Page 17 - كتاب المعلم فيزياء اول ثانوي

‫‪ 5-3‬اﻟﻘﻮة واﻟﺤﺮﻛﺔ ﻓﻲ ﺑﻌﺪﻳﻦ‬ ‫‪ 5-3‬اﻟﻘﻮة واﻟﺤﺮﻛﺔ ﻓﻲ ﺑﻌﺪﻳﻦ‬

‫ﺩﺭﺳﺖ ﺣﺎﻻﺕ ﻋﺪﻳﺪﺓ ﺗﺘﻀﻤﻦ ﻗﻮ￯ ﻓﻲ ﹸﺑﻌﺪﻳﻦ‪ ،‬ﻣﻨﻬﺎ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ‪ :‬ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﺤﺪﺙ ﺍﺣﺘﻜﺎﻙ‬ ‫← ا أل‪‬ا‪‬‬ ‫‪ .1‬اﻟﺘﺮﻛﻴﺰ‬
‫ﺑﻴﻦ ﺳﻄﺤﻴﻦ ﻓﻼ ﺑﺪ ﺃﻥ ﺗﺄﺧﺬ ﺑﻌﻴﻦ ﺍﻻﻋﺘﺒﺎﺭ ﻛ ﹰﹼﻼ ﻣﻦ ﻗﻮﺓ ﺍﻻﺣﺘﻜﺎﻙ ﺍﻟﻤﻮﺍﺯﻳﺔ ﻟﻠﺴﻄﺢ ﻭﺍﻟﻘﻮﺓ‬ ‫• ‪ ‬د‪‬‬
‫ﺍﻟﻌﻤﻮﺩﻳـﺔ ﻋﻠﻴـﻪ‪ .‬ﻭﻓﻴﻤﺎ ﺳـﺒﻖ ﺩﺭﺳـﺖ ﺍﻟﺤﺮﻛﺔ ﻓﻲ ﻣﺴـﺘﻮ￯ ﺃﻓﻘـﻲ‪ ،‬ﻭﻓﻴﻤﺎ ﻳﻠﻲ ﺳﺘﺴـﺘﺨﺪﻡ‬ ‫‪ ‬‬ ‫ﻧﺸﺎط ﻣﺤ ّﻔﺰ‬
‫ﻣﻬﺎﺭﺍﺗـﻚ ﻓﻲ ﺟﻤﻊ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬﺎﺕ ﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺣﺎﻻﺕ ﻭﺃﻣﺜﻠﺔ ﺗﺘﻀﻤﻦ ﻗﻮ￯ ﻏﻴﺮ ﻣﺘﻌﺎﻣﺪﺓ ﺗﺆﺛﺮ ﻓﻲ‬
‫‪‬‬ ‫‪‬ض ‪‬ا‪‬بلﻭ ﹼﺿﺢﻟﻠﻄﻼﺏﺃ ﹼﻧﻚﺇﺫﺍﺳﺤﺒﺖﻃﺮﻑﺣﺒﻞ‬
‫ﺟﺴﻢ ﻣﺎ‪.‬‬ ‫• ‪ ‬ل‪‬ل‪‬‬
‫‪ ‬‬ ‫ﻭﺑﻘـﻲ ﺧﺼﻤﻚ ﺛﺎﺑ ﹰﺘﺎ ﰲ ﻣﻜﺎﻧﻪ ﻳﻤﺴـﻚ ﺑﺎﻟﻄﺮﻑ ﺍﻵﺧﺮ‬
‫اﻻﺗﺰان ‪Equilibrium‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫ﻟﻠﺤﺒﻞ‪ ،‬ﻓﺈ ﹼﻥ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻄﺮﻑ ﻳﺆﺛﺮ ﰲ ﺧﺼﻤﻚ ﺑﻘﻮﺓ ﻣﺴﺎﻭﻳﺔ‬
‫ﻟﻠﻘﻮﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺆ ﹼﺛﺮ ﺃﻧﺖ ﲠﺎ ﰲ ﺍﳊﺒﻞ‪ .‬ﻭﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﺒﺪﺃ ﺧﺼﻤﻚ‬
‫ﺩﺭﺳﺖ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﺼﻞ ﺍﻟﺮﺍﺑﻊ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻳﺘﺰﻥ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﻜﻮﻥ ﻣﺤﺼﻠﺔ ﺍﻟﻘﻮ￯ ﺍﻟﻤﺆﺛﺮﺓ ﻓﻴﻪ ﺻﻔ ﹰﺮﺍ‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫ﺑﺎﳊﺮﻛﺔ ﻓﺈ ﹼﻥ ﺍﻟﻘﻮﺗﲔ ﰲ ﻃﺮﰲ ﺍﳊﺒﻞ ﺗﺒﻘﻴﺎﻥ ﻣﺘﺴﺎﻭﻳﺘﲔ‪.‬‬
‫ﻭﻃﺒ ﹰﻘﺎ ﻟﻘﺎﻧﻮﻥ ﻧﻴﻮﺗﻦ ﺍﻟﺜﺎﻧﻲ ﻻ ﻳﺘﺴـﺎﺭﻉ ﺍﻟﺠﺴـﻢ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻻ ﺗﻮﺟﺪ ﻗﻮﺓ ﻣﺤﺼﻠﺔ ﺗﺆﺛﺮ ﻓﻴﻪ‪ ،‬ﻭﻟﺬﺍ‬ ‫← ا‪‬فردات‬ ‫ﺍﺭﺳـﻢ ﳐ ﹼﻄﻂ ﺍﳉﺴـﻢ ﺍﳊـ ﹼﺮ ﻟﺘﺒـ ﹼﲔ ﻟﻠﻄﻼﺏ ﺃ ﹼﻧـﻪ ﻋﻨﺪﻣﺎ‬
‫ﻓـﺈﻥ ﺍﺗﺰﺍﻧﻪ ﻳﻌﻨﻲ ﺃﻧﻪ ﺳـﺎﻛﻦ ﺃﻭ ﻳﺘﺤﺮﻙ ﺑﺴـﺮﻋﺔ ﺛﺎﺑﺘﺔ ﻓﻲ ﺧﻂ ﻣﺴـﺘﻘﻴﻢ‪ .‬ﻭﻟﻘﺪ ﺣﻠﻠﺖ ﺳـﺎﺑ ﹰﻘﺎ‬ ‫• ‪‬‬ ‫ﺗﻜـﻮﻥ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﳌﺤﺼﻠﺔ ﺍﳌﺆﺛﺮﺓ ﰲ ﺍﳊﺒﻞ ﺗﺴـﺎﻭﻱ ﺻﻔ ﹰﺮﺍ‪،‬‬
‫ﺃﻭﺿـﺎﻉ ﺍﺗـﺰﺍﻥ ﻋﺪﻳﺪﺓ ﺗﺘﻀﻤﻦ ﻗﻮﺗﻴﻦ ﺗﺆﺛﺮﺍﻥ ﻓﻲ ﺟﺴـﻢ ﻣﺎ‪ .‬ﻏﻴﺮ ﺃ ﹼﻧﻪ ﻣـﻦ ﺍﻟﻤﻬﻢ ﺃﻥ ﺗﺪﺭﻙ ﺃﻥ‬ ‫ﻓـﺈ ﹼﻥ ﺍﻟﻔﺮﻳﻘـﲔ ﻣﺘﻌﺎﺩﻻﻥ‪ .‬ﻭﺣﺘـﻰ ﻳﻔـﻮﺯ ﺃﺣﺪﳘﺎ ﳚﺐ‬
‫ﺍﻻﺗﺰﺍﻥ ﻗﺪ ﻳﺤﺪﺙ ﻣﻬﻤﺎ ﻛﺎﻥ ﻋﺪﺩ ﺍﻟﻘﻮ￯ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺆﺛﺮ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺴﻢ‪ .‬ﻓﺈﺫﺍ ﻛﺎﻧﺖ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﻤﺤﺼﻠﺔ‬ ‫‪a‬‬
‫ﺃﻥ ﺗﻜـﻮﻥ ﺍﻟﻘﻮ￯ ﻏﲑ ﻣﺘﻮﺍ ﹺﺯﻧـﺔ‪ 2 .‬ب‪‬ضر‪  ‬مكا‪‬‬
‫ﺗﺴﺎﻭﻱ ﺻﻔ ﹰﺮﺍ ﻛﺎﻥ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻣﺘﺰ ﹰﻧﺎ‪.‬‬ ‫‪b‬‬
‫اﻟﺮﺑﻂ ﺑﺎﻟﻤﻌﺮﻓﺔ اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ‬
‫ﻳﺒﻴﻦ ﺍﻟﺸﻜﻞ ‪ 5-11a‬ﺛﻼﺙ ﻗﻮ￯ ﺗﺆﺛﺮ ﻓﻲ ﺟﺴﻢ ﻧﻘﻄﻲ‪ .‬ﻓﻤﺎ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﻤﺤﺼﻠﺔ ﺍﻟﻤﺆﺛﺮﺓ‬ ‫ال‪‬ضكل‪   5-11 ‬‬
‫ﻓـﻲ ﺍﻟﺠﺴـﻢ؟ ﺗﺬﻛﺮ ﺃﻧﻪ ﻳﻤﻜﻦ ﻧﻘﻞ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬـﺎﺕ ﻣﻊ ﺍﻟﻤﺤﺎﻓﻈﺔ ﻋﻠﻰ ﻣﻘﺎﺩﻳﺮﻫـﺎ ﻭﺍﺗﺠﺎﻫﺎﺗﻬﺎ‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫الت‪‬زا‪ ‬ﳚـﺐ ﺃﻥ ﻳﻜـﻮﻥ ﻣﻔﻬـﻮﻡ ﺍﻻﺗـﺰﺍﻥ ﻣﺄﻟﻮ ﹰﻓـﺎ‬
‫ﻭﻳﺒﻴـﻦ ﺍﻟﺸـﻜﻞ ‪ 5-11b‬ﺟﻤﻊ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬـﺎﺕ ﺍﻟﺜﻼﺛﺔ ‪ .A ،B ،C‬ﻻﺣـﻆ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬﺎﺕ ﺍﻟﺜﻼﺛﺔ‬
‫‪ ‬‬ ‫ﻟﻠﻄـﻼﺏ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ ﺩﺭﺍﺳـﺘﻬﻢ ﻟﻠﻔﺼـﻞ ﺍﻟﺮﺍﺑﻊ‪ ،‬ﺣﻴﺚ‬
‫ﺗﺸﻜﻞ ﻣﺜﻠ ﹰﺜﺎ ﻣﻐﻠ ﹰﻘﺎ‪ ،‬ﻟﺬﺍ ﻓﺈﻥ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﻤﺤﺼﻠﺔ ﺗﺴﺎﻭﻱ ﺻﻔ ﹰﺮﺍ‪ ،‬ﻟﺬﺍ ﻳﻜﻮﻥ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻣﺘﺰ ﹰﻧﺎ‪.‬‬ ‫ﺍﺳﺘﻌﻤﻞ ﺍﻟﻄﻼﺏ ﻫﺬﺍ ﺍﳌﻔﻬﻮﻡ ﰲ ﹸﺑﻌﺪ ﻭﺍﺣﺪ‪.‬‬

‫ﻟﻨﻔﺘـﺮﺽ ﺃﻥ ﻗﻮﺗﻴﻦ ﺗﺆﺛﺮﺍﻥ ﻓﻲ ﺟﺴـﻢ ﻣﺎ ﻭﺃﻥ ﻣﺤﺼﻠﺘﻬﻤﺎ ﻻ ﺗﺴـﺎﻭﻱ ﺻﻔ ﹰﺮﺍ‪ ،‬ﻓﻜﻴﻒ ﻳﻤﻜﻦ‬
‫ﺇﻳﺠـﺎﺩ ﻗﻮﺓ ﺛﺎﻟﺜـﺔ‪ ،‬ﺑﺤﻴﺚ ﺇﺫﺍ ﹸﺟﻤﻌـﺖ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﻣـﻊ ﺍﻟﻘﻮﺗﻴﻦ ﺍﻟﺴـﺎﺑﻘﺘﻴﻦ ﺗﺼﺒﺢ ﺍﻟﻤﺤﺼﻠﺔ‬

‫ﺻﻔ ﹰﺮﺍ ﻭﻳﻜﻮﻥ ﻋﻨﺪﻫﺎ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﹸﻣﺘﺰ ﹰﻧﺎ؟‬
‫ﻟﻜـﻲ ﺗﺠـﺪ ﻫـﺬﻩ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﻋﻠﻴـﻚ ﺃﻥ ﺗﺠـﺪ ﺃﻭ ﹰﻻ ﻣﺤﺼﻠﺔ ﺍﻟﻘﻮﺗﻴـﻦ ﺍﻟﻠﺘﻴﻦ ﺗﺆﺛﺮﺍﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺴـﻢ‪.‬‬
‫ﻭﺗﺴـ ﱠﻤﻰ ﺍﻟﻘـﻮﺓ ﺍﻟﻮﺣﻴﺪﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻟﻬﺎ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺍﻟﻘﻮﺗﻴﻦ ﻣﺠﺘﻤﻌﺘﻴﻦ ﻧﻔﺴـﻪ ﺍﻟﻘـﻮﺓ ﺍﻟﻤﺤﺼﻠﺔ‪ .‬ﻭﺍﻟﻘﻮﺓ‬
‫ﺍﻟﺜﺎﻟﺜـﺔ ﺍﻟﻤﻄﻠﻮﺑـﺔ ﺗﺴـﺎﻭﻱ ﺍﻟﻘـﻮﺓ ﺍﻟﻤﺤﺼﻠﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﻘـﺪﺍﺭ‪ ،‬ﻭﻟﻜﻨﻬﺎ ﺗﻌﺎﻛﺴـﻬﺎ ﻓـﻲ ﺍﻻﺗﺠﺎﻩ‪.‬‬
‫ﻭﺗﺴـﻤﻰ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺠﻌﻞ ﺍﻟﺠﺴـﻢ ﻣﺘﺰ ﹰﻧﺎ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﻤﻮﺍﺯﻧﺔ‪ .‬ﻭﻳﻮﺿﺢ ﺍﻟﺸﻜﻞ ‪ 5-12‬ﺧﻄﻮﺍﺕ‬
‫ﺇﻳﺠﺎﺩ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬﺔ‪ ،‬ﻭﻫﻲ ﺧﻄﻮﺍﺕ ﻋﺎﻣﺔ ﺗﺴﺘﻌﻤﻞ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺃﻱ ﻋﺪﺩ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺘﺠﻬﺎﺕ‪.‬‬

‫ال‪‬ضكل‪5-12‬‬

‫‪- R = ‬‬ ‫‪ .2‬اﻟﺘﺪرﻳﺲ‬

‫‪22‬‬

‫‪ ‬اﺳﺘﻌﻤﺎل اﻟﺸﻜﻞ ‪5 - 11‬‬
‫ﹸﻳﺒـﲔ ﺍﻟﺸـﻜﻞ ﺛـﻼﺙ ﻗـﻮ￯ ﹸﲨﻌـﺖ ﻟﺘﻨﺘﺞ ﻗـﻮﺓ ﳏﺼﻠﺔ‬
‫ﻣﺴـﺎﻭﻳﺔ ﻟﻠﺼﻔﺮ‪ .‬ﻭﻳﻤﻜﻦ ﺍﳊﺼﻮﻝ ﻋﲆ ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﻧﻔﺴﻬﺎ‬
‫ﻭﺫﻟﻚ ﺑﺈﻟﻐﺎﺀ ﺍﻟﻘﻮﺓ ‪ A‬ﻣﻊ ﺍﳌﺮ ﹼﻛﺒﺔ ﺍﻟﺮﺃﺳـﻴﺔ ﻟﻠﻘﻮﺓ ‪ ،B‬ﺛ ﹼﻢ‬

‫ﺇﻟﻐﺎﺀ ﺍﻟﻘﻮﺓ ‪ C‬ﻣﻊ ﺍﳌﺮ ﹼﻛﺒﺔ ﺍﻷﻓﻘ ﹼﻴﺔ ﻟﻠﻘﻮﺓ ‪2 .B‬‬

‫ﺗﻄﻮﻳﺮ اﻟﻤﻔﻬﻮم‬

‫عر�‪‬ض الت‪‬زا‪ ‬ﺍﺭﺑـﻂ ﺟﺴـ ﹰﲈ ﺑﻤﻴﺰﺍﻧـﲔ ﻧﺎﺑﻀ ﹼﻴـﲔ‬

‫ﺑﺎﺳـﺘﻌﲈﻝ ﺧﻴﻄـﲔ ﻣﺘﺴـﺎﻭﻳﲔ ﰲ ﺍﻟﻄﻮﻝ‪ .‬ﺛ ﹼﺒﺖ ﺍﳉﺴـﻢ‬
‫ﺑﺎﺳﺘﻌﲈﻝ ﺍﳌﻴﺰﺍﻧﲔ‪ ،‬ﺛ ﹼﻢ ﺑ ﹼﲔ ﻟﻠﻄﻼﺏ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﻌﺮﺽ‬
‫ﺃ ﹼﻧـﻪ ﻳﻤﻜـﻦ ﺃﻥ ﻳﺘﺤ ﹼﻘﻖ ﺍﻻﺗـﺰﺍﻥ ﺑﻄﺮﻕ ﻋـ ﹼﺪﺓ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ‬
‫ﺗﻐﻴـﲑ ﻣﻴﻞ ﺍﳌﻴﺰﺍﻧـﲔ ﺑﺤﻴﺚ ﺗﺘﻐ ﹼﲑ ﺍﻟﺰﺍﻭﻳـﺔ ﺑﲔ ﺍﳋﻴﻄﲔ‬

‫ﻭﺑﺎﻟﺘﺎﱄ ﺗﺘﻐ ﹼﲑ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺆﺛﺮ ﻓﻴﻬﺎ ﻛﻞ ﺧﻴﻂ‪.‬‬

‫‪22‬‬