التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

قوة الأحتكاك


كثيرا ما ننظر إلى قوة الاحتكاك على أنها قوة مبددة ، ومعيقة لحركة الأجسام، وعندما نحسب الشغل المبذول ضد الاحتكاك نعتبره شغلا ضائعا ونحاول في الكثير من التصاميم الميكانيكية تقليل قوى الاحتكاك إلى أقل قدر ممكن بغية تحقيق أداء أفضل للآلات والماكينات ولكن.. هل الاحتكاك ضار إلى هذا الحد؟ وما الذي سيحدث لو أن الاحتكاك في لحظة ما قد اختفى من العالم، أي أصبح صفرا … دعنا نرسم صورة لما يحدث للتو بعيد تلك اللحظة، ولنر ما سيلاحظه مشاهد يتابع بوسائله الخاصة من خارج الكرة الأرضية

في تمام الساعة س من يوم ص وبينما كنت أراقب سير الأمور في مدينة م وكنت تحديدا أراقب تقاطعا للسير في شمالي المدينة، لاحظت أن السير بقي مستمرا في مسرب واحد مع أن اٌلإشارة أغلقت وفتحت إشارة أخرى مقابلة، كانت السيارات تتدفق كما لو أنها لم تر إغلاق إشارة المرور، وكانت السيارات في المسرب الآخر متوقفة كما لو أنها لم تر فتح إشارتها ، وتابعت بنظري تلك السيارات التي استمرت متجاوزة الإشارة الحمراء، فإذا هي لم تنعطف مع الشارع الذي يلي الإشارة بل استمرت في خط مستقيم داخلة في العمارة الواقعة على المنعطف . وكان صوت تحطمها وتهشم واجهة العمارة عاليا وكانت السيارات لا تبدي أي مظهر ينم عن أن هناك مشكلة عند سائقيها فقد كانت تضرب المبنى كما لو كانت سلسلة قذائف موجهة نحو ذلك المبنى المسكين

أشحت بوجهي أسفا واستغرابا من هذا المنظر المروع لأرى منظرا أشد غرابة فقد كان المشاة على الرصيف المجاور ينزلقون على الشارع وعلى الرصيف كما لو كانت تحتهم طبقة من الصابون أو الجليد، وكان بعضهم يرتطم بالبعض الآخر ليسقط الجميع ولكن ليس ليسكنوا بل ليواصلوا الانزلاق على الأرض حتى يرتطم أحدهم بالآخر أو بجدار فيرتد ثانية!! أمر عجيب. وعلى مقربة من المكان كان صبي جالس على الأرض يحاول الإمساك بكرة قدم لكنها كانت تنزلق من بين يديه كما لو كانت مطلية بالشحم ويعيد المحاولة ولكن لا جدوى، ورأيت الكثيرين غيره ممن جلسوا على الأرض يحاولون الإمساك بأشياء لينهضوا ولكن لافائدة فالانزلاق هو سيد الموقف.

وحزنت على ذلك العجوز الذي يحاول تثبيت عصاه على الأرض بشكل عمودي ليتوكأ عليها وينهض ولكن يده تنزلق عنها كما لو كان يمسح عليها بيده ولا يتشبث بها بكل قوته، وبعد قليل، لم أعد أرى شيئا ساكنا في الشارع، فكل ما تقع عليه العين من الأشياء السائبة يتحرك إما لأنه كان متحركا أصلا أو لأنه اصطدم بشئ متحرك فدفعه للحركة، حتى ذلك العجوز المسكين طارت عصاه بعيدا عندما صدمه شاب يتحرك جالسا لا يستطيع إيقاف نفسه وأصبح هو والعجوز يتحركان على الأرض ملوحين بيديهما لا يلويان على شيء

وبدأت أوازن الأمور في ذهني وحولت نظري صوب ركن آخر من المدينة، كانت مجموعة من الأغنام المربوطة في حظيرة قد أفلتت منذ زمن، ذلك أن حبالها قد انحلت بكل سهولة لدى أبسط جذبة من هذه الأغنام فانطلقت هائمة وبدأت تصدم إحداها الأخرى ما إن خرجت الى الشارع لأنها لم تستطع التوقف. أما في الميناء القريب فقد كان الخطب أشد إذ إن السفن التي كانت قد ربطت بحبال غليظة إلى رصيف الميناء قد أصبحت حرة وبدأت تبتعد عن الرصيف شيئا فشيئا مما أدى إلى سقوط عدد كبير من الناس الذين كانوا على السلالم يعبرون من وإلى تلك السفن كما اصطدمت سفينتان أحدث ارتطامهما ارتجاجا قويا على ظهر كل منهما أدى إلى تحطم بعض المعدات فيهما ونشب حريق لم يكن متوقعا في إحدى السفن بسبب انفلات بعض الأنابيب التي تحمل الوقود إلى أجزاء من السفينة.

وسمعت صوت انفجار في منطقة المطار وكانت كارثة كبيرة قد حدثت في المطار من جراء تحطم طائرة ضخمة كانت قد بدأت بالهبوط ولكن في اللحظة التي بدأت فيها إنزال العجلات اندفعت فجأة بسرعة أكبر من المعتاد فضربت الأرض قبل إنزال العجلات ولم تتوقف بل ظلت تنزلق على مدرج المطار وبخط مستقيم حتى دخلت في أحد المباني البعيدة الذي وصلته انزلاقا على بطنها في حين كانت النيران تشتعل فيها بعد الانفجار، وعدت بنظري إلى المدينة التي كانت تغطيها بعد قليل سحب من الدخان وألسنة اللهب تتصاعد منها فيما دوي الانفجارات يتواصل كما لو كانت ساحة حرب

وبعد مرور عدة ساعات هدأ كل شيء وانجلى الدخان وعدت أتفقد الخسائر والأضرار فكان وسط المدينة الذي تشرف عليه الجبال من جميع النواحي ممتلئا بمزيج عجيب من الأشياء من بينها صخور وهياكل سيارات وأجزاء من بنايات وجثث آدمية محطمة وكميات من التراب وقطع الأثاث، فيما كانت جوانب الجبال عارية من التراب تقريبا وكثير من البنايات المقامة عليها قد انزلقت إلى الأسفل وتحطمت أو هدم جزء منها بسبب انزلاق أجسام عليها من أماكن فوقها، ولم يكن هناك أي شيء متحرك حركة انتقالية، ولكن كان هناك الكثير من الأشياء التي تدور وخاصة عجلات السيارات المنقلبة فقد بقيت تدور ولمدة طويلة دون أي تباطؤ، وأجلت ناظري في مدن أخرى مجاورة وفي مناطق أخرى فلم أجد سوى مظاهر الدمار

كان هذا المشهد منقولا من عالم تلاشت فيه فجأة قوة الاحتكاك، مما أدى إلى استمرار الأجسام المتحركة في الحركة بخط مستقيم وبنفس السرعة إلى أن ترتطم بجسم يوقفها أو يجععلها ترتد عنه ، وانحل رباط الحبال الذي يعتمد أساسا على وجود قوة الاحتكاك فيها وأفلتت أنابيب الوقود التي ثبتت أطرافها داخل بعضها اعتمادا على الاحتكاك، حتى السير السوي للإنسان على الطريق يعتمد على الاحتكاك والدليل عدم قدرة الإنسان ان يسير سويا على أرض زلقة أو على الجليد

والآن هل رأيتم كم هي نعمة قوة الاحتكاك في حياتنا اليومية. تعالوا إذن ندعو الله أن يديم لنا قوة الاحتكاك وألا يحرمنا منها.

المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=6893


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

شرح مفهوم القدرة

القدرةهي معدل الذي يتم بة تحول الطاقة من صورة الى اخرى )
فاذا رفعت الكتاب ببطء ونقلت له j 5 من الطاقة في زمن قدرة s 5 فأن الطاقة تنتقل بمعدل j 1 في كل ثانية الى الكتاب . واذا رفعت الكتاب بسرعة واخذت زمن قدرة s 1 لنقل 5j من الطاقة الى الكتاب فأنة المعدل سوف يكون j5 لكل ثانية . القدرة في الحالة الأولى تساوي j/s 1 . اما في الحالة الثانية فانها تساوي j/s 5 . القدرة التي تساوي
j/s 1 . تسمى واط (w ) .( نجد القدرة بقسمة الطاقة المنقولة الى الكتاب على الزمن الذي تم فية نقل الطاقة)
ذكرنا في تعريف القدرة العبارة التالية ( تحول الطاقة من صورة الى اخرى ) يمكن ان نسأل سؤلين بخصوص هذة
العبارة . اولا من يقوم بتحويل الطاقة من صورة الى اخرى ؟ الجواب هو الشغل دائما يعمل على تحويل الطاقة من صورة الى اخرة . ثانيا على أي صور كانت الطاقة والى أي صورة تحولت ؟ الجواب كانت طاقة على شكل طاقة
كيميائية كامنة في جسم الأنسان وبفعل الشغل تحولت الى طاقة كامنة للكتاب . ماذا نعني بل العبارة التالية
( ان قدرة المصباح تساوي w 100 ) هذا معناة ان j 100 من الطاقة الكهربائية تتحول في الثانية الواحدة الى طاقة
ضوئية وحرارية . ايضا في هذة الحالة يقوم الشغل بتحويل الطاقة الكهربية الى ضوئية وحرارية .

المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=17402

التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

النوم فوق لوح من المسامير

النوم فوق لوح من المسامير:
نشاهد في بعض عروض السيرك والعاب الخفة أن شخصا ما ينام على لوح مليئ بالمسامير دون أن يصاب بأي أذى, فنتسائل كيف بامكانه فعل ذلك؟؟

قبل شرح ما يحدث دعونا أولا ان نعرف ماهو الضغط؟
يعرف الضغط على أنه “القوة المؤثرة على وحدة المساحات”
P=F/A
حيث :
F: القوة وتقاس بوحدة نيوتن
A:مساحة المقطع ووحدتها المتر المربع
P:الضغط ووحدته نيوتن لكل متر مربع

لو حاول شخص ما أن يمدد جسمه كاملا على لوح يحتوي على مسمار واحد فقط,سيكون الضغط على جسمه يساوي وزن الشخص مقسوما على مساحة مقطع المسمار الصغيرة جدا.هذا الضغط سيكون كبيرا بشكل يكفي لاختراق المسمار لجسم ذلك الشخص.(لاحظ أن الوزن يعبر عن قوة)
w=F=mg
حيث
w:الوزن بالنيوتن m: الكتلة بالكيلوجرام g:تسارع الجاذبية بالمتر لكل ثانية تربيع

الان عندما يوزع الشخص وزنه على لوح يتكون من مئات المسامير هذا سيجعل الضغط ينخفض عدة مرات وذلك لأن المساحة التي يوضع عليها الوزن تصبح مجموع مساحات المسامير الملامسة للجسم.

لنقم بحساب بسيط على الحالتين:
افترض شخصا كتلته 70 كيلو جرام يضع وزنه كاملا على مسمار نصف قطره 3 مليميتر
ماهو الضغط المؤثر على هذا الشخص ؟
P=w/A
w=mg=70*9.8=686 N

على اعتبار أن مقدمة المسمار دائري تقريبا فان :
A=4*pi*r2=4*3.14*(0.003)2=0.000113 m2

اذا
P=686/0.000113=6070796 N/m2

الحالة الثانية الضغط عندما يوزع نفس الشخص وزنه على 1000 مسمارا؟

P=686/0.113=6070.7 N/m2

أي أن الضغط انخفض الف مرة عن الحالة الاولى

سؤال للتفكير:
ما الفرق بين التمدد على لوح من المسامير والوقوف عليه ؟؟؟

المصدر
http://hazemsakeek.com/vb/showthread…0-%D1%BF/page3


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

فيزيائيات 3:

السلام عليكم و رحمة الله تعالى و بركاته

**فيزيائيات 3:

اليكم اليوم السلسلة 3 لفيزيائيات
فمتابعة شيقة للجميع إن شاء الله

**جزء 3:

**سؤال 1 :
تصنع سيارات السباق بحيث تكون عريضة القاعدة، وذات ارتفاع قليل مقارنةً بسيارات الصالون العادية.
**جواب 1 :
تكون قاعدتها عريضة حتى لا تنقلب في حالة ميلانها عندما يخرج خط عمل وزنها عن قاعدتها ، ويكون ارتفاعها قليل لجعل مركز الثقل قريبا من الأرض فتكون في حالة أكثر استقرارا ولا تنقلب .

**سؤال 2:
يلجأ الميكانيكي إلى تطويل ذراع المفك إذا وجد صعوبة في فتح صامولة.
**جواب 2 :
لأن عزم القوة المؤثرة يزداد كلما زاد ذراع القوة المؤثرة.

**سؤال 3 :
يستخدم النجار زرادية طويلة الأذرع لقطع المسامير الحديدية .
**جواب 3 :
وذلك من أجل زيادة عزم القوة ، حيث يزداد عزم القوة بزيادة ذراع القوة المؤثرة .

**سؤال 4 :
القوة التي يكون خط عملها موازيا لمحور الدوران لا تأثير لها في دوران الجسم .
**جواب 4:
لأن ذراع العزم في هذه الحالة يساوي صغر .

**سؤال 5 :
القوة التي يمر خط عملها بحور الدوران لا تأثير لها في الدوران .
**جواب 5:
لأن ذراع العزم في هذه الحالة يساوي صغر .

**سؤال 6 :
لا يكفي لاتزان الجسم الصلب المتماسك الخاضع لعدة قوى غير متلاقية أن تكون محصلة القوى المؤثرة فيه تساوي صفر .
**جواب 6:
لأن الجسم قد يكون خاضع لتأثير عزم ازدواج يعمل على تدويره حول محور فيه، ولذلك لكي يتزن الجسم يجب أن يحقق شرطا الاتزان وهما :
محصلة القوى المؤثرة فيه يساوي صفر .
محصلة العزوم المؤثرة فيه يساوي صفر .

**سؤال 7 :
تتزن المسطرة المترية في وضع أفقي عندما تستند إلى نقطة تقع في منتصفها.
**جواب 7 :
لأن كتلة المسطرة تتركز في نقطة تتركز في منتصفها وهي مركز كتلتها ، و الجسم يتزن عندما يوضع على مركز ثقله .

**سؤال 8:
في التصادم غير المرن يكون مجموع طاقة حركة جسمين بعد التصادم أقل من مجموع طاقة حركتيهما قبل التصادم.
**جواب 8:
لأنه لابد نتيجة لهذا التصادم من فقد جزء من الطاقة على شكل طاقة حرارية أو طاقة صوتية أو على شكل شغل مبذول في التشويه الحادث نتيجة التصادم .

**سؤال 9 :
لتعيين قيمة الدفع نلجأ إلى تعيين مقدار التغير في كمية التحرك للجسم .
**جواب 9 :
لأنه من الصعب تعيين مقدار القوة المؤثرة،كما أن الدفع يحدث في فترة زمنية صغيرة جدا يصعب قياسها .

**سؤال 10 :
تجعل سبطانات ( مواسير ) المدافع بعيدة المدى والبنادق ذات المدى الواسع طويلة .
**جواب 10:
وذلك لزيادة زمن تأثير القوة على القذيفة ، وبذلك يزداد الدفع بمقدار كبير فتصل القذيفة إلى مدى أكبر .


المصدر
www.hazemsakeek.com


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

نيوتن والتفاحة

نيوتن والتفاحة

جميعنا قد سمع بقصة نيوتن والتفاحة التي سقطت على رأسه بينما كان نائما تحت ظل شجرة التفاح حينها استيقظ نيوتن واكتشف قانون الجاذبية وهو ان الارض تجذب التفاحة .
هل نيوتن الذي كان حينها قد وضع ثلاث قوانين سميت فيما بعد باسمه( قانون نيوتن الاول,والثاني والثالث) لايعرف ان الارض تجذب التفاحة ,هذا كلام لايمكن لعاقل ان يصدقة

خصوصا أن نيوتن قد درس تجارب وقياسات جاليليوجاليي في السقوط الحر وايجاد تسارع الجاذبية الارضية بانه يساوي (9.8 م/ث2) وذلك قبل حوالي مئة سنة من ولادة نيوتن حينما قام جالليليو بالقاء الاحجار من اعلى برج بيزا واخذ يسجل زمن وصول كل حجر الى الارض وقد استنتج ان كتلة الحجر لاتؤثر على زمن وصوله الى الارض وقام بحساب تسارع الجاذبية الارضية. فموضوع جذب الارض للاجسام كان معروفا عند الناس العاديين فضلا عن العلماء
كان نيوتن يدرك تماما أن الارض تجذب الاجسام اليها ولكن الشيء الغريب الذي لاحظه نيوتن انه ليست الارض فقط هي التي تجذب التفاحة وانما ايضا التفاحة تجذب الارض !!!!!!
عفوا …………..
التفاحة تجذب الارض !!!!!!! كيف ذلك .
لقد فكر نيوتن ماذا لو احضرنا تفاحة كتلتها مساوية لكتلة الارض ووضعناها في الفضاء بالقرب من كوكب الارض مالذي سيحدث ؟؟؟
سوف تجذب التفاحة الارض بقوة مساوية لقوة جذب الارض للتفاحة

لم تشبع التفاحة التي كتلتها مساوية لكتلة الارض العالم الجائع نيوتن واخذ يفكر مالذي سوف يحدث لو احضرنا تفاحة كتلتها مساوية لكتلة الشمس ووضعناها على بعد مسافة معينة من الارض ؟؟

سوف تدور الارض حول التفاحة اي ان التفاحة ستجذب الارض بقوة اكبر من قوة جذب الارض للتفاحة .

بناءا على هذا الخيال والتفكير المنطقي وضع العالم نيوتن نص قانون اسماه بقانون الجذب العام (وليس قانون الجاذبيه) الذي ينص على التالي :
“كل جسمين ماديين يتجاذبان بقوة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب كتلتيها وعكسيا مع مربع المسافة بين مركزيهما”

ثم حول هذا الكلام النظري الى صيغة رياضية كالتالي:
ق=ج ك1 ك2/ف2

F = GmM/r2

حيث :
ق: القوة ج: ثابت الجذب العام ك1: كتلة الجسم الاول ك2: كتلة الجسم الثاني ف: المسافة بين الكتلتين

المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=2966


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

فيزيائيات 10:

**فيزيائيات 10:

**جزء10:

السلام عليكم،
اليكم الجزء 10 من سلسلة فيزيائيات و هذا العدد اطال عليكم بسبب أنني أظنه اخر عدد لهذا الموسم،و الله أعلم …ربماتعليم_الجزائر،و بوسع كل عضو أن يضيف سلسلة اذا أراد طبعا ذلك،و سوف يفرحني هذا كثيرااا^_^
و بارك الله فيكم،و أتمنى لكم كل الاستفادة^^

**سؤال1:
يصنع قلب المولد على هيئة شرائح فولاذية معزولة عن بعضها ومتوازية؟
**جواب1:
يصنع قلب المولد الكهربائي على هيئة شرائح فولاذية معزولة عن بعضها ومتوازية
حتى لا ترتفع درجة حرارة القلب حيث يلغي التيار الكهربائي التأثيري المتولد في إحداهما التيار المتولد في الأخرى
أو جواب اخر: لأن التيار المتولد في إحداهما يلغي التيار المتولد في الأخرى بالأثر المغناطيسي

**سؤال2:
يشير الجلفانومتر إلى مرور تيار عند تحريك مغناطيس داخل ملف متصل بالجلفانومتر؟
**جواب2:
بسبب تغير التدفق المغناطيسي

**سؤال3:
تزداد شدة التيار في دائرة كهربائية عند توصيل المقاومات على التوازي ؟
**جواب3:
لأن المقاومة المكافئة للمقاومات تقل

**سؤال4:
ارتفاع درجة حرارة البطارية الجافة عند الاستمرار في استخدامها لفترة زمنية طويلة؟
**جواب4:
بسبب وجود المقاومة الداخلية للبطارية م0 التي يتحول فيها جزء من طاقة التيار إلى طاقة حرارية

**سؤال5:
عرف: المقاومة النوعية لناقل ؟
**جواب5:
هي مقاومة موصل منتظم المقطع طوله وحدة الأطوال ومساحة مقطعه وحدة المساحات .

**سؤال6:
عدم انحراف جسيم مشحون يتحرك داخل جهاز منتخب السرعات؟
**جواب6:
لأن الجسيم يتعرض لقوتين متساويتين في المقدار ومتعاكستين في الاتجاه .

**سؤال7:
أكمل : تبقى النواة متماسكة إذا كانت المسافة بين بروتونين ≤ 10^- 15 متر ………
لأن قوى التماسك النووية أكبر من قوى التنافر الكهربائية

**سؤال8:
علل : عدم دوران ملف في مجال مغناطيسي منتظم رغم مرور تيار كهربائي في الملف؟؟
**جواب8:
لأن مستوى الملف عموديًا على خطوط المجال المغناطيسي .

**سؤال10:
أكمل :عندما تشع نواة عنصر ما إشعاع جاما فإنها لا تتحول إلى نواة عنصر آخر…….
**جواب10:
لأنها تصدر من نواة مثارة

**سؤال11:
رتب :تصاعديا الأشعة ( α ، β ، γ ) من حيث قدرتها على النفاذ ؟ .
**جواب11:
الترتيب حسب المطلوب:
α ( ألفا ) = قدرتها على النفاذ ضعيفة .
β ( بيتا ) = قدرة نفاذها أكبر بـ ( 100 مرة ) من قدرة نفاذ ألفا .
γ ( جاما) = لها قدرة نفاذ كبيرة جدا

**سؤال12:
من قواعد السلامة استخدام موصلات سميكة لتشغيل الأجهزة التي تحتاج إلى تيار عال.لماذا؟؟
**جواب12:
حتى لا ينصهر السلك ويسبب حريق أو تلف للجهاز .

**سؤال13:
قارن :في قياس الكتلة بين الفيزياء النسبية والفيزياء التقليدية ؟
**جواب13:
في الفيزياء التقليدية قياس الكتلة لا يعتمد على الحركة , أما في الفيزياء النسبية فتزداد الكتلة بزيادة السرعة

**سؤال14:
أكمل : تتولد شرارة ضوئية عند نزع فيش جهاز كهربائي ….
**جواب14:
بسبب تغير التدفق المغناطيسي المحيط بسلك الدائرة الكهربية

**سؤال15:
لماذا يعتبر الاندماج النووي أقل خطرًا من الانشطار النووي؟؟
**جواب15:
لعدم وجود أشعة نووية

**سؤال16:
علل : لماذا تستخدم أسلاك ذات مقطع كبير لتوصيل الأجهزة التي تتطلب تياراً عاليًا ؟؟
**جواب16:
لأن مقاومتها صغيرة وبالتالي لا تسخن

**سؤال17:
ما فائدة القضبان الماصة في التفاعل النووي ؟
**جواب17:
التحكم في التفاعل النووي بإيقاف نموه عن طريق امتصاص النيوترونات الناتجة عن الانشطار النووي .


المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showth…ewpost&t=17432


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

الحركة الدائرية


لدي سؤال:
كرة متواجدة بحالة سكون – حالة A- كما في الصورة، وهو مربوط بحبلين، نقصّ الحبل الأفقي والكرة تبدأ بالإهتزاز حتى تصل B والّتي هي النقطة الأبعد بإهتزازه. ما هي العلاقة بين شدّّ الحبل الّي يحمل (الكرة) في الحالة B, وبين شدّ الحبل في الحالة A قبل أن يقطع الحبل الأفقي .

الجواب هو : cos تربيع ألفا ! لكن كيف نتوصل لهذا الحل ؟

تعليم_الجزائر


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

القوة و الشّغــل

الميكانيك الكلاسيكية هي العلم الذي يهتم بدراسة حركات الأجسام المادية و علاقتها بمسببات هذه الحركات ( القوى ، العزوم أو الطاقات … ) .
فالقوة ** هي واحدة من المفاهيم الجد مهمة في مجال الميكانيك كونها أهم مسبب لحركة الأجسام و ذلك باكسابها تسارعا أو عجلة ( حسب قانون نيوتن ال 2 ) .
و القوة تعريفا .. هي ذلك المؤثر الخارجي الذي إذا أثر على جسم إمــا :
ـ أن يكسبه تسارعا أو عجلة فيتحرك .
ـ أو يغير من شكله الخارجي أو يشوهه دون تحريكه .

و القوة عندما تؤثر على جسم فتحركه ، نقول أنها ـ القوة ـ قد بذلت شغلا أو عملا .. و من المعلوم أن الشغل ما هو إلا تحويل للطاقة المختزنة من شكل لآخر .
فالشغل تعريفا هو .. الأثر التحريكي لقوة مــا ، أي أنه عندما تحرك قوة معينة جسما مـا على مسافة معينة .. نقول أنها قد بذلت شغلا ، و يمكن أن تؤثر قوة على جسم دون أن تحركه ، فهنا القوة لم تقم بشغل .

المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

تجربة كافيندش لقياس ثابت الجذب العام


تجربة كافيندش لقياس ثابت الجذب العام:

بعد أن وضع العالم اسحاق نيوتن قانونه المعروف بقانون نيوتن للجذب العام والذي ينص على أن
“كل جسمين ماديين يتجاذبان بقوة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسيا مع مربع السافة بين مركزيهما “

ووضع الصيغة الرياضية التي تبين هذا القانون

F # mM/r2

حيث :
F: قوة الجذب
# علامة التناسب
M: الكتلة الاولى
m: الكتلة الثانية
r: المسافة بين الجسمين

وجميعنا يعلم ان اي علامة تناسب بامكاننا التخلي عنها وذلك بوضع اشارة المساواة مع ثابت نسميه بثابت التناسب

F = GmM/r2

حيث G : ثابت الجذب العام

وضع نيوتن ثابت التناسب هذا وسماه بثابت الجذب العام (اطلق علليه فيما بعد بثابت نيوتن ) ولكنه لم يهتم كثيرا بحساب هذا الثابت لسببين رئيسيين وهما:
1- انه اعتقد ان ثابت التجاذب بين جسمين ماديين ساكنيين ضعيفة جدا بشكل يجعل منه غير محسوس وصعب القياس
2- ان اي تجاذب في ظل وجود قوة جذب الارض الكبيرة للاجسام سيكون غير عملي.

الا انه في منتصف القرن الثامن عشر الميلادي حاول مجموعه من العلماء قياس وزن الارض بمراقبة قوة الجذب المؤثرة على كتلة اختبار موضوعة بالقرب من أحد الجبال الضخمة , لكن هذا الجهد قد باء بالفشل بسبب نقص المعلومات عن تركيب و كثافة الصخور المكونه لهذا الجبل.

تعتبر تجربة العالم هنري كافندش أول تجربة فيزيائية لقياس ثابت الجذب العام بدقة عن طريق قياس قوة الجذب بين كتلتين في المختبر.

تجربة كافندش

في البداية دعونا نتحدث عن مبدأ عمل الجهاز الذي استخدمه كافندش،، وكولوم من قبله،، وهو نابض اللي، وهو عبارة عن مادة لدنة تستجيب نتيجة الجدل او الفتل..ومن ناحية عملية،،فإن الفتل أكثر يعني، قوة اكبر مؤثرة سببت هذا الفتل…نابض اللي يصنع عادة من سلك او ملف..
نابض اللي بصورة مبسطة هو عبارة عن ملف قابل للفتل نتيجة قوة خارجية تؤثر عليه،،مما يؤدي الى تخزين الطاقة فيه…

الآن ،،تم استخدام نابض اللي في عمل ميزان اللي لأول مرة من قبل العالم الكبير كولوم…
الآن،، ما الذي فعله كولوم؟
ميزان اللي هو جهاز استخدمه شارل اوجستين كولوم عام 1771، وذلك لقياس القوى الضعيفة جدا..استخدم كولوم ميزان اللي لقياس القوة الكهربائية الساكنة المتبادلة بين شحنتين..
ميزان اللذي استخدمه كان مكونا من كرتين معدنيتين مربوطتين بنهايتي قضيب عازل معلق من منتصفه بسلك ليفي رفيع.
لقياس القوة الكهربائية المتبادلة بين الكرتين ، قام بشحن كرة أحد الكرات بشحنة كهربائية،،،ثم قرب منهما كرة ثالثة مشحونة بذات شحنة الكرة الاخيرة،،تتنافر الكرتان بالتالي فيلتف السلك،،او يفتل بزاوية معينة..
لو استطعنا حساب القوة التي سببت فتل السلك بتلك الزاوية،،استطعنا عندها حساب قوة التنافر الكهربائي التي اثرت في الاصل على السلك وفتلته..

تعليم_الجزائر

استخدام ميزان اللي لحساب ثابت كولوم كان اسهل بكثير من استخدامه لحساب ثابت الجاذبية..
دعونا معا،،كانت تجربة كافندش هي اول تجربة في الفيزياء لحساب ثابت الجذب العام الذي تحدث عنه نيوتن ولم يفكر في حسابه …صممت التجربة في الاساس لحساب النسبة المتوسطة بين كثافة الارض والماء..التجربة الاصلية صممت من قبل جون ميشتل، لكنه توفي قبل ان يكمل الجهاز ويبدأ العمل،بعد وفاته في 1793 انتقل الجهاز ومخطط العمل الى فرانسيس ولاستون الذي سلمه الى هنري كافندش وطلب منه ما بدأه العالم ميتشل.
قام كافندش بإعادة بناء الجهاز وتصميمه الا انه ظل محتفظا وقريبا من الخطوط الرئيسية التي رسمها ميتشل،وقام بسلسلة من التجارب الدقيقة على هذا الجهاز عام 1798.. الجهاز كما هو موضح في الصور المرفقة مكون من كرتين وزن كل منهما 156 كغم( لاحظوا مقدار الكتل) مربوطتين كما قلنا بسلك ليفي رفيع،ولتجنب تدخل أي مؤثر خارجي مثل الهواء قام بوضع الجاهز تصميمه في سقيفة منزله المغلقة بعيدا عن كل التيارات الهوائية..

تعليم_الجزائر

الآن لا يوجد شيء يؤثر على الكرتين الثقيلتين الا قوة الجاذبية،،باستخدام منظار دقيق قام بقياس مقدار الفتل في الخيط ( حدد زاوية الفتل او الانحراف)، وبمعرفة كتلة كل من الكرتين،،ومقدار زاوية الفتل، تمكن كافندش من قياس ثابت الجاذبية( طبعا هم يعرفون ان القوة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الكتلتين وعكسيا مع مربع المسافة،،هذا قانون نيوتن)..

وقد استخدمت التجربة ايضا لقياس كتلة الارض لأول مرة في الفيزياء..

لكم منا تحية كلاسيكة كواركية مشتركة

والسلام عليكم جميعا


Merciii تعليم_الجزائرتعليم_الجزائر

التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

قراءة في قانون نيوتن الثالث

السلام عليكم :

الإخوة الكرام : حياكم الله تعالى ..

يكاد يُجمع كل من كتب أو بحث في قانون نيوتن الثالث : ( لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه ) على أن المراد من هذا القانون هو : وقوع فعل من جسم على آخر , ورد الآخر على الأول بإيقاع فعل عليه مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه .

فإذا أثرت الأرض بجاذبيتها على إنسان , رد هذا الإنسان على الأرض بجذبها إليه بمقدار مساوٍ لجاذبية الأرض له – ولكن أثر ذلك لا يظهر لضآلته بالنسبة للأرض – .

وإذا رُمي الحائط بكُرة , رد الحائط على الكرة برميها في الجهة المعاكسة بمقدار ما أثرت فيه .

إنه بالرغم من تبني المؤسسات العلمية والتعليمية لهذا التفسير , نجد تساؤلات حول هذا القانون مازالت تبحث عن إجابات دقيقة .
فمن ذلك على سبيل المثال :

إذا ركلتُ كرة بقوة ما , فكيف ستَرد الكرة عليَّ ؟
هل رد الفعل يحدث مع الفعل في وقت واحد ؟ أم بعد انتهاء زمنه كاملاً ؟
إذا كان لكل فعل رد فعل … فكيف تحصل الحركة أو التحريك أصلاً ؟
هل هذا القانون خاص في التوازن ؟
أم هو يدل على ثبات الأقوى – إن صح التعبير – إن كان الجسمان مختلفين ؟
أم يدل على أن لكل فعلٍ قوةً , وأن هذه القوة لكي تحرك الجسم الآخر , أو تكون مؤثرة فيه عموماً , يجب أن تكون أعظم من رد فعل ذاك الجسم ؟
……………………………

أسئلة كثيرة ما تزال الأجوبة عليها غير دقيقة .

بعد تأمل طويل في مضمون القانون الثالث لنيوتن , ظهر لي أنه لا يدل على تبادل التأثير بين جسمين , وإنما يدل على سبب عودة الجسم إلى الثبات بعد ما لحقه من تغيير .
وأنه لا تكتمل الإحاطة بمفهوم هذا القانون إلا مع النظر في القانونين الأول والثاني .

فنص القانون الأول : (( يبقى الجسم على حالته من السكون أو الحركة المنتظمة في خط مستقيم , ما لم تجبره قوة على تغيير حالته ))
يدل على ثبات الجسم على حالة ما .

ونص القانون الثاني : (( إذا أثرت قوة على جسم ما , فإن هذه القوة تسبب تسارع الجسم في اتجاه القوة , ويتناسب مقدار التسارع تناسباً طردياً مع مقدار القوة , وعكسياًُ مع كمية المادة الموجودة في الجسم ))
يدل على ما يغير ثبات الجسم , و كيف تصير حالته .

وأما نص القانون الثالث : (( لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه ))

فإنه – كما ظهر لي – يدل على عودة الجسم إلى ثباته بعد ما لحقه من تغيير .

فلو افترضنا وجود جسمين في مكان معزول , بينهما حركة مستقيمة منتظمة
فيكونان بالنسبة إلى بعضهما : أحدهما ساكن والآخر يتحرك حركة مستقيمة منتظمة ( القانون الأول )
فإذا أثرت قوة ما على الجسم الساكن – ولنسمِّهِ ( أ ) – فإنها تجعله يتحرك بتسارع منتظم ( القانون الثاني )
وإذا أثرت قوة ما على الجسم المتحرك حركة مستقيمة منتظمة – ولنسمِّهِ ( ب ) – فإنها تجعله أيضاً يتحرك بتسارع منتظم ( القانون الثاني )

فلو رفعنا القوتين المؤثرتين عن كلٍّ من ( أ ) و ( ب ) , فماذا يحصل ؟
هل يبقى حالهما من التسارع على ما هو عليه ؟

الذي يحصل – كما يخبرنا نيوتن – أن ( أ ) يصبح متحركاً حركة مستقيمة منتظمة
وأن ( ب ) ترجع حركته أيضاً إلى مستقيمة منتظمة .

ما هو السبب في ذلك ؟
هنا يأتي القانون الثالث ليقول لنا :
عندما أثرت قوة على ( أ ) لنفرض أنها جعلته يتسارع بمقدار ( 1 كم / سا )
فإنه في الساعة الأولى تكون سرعته ( 1 كم / سا )
وفي الساعة الثانية تصبح ( 2 كم / سا )
وفي الساعة الثالثة تصبح ( 3 كم / سا )
وفي الساعة مئة تصبح ( 100 كم / سا ) …..

فلو رفعنا القوة المؤثرة عن ( أ ) في الساعة العاشرة , فإن سرعته تكون ( 10 كم / سا ) ولن تزداد بعد الآن , كما أنها لن تنخفض عن ذلك أيضاً , لأن الجسم ( أ ) منع استمرار أثر القوة عليه بعد أن ارتفعت عنه , وذلك برد هذا الأثر بما يساويه في المقدار ويعاكسه في الاتجاه ,
وستبقى سرعته ( 10 كم / سا ) إلى الأبد , ما لم تؤثر عليه قوة أخرى , زيادة أو نقصاناً .
ويحدث مثل ذلك تماماً في الجسم ( ب ) .

فالأثر هو زيادة كيلو متراً واحداً في الساعة
ورد الأثر هو إيقاف هذه الزيادة فقط
وسواء أكان هذا الإيقاف يحدث بعد ساعة واحدة , أو بعد مليون أو مليار ساعة … , فإن الأثر هو زيادة ( 1 كم / سا ) فقط .
فليس الأثر هو جعل الجسم يتحرك مليار كيلو متراً في الساعة , لأنه لو كان الأمر كذلك لوجب أن يعود الجسم ( أ ) إلى سكونه بعد رفع القوة المؤثرة عنه
ولأن الجسم يتحرك إلى الأبد حركة مستقيمة منتظمة – مهما بلغت سرعته – من غير قوة ثابتة عليه , كما ينص على ذلك القانون الأول .

ويمكننا أن نقول بناء على ما تقدم :

إن المراد برد الفعل في القانون الثالث لنيوتن هو :
رد الأثر , أو وقف استمرار الأثر على الجسم بعد ارتفاع القوة المؤثرة عنه .
وهو من مدلولات تعريف العطالة الذي يقول : (( يبقى الجسم المعزول عن كل تأثير خارجي ساكناً . وإذا أثرت عليه قوة تحرك . وإذا زالت عنه القوة المؤثرة , تحولت عندها حركته إلى مستقيمة منتظمة . ))

وأما ارتداد الكرة عن الحائط , فهو ليس بردة فعل الحائط , كما هو شائع وذائع , بل هو عدم قدرة الكرة على – تفريغ – كامل ما تحمله من أثر على الحائط , فيكون ارتدادها ليس بسرعة انطلاقها , وإنما ينقص منه ما تركته من أثر على الحائط .

فإذا ترجح ما تقدم , فلا شك أنه ينشأ عنه ما يدفعنا إلى إعادة النظر في بعض المفاهيم , حيث يوصلنا هذا التفسير إلى أن للحركة المستقيمة المنتظمة سرعة ابتدائية .

ولكم تحياتي

المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=6164