سنتحدث اليوم عن الحركة والقوة في البعدين، وهي فرع من فروع الفيزياء (الفيزياء الميكانيكية) التي تهتم بدراسة حركة الجسم تحت تأثير البعدين، والقوة هي خاصية فيزيائية تؤثر على المادة وتؤثر على طبيعة الجسم من السكون إلى الحركة، فعندما نقوم برمي صندوق في حالة سكون، سيتحرك عن مساره .
يعتبر مفهوم القوة من الكميات الفيزيائية المتجهة، حيث يوجد نوعان من الكميات القياسية: الأولى تقاس كميتها فقط، والثانية تقاس مقدارها واتجاهها. وكان العالم أرشميدس أول من أشار إلى مفهوم القوة، وتبعه العالم نيوتن الذي وضع عدة قوانين تتعلق بها، وأطلق عليها اسم نيوتن، ولمعرفة المزيد عن القوة والحركة يجب البقاء معنا في هذه الموسوعة.
القوة والحركة في بعدين
كان في الماضي يتم التعبير عن القوة باستخدام آلات خفيفة، ولكن جاء أرخميدس ووضع قوانين الطفو، كما عمل أرسطو على تفسير القوة من منظور فلسفي.
تعد الحركة أيضًا من الخصائص الفيزيائية التي تعبر عن المتوسط التغير في حالة الجسم من مكان إلى آخر.
أنواع الحركة
- الحركة الأفقية : مثل حركة الإنسان على خط مستقيم أثناء المشي.
- الحركة الدورانية : ومنها حركة الكواكب حول الأرض .
- وحركة التذبذب : مثل حركة الموجات .
الحركة الدائرية
- تشير الحركة الدائرية إلى حركة الجسم بمحاذاة محيط دائرة ثابتة القطر، وتتميز بسرعة ثابتة من حيث القيمة ومتغيرة من حيث الاتجاه، وتنقسم الحركة الدائرية إلى أنواع مختلفة، وهي:
- الحركة الدائرية المنتظمة: تحدث هذه الحركة عندما يقطع الجسم أقواس متساوية في أوقات متساوية، ويتم ذلك عندما يكون نصف قطر الدوران ثابتًا وتكون السرعة الأولية ثابتة، ويوجد تسارع مركزي فقط في الجسم.
- الحركة الدائرية الغير منتظمة : تحدث حركة الدوران عندما يمر الجسم عبر أقواس غير متساوية في أزمنة مختلفة، ويحدث ذلك إذا كان نصف القطر غير ثابت أو الانطلاق غير ثابت أو كليهما غير ثابت، ويتم تسارع المركزي والمماسي للجسم .
أمثلة الحركة الدائرية
- دورة الأقمار الصناعية حول الأرض
- دوران الإلكترونات حول النواة في الذرة
- دوران الترس في الآلة
- سيارة تدور حول منحنى في حلبة سباق.
ماهو التسارع المركزي
- يشير هذا إلى تسارع الجسم في دوران منتظم واتجاهه دائمًا نحو المركز.
القوة والحركة في بعدين (الاتزان )
- يكون الجسم متزنًا عندما تكون محصلة القوى المؤثرة عليه تساوي الصفر، وتلغي جميع القوى المؤثرة عليه بعضها البعض، ويدل التوازن على حالة الجسم ساكنًا أو متحركًا في خط مستقيم بسرعة ثابتة .
العوامل المؤثرة في الحركة
- تعتمد حركة الجسم على الحجم والكتلة، فكلما كانت كتلة الجسم أكبر، كلما كانت حركته أبطأ، والعكس صحيح في حالة الجسم الخفيف، حيث يتركز وزن الجسم في نقطة معينة مما يقلل من قدرة الجسم على الحركة .
أهم قوانين الحركة والقوة
- قانون نيوتن الأول : ينص القانون على أن الجسم الساكن يبقى ساكنًا ما لم تؤثر عليه أي قوة تحركه، وكذلك الجسم المتحرك يظل متحركًا ما لم تؤثر عليه أي قوة توقف حركته.
- قانون نيوتن الثاني : ينص القانون على أنه عندما يكون الجسم ذو كتلة معينة ويتعرض لقوة معينة، يتم حساب سرعته باستخدام القانون التالي: القوة = الكتلة × السرعة.
- قانون نيوتن الثالث : ينص المبدأ على أن لكل فعل رد فعل متساوٍ في الحجم ومعاكس في الاتجاه، وعند تأثير جسم على جسم آخر بقوة واتجاه معينين، سيكون لهذا الجسم تأثير متساوٍ على الجسم الأول في نفس القوة ولكن في اتجاه معاكس .
