هذا البحث عن القوة يعد واحدًا من المجالات الهامة في علم الفيزياء، حيث توصل العلماء والفيزيائيون حول العالم إلى الكثير من القوانين والاستنتاجات التي تساعدنا في تفسير العديد من الظواهر والأفعال الكونية حولنا. وقد خلص العلماء إلى وجود أربعة أنواع أساسية من القوة في الكون، وهم في طريق البحث عن ماهية القوة الخامسة. وفي هذا المقال، اهتمت موسوعة بتقديم هذه المعلومات حول القوة.
بحث عن القوة
تعريف القوة
- يمكن تعريف القوة كما التفاعل بين كائنين من الناحية الكمية.
- تُعرف القوة على أنها الكمية المتجهة التي تتميز بوجود حجم واتجاه.
- تشمل تعريفات القوة أيضًا قوة الجسم وشده، وتتحكم القوة في مدى سرعة الجسم ومكانه وشكله.
- تعتبر القوة هي الضغط أو الشد على جسم ما نتيجة لتفاعل الكائنات مع بعضها البعض، وإذا توقف التفاعل توقفت القوة، ومثال على ذلك عند رمي الكرة في الهواء، فهذه الكرة تتفاعل مع قوة الجاذبية والاحتكاك والدفع في نفس الوقت.
- بموجب القانون الأول لنيوتن، فإن القوة هي التي تؤدي إلى تغير الحركة، وكذلك ينص قانون القصور الذاتي على أن الحركة المستمرة للأشياء تعتمد على القوة.
رمز القوة
الوحدة المستخدمة لقياس القوة هي النيوتن أو الرمز “N”.
نيوتن هو وحدة قياس القوة المطلوبة لتسريع 1 جرام من كتلة الجسم بمعدل 1 سم في الثانية المربعة.
يتحكم في القوة كل من: الحجم والاتجاه هما العوامل التي تؤثر على وصف القوة واللزوجة.
1 (n)= 1 كيلو جرام × 1 م / ث 2.
هذا يمثل حجم القوة التي تؤثر على جسم ما وتكون كتلته 1 كيلوجرام، حتى يتم الحصول على 1 متر في الثانية المربعة.
عناصر القوة
القوة تتحكم فيها عنصران، وهما الحجم والاتجاه، مما يؤثر على شكل القوة واتجاهها، فالحجم هو طول الكائن والاتجاه هو القوة (N)، ويتم تمثيل القوة في العمليات الحسابية والفيزيائية باستخدام الكائن المتجه.
تصنيف القوى
تنقسم القوى إلى نوعين، القوى المتصلة والقوى المتباعدة.
أمثلة على القوى المتصلة
- القوة التي يستخدمها شخص ما لدفع عربة.
- تسبب قوة الجاذبية الأشياء في الثبات على سطح الأرض.
- تشير هذه القوة إلى الارتباط بين الأشياء المعلقة والأشياء المرتبطة بها.
أمثلة على القوى المتباعدة
- القوة التي يتم تأثيرها بواسطة الشحنة الكهربائية على شحنة كهربائية أخرى.
- القوة التي يتم ممارستها من المغناطيس على مغناطيس آخر.
- تأثير قوة كوكب الأرض على الأجسام ذات الكتلة.
انواع القوى في الطبيعة
القوة الخارجية
هي القوة التي تؤثر على جسم ما بواسطة جسم آخر.
مثال: القوة التي تؤثر على الصندوق المدفوع من قبل شخص ما.
قوة الجاذبية
قوة الجاذبية أو وزن الجسم هي القوة التي تؤثر بها الأرض على الأجسام ذات الكتلة، وتنتج هذه القوة بفعل مجال الجاذبية الأرضية.
القوة الكهربائية
تُعرف القوة الكهربائية بأنها القوة التي تؤثر على شحنة كهربائية، حيث يعمل قوتان متساويتان في الاتجاه نفسه والاتجاه المعاكس للعمل على شحنتين مختلفتين.
القوة المغناطيسية
تمثل هذه القوة القوة التي تؤثر على المغناطيس الموجود في المجال المغناطيسي، حيث يتمكن قوتان متساويتان في الاتجاه والاتجاه المعاكس من العمل على المغناطيس.
القوة الكهرومغناطيية
تتعلق هذه القوة بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية.
القوة النووية
هي القوة التي تشمل الذرات والجزيئات معًا.
القوة الطبيعية
تعني هذه القوة الناتجة عن اتصال جسمين ببعضهما البعض.
قوى الطبيعة
تهتم جميع الفيزيائيين بدراسة قوى الطبيعة طوال الوقت، ويمكن لهذه القوى أن تكون صغيرة أو كبيرة، وتشمل ذلك قوة سحب الشمس الثقيلة، وقوة سحب نجم على كوكب، وقوة سحب النواة على الإلكترون.
قوة الاحتكاك
تعني القوة الاحتكاكية تأثير كائن على كائن آخر أثناء حركته، وتتعارض مع قوة الحركة الناتجة عن احتكاك الأجسام.
قوة الاحتكاك تنقسم إلى نوعين:
القوى الثابتة التي تؤثر على الجسم المحاولة للحركة.
القوى المتحركة التي تؤثر على الأجسام المتحركة.
قوة التوتر
تُعرف قوة التوتر على أنها القوة التي تسري بين نقطتين في جسم مرن، ويتميز هذا النوع من القوى بأن حجمه يكون متساويًا في كل نقطة في الجسم، دون الحاجة إلى أن يكون بنفس الاتجاه أو باتجاه مختلف في نقاط الجسم المختلفة.
قوة رد الفعل
مثال: يتسرب الهواء من البالون الذي يتحرك للأعلى بنفس الحجم الذي يعمل به، وذلك بسبب قوة العمل وقوة رد الفعل التي تكون متناسقة.
قوة مقاومة الهواء
تُعد المقاومة الهوائية نوعًا من القوى الاحتكاكية التي تعارض حركة جسم ما في الهواء، ويمكن مثالًا ذكر تحريك السيارة إلى اليسار أو اليمين بفعل مقاومة الهواء.
قوة الدفع
تعرف قوة الدفع، أو قوة الطفو، كقوة سائل أو غازية تعمل على مقاومة وزن الجسم الذي يوجد في تلك الوسط، وتحريكه إلى الأعلى فيما يعرف بقوة الطفو العلوي أو القوة الدافعة.
مثال: تطفو القوارب على سطح المياه في مناطق المسطحات المائية.
أمثلة على القوة
العلاقة بين القوة والكتلة والتسارع
يمكن تحديد مقدار القوة بالاستناد إلى مقدار كتلة الجسم وتسارعه، وهو الأمر الذي ينص عليه قانون الحركة الثاني لنيوتن.
F= M × A
يجب أن تكون f هي القوة وm هي الكتلة وA هي التسارع للعجلة.
القوة والمتجهات
القوة لا تتمثل فقط في الحجم، بل أيضًا في الاتجاه، وعلى هذا، يمكن توضيح المتجهات من خلال السهم الذي يشير إلى اتجاه القوة والرقم الذي يشير إلى حجمها.
القوة والتوازن
يمكن أن تؤثر العديد من القوى على جسم ما، ومع ذلك يظل الجسم ثابتًا في موضعه، مما يدل على توازن القوى وعلى أن مجموع القوى الصافية يساوي الصفر.
فإذا لم يتحرك الجسم؛ فذلك بسبب تساوي قوة الجاذبية للجسم الذي يستوي عليه، وانعكاسها له في الاتجاه نفسه.
القوى المشتركة
في حال تعرض جسم لتأثير مجموعة من القوى، يكون الناتج النهائي للقوة هو مجموع المتجهات الفردية للقوى.
مثال: في حالة تمَّ شد أحد طرفي الحبل بقوة 3 نيوتن، وتمَّ شد الطرف الآخر بقوة 2 نيوتن في الاتجاه الصحيح، فإن فرق القوى بينهما يكون 1 نيوتن في الاتجاه الصحيح.
حقائق عن القوة
- القوى الأربعة الرئيسة في الكون هي: القوة الجاذبية، القوة الكهرومغناطيسية، القوة النووية الهائلة، والقوة النووية الضعيفة.
- السحب هو المصدر الذي يؤدي إلى انخفاض سرعة الأجسام.
- يتم استخدام الدفع كنوع من القوى التي تعمل على زيادة سرعة الأجسام.
- الكائن الذي تتحرك عجلته بحركة دائرية، يواجه قوة الجاذبية.
- يشير مصطلح “عزم الدوران” أو “القوة الدورانية” إلى نوع من القوى التي تقيس أي تغيير في سرعة الدوران.
قدمنا لكم في هذا المقال على موقع موسوعة بعض المعلومات حول مفهوم القوة في الفيزياء، وما يتعلق بها من تصنيف وعوامل وأنواع وقوانين وحقائق وأمثلة وغير ذلك الكثير، تابعوا جديد موسوعة.
يُمكنك أيضًا تصفح بحث عن القوة والحركة والعلاقة بينهما.
