعدة عامة وهي موضحة في الشكل (3.1)
إذا صنعت قوة (F) زاوية (0) مع اتجاه معين يكون تأثيرها في هذا الاتجاه مساويا لـ (Fx cose ويسمى هذا الجزء المحلل للقوة في الاتجاه . المعين ( مركبة القوة.
ويمكن الآن كتابة معادلات الحركة للقارب بفرض أن القارب تحرك بسرعة ثابتة موازياً للمرسى هناك مقاومة من الماء للحركة الأمامية
(R) وقوة (S) لمنع القارب من الحركة الجانبية ويوضح الشكل (4.1)
القوى الثلاث المؤثرة على القارب
قدرها (20) مع الأفقي، فإذا علمت أن مقدار قوة الاحتكاك (33) أوجد قوة الشد في الحبل.
5 تسحب عربة كتلتها (750) على طريق أفقي بواسطة عربة جر وكان ذراع التوصيل يميل بزاوية قدرها (40) مع الأفقي بعجلة ( 0.8ms) فإذا كان الشد في هذا الذراع يساوي (1000) احسب مقدار القوة المقاومة لحركة العربة.
تدفع عربة كتلتها (850) بقوة (N) تميل بزاوية (25) مع الأفقي وتشد أيضاً بقوة أفقية قدرها (283) . وتوجد قوة قدرها (600) تقاوم الحركة بحيث تتحرك السيارة بسرعة ثابتة، أوجد قوة الدفع (P) وقوة الاتصال العمودية من الطريق.
3 7 وضع جسم (P) كتلته (mkg على منضدة أفقية ثم أثرت عليه قوة شد قدرها (50) بزاوية حادة (8) مع الأفقي فإذا كان ( 1 = 6 tan) ومقدار مقاومة الحركة (20)، أوجد العجلة التي يتحرك بها الجسم (P) ثم أوجد مقدار قوة الاتصال العمودية على الجسم (P) من المنضدة بدلالة m
يدفع المتسوق عربة السوق في خط مستقيم نحو سيارته بقوة مقدارها (20) في اتجاه إلى أسفل بزاوية قدرها 15 مع الأفقي فإذا كانت عجلة العربة ( m/s 2.4) احسب كتلة العربة ثم احسب قوة الاتصال العمودية على العربة بواسطة الأرض.
9 مصباح مثبت في حالة توازن بسلسلتين ثبتنا إلى نقطتين (A) و (B) في نفس المستوى وكان طولهما (0.3) و (0.4) والمسافة بينهما (0.5m) فإذا علمت أن الشد في السلسلة الطويلة (36) بين بالتحليل الأفقي أن الشد في السلسلة القصيرة (48) وبالتحليل الرأسي أوجد كتلة المصباح.
10 يوضح الشكل المقابل ثلاث قوى أفقية تؤثر على جسم كتلته (3kg). فإذا علمت أن الجسم تحرك في اتجاه الخط المنقطع بين أن 30 - 0)، ثم أوجد مقدار العجلة التي يتحرك بها الجسم.
11 يجر متزلج كتلته (90) على الماء عن طريق حبل متصل يقارب سريع الأسفل
ويصنع زاوية (20) مع الأفقي في خط مستقيم وموازياً لسطح الماء بعجلة قدرها ( 12 ) وكان الشد في الجبل (250) احسب مقدار القوة الراسية المؤثرة على المتزلج وقوة مقاومة الهواء.
12 تجر لعبة طفل كتلتها (59) على سطح الأرض بسلك يصنع زاوية (30) مع الأفقي وبمقدار شد (TN). أوجد مقدار قوة الاتصال العمودية بين اللعبة وسطح الأرض بدلالة (T) وبين أنها لا يمكن أن تزيد عن (100)
13 تستقر قطعة خشبية كتلتها (4.5) على سطح منضدة أثرت عليها قوة شد مقدارها (35) في اتجاه يصنع زاوية (0) مع الأفقي ولم تحركها، فإذا علمت أن قوة الاتصال العمودية بين القطعة والمنضدة مقدارها (30) أحب (1) قيمة الزاوية (0). ب قوة الاحتكاك المؤثرة على القطعة
14 تدفع حاوية كتلتها (35) على ساحة أفقية بقوة (130) في الاتجاه الأسفل بزاوية (30) مع الأفقي ضد قوة احتكاك قدرها (60)، احسب عجلة الحاوية ومقدار قوة الاتصال العمودية بين الحاوية وسطح الأرض
15 قرر طالب أن يقيس عجلة القطار الذي يركبه، حيث علق طرد كتلته (2) في سقف العربة بواسطة سلك. وقاس الزاوية التي يصنعها السلك مع العمودي وعندما كان القطار متحرك بعجلة ثابتة ( amis) وجد أن قيمة الزاوية (8) أوجد عجلة القطار (a).
16 تسحب قطعة خرسانية كتلتها (m) إلى أعلى عن طريق حيلين بسرعة ثابتة، يميل أحد الحبلين بزاوية (10) مع الرأسي وكان الشد فيه (2800 ) والشد في الحبل الآخر (2400) أوجد الزاوية التي يميل بها الجيل الثاني على الرأسي ثم أوجد كتلة الخرسانة (m).
يجر رجل جسماً كتلته (40) على سطح أفقي بقوة (140) تميل على الأفقي بزاوية قدرها (30) وتدفع ابنته بقوة (50) في الاتجاه الأسفل بزاوية (10) مع الأفقي فإذا كان الجسم يتحرك بسرعة ثابتة، احسب قوة الاحتكاك (f) وقوة الاتصال العمودية بين الجسم والأرض (R) ووضح أن النسبة (FR) الاحتكاك يتناول هذا الفصل بالتفصيل قوى الاحتكاك وعند الانتهاء من دراسته يجب أن :
. تتعود الصيغ الرياضية للاحتكاك وتفهم خواص قوى الاحتكاك.
تفهم فكرة ومعنى نهاية الاتزان.
. تعرف المقصود بمعامل الاحتكاك وتكون قادراً على استخدامه.
. تكون قادراً على حل مسائل تتضمن الحركة والاتزان والتي تكون قوى الاحتكاك أحد القوى المؤثرة على الجسم.
الخواص الأساسية لقوة الاحتكاك ( Basic properties of frictional forces)
تخيل أنك تحاول جر صندوق ثقيل على مستوى أفقي (شكل (2-1). عندها ربما يحدث أحد الأمرين، فإذا كان الشد قوياً سوف يبدأ الصندوق الحركة في اتجاه قوة الشد. أما إذا كان الشد ضعيفا فسوف يبقى الصندوق في مكانه وفي الحالتين توجد قوة احتكاك عكس قوة الشد وهذه القوة تؤثر أفقياً في المستوى الذي تتصل به قاعدة الصندوق مع المستوى الأفقي، ويكون اتجاه قوة الاحتكاك عكس اتجاه الحركة، كما هو موضح في الشكل (2-2) والذي يوضح أربع قوى تؤثر على الصندوق في حالة كونه
وإذا أجريت تجارب دقيقة فإنك ستلاحظ أن هناك علاقة مباشرة بين حد قوة الاحتكاك وقوة الاتصال العمودية وعلى سبيل المثال إذا ما ضوعفت قوة الاتصال العمودية فإن حد قوة الاحتكاك سيتضاعف.
ويمكن تلخيص قاعدة حساب حد قوة الاحتكاك كما يلي:
حد قوة الاحتكاك بين سطحين يتناسب طرديا مع قوة الاتصال العمودية فإذا
كان حد قوة الاحتكاك ( ) ) وقوة الاتصال العمودية (R) فان
حيث ان مقدار ثابت يدعى الثابت من معامل الاحتكاك وتعتمد قيمته بالأساس على المواد التي يتكون منها السطحان
الحرف (۲) هو أحد الأحرف الأغريقية وينطق اميو، وهو يستخدم دائما المعامل الاحتكاك وتكون قيمة (1) المعظم الأسطح بين (0.3) و (09)، إلا أن قيم أصغر أو أكبر (ربما أكبر من (1) يمكن حدوثها.
وإذا ما كانت قيمة (11) صغيرة جدا يمكن أن تحصل على نتائج تقريبية بإهمال قوة الاحتكاك، وفي هذه الحالة يمكن اعتبار السطح بأنه أملس.
أما إذا كانت قيمة (13) أكبر من (0) ففي هذه الحالة تعتبر الأسطح خشنة
وعندها تحتاج إلى اعتبار قوة الاحتكاك. وفي بعض الأحيان يستخدم مصطلح (very rough) كثير الخشونة لوصف أسطح تكون قيمة (3) كبيرة بحيث ليس هناك إمكانية عملية في انزلاق سطح على آخر.