Force and Motion in Two Dimensions - كتاب الفيزياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 القوة والحركة في بعدين - الاتزان

المفاهيم الأساسية

الاتزان: حالة الجسم عندما تكون محصلة القوى المؤثرة فيه صفراً، مما يعني أنه ساكن أو يتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم.

القوة الموازنة: القوة التي تساوي في المقدار القوة المحصلة لعدد من القوى، ولكنها تعاكسها في الاتجاه، مما يجعل الجسم متزناً.

خريطة المفاهيم

```markmap

القوة والحركة في بعدين

شرط الاتزان

محصلة القوى = صفر

الجسم ساكن أو يتحرك بسرعة ثابتة

تحليل القوى

قوى غير متعامدة

قوة الاحتكاك والقوة العمودية

إيجاد القوة الموازنة

إيجاد محصلة القوتين المؤثرتين

القوة الموازنة = - (القوة المحصلة)

تشكيل مثلث متجهات مغلق

```

نقاط مهمة

• يمكن أن يكون الجسم متزناً حتى لو كان عدد القوى المؤثرة فيه أكثر من قوتين، بشرط أن تكون محصلتها صفراً.
• إذا شكلت ثلاثة متجهات للقوى مثلثاً مغلقاً (رأساً لذيل)، فإن محصلتها تساوي صفراً ويكون الجسم متزناً.
• خطوات إيجاد القوة الموازنة (المتزنة) عامة وتُستخدم لأي عدد من المتجهات.

Force and Motion in Two Dimensions

درست حالات عديدة تتضمن قوى في بعدين، منها الحالة الآتية: عندما يحدث احتكاك بين سطحين لا بد أن تأخذ بالاعتبار كلاً من قوة الاحتكاك الموازية للسطح والقوة العمودية عليه. وفيما سبق درست الحركة في مستوى أفقي، وفيها يأتي ستستخدم مهاراتك في جمع المتجهات لتحليل حالات وأمثلة تتضمن قوى غير متعامدة تؤثر في جسم ما.

تحدد القوة التي تسبب الاتزان عندما تؤثر ثلاث قوى في جسم ما. تحلل حركة جسم على سطح مائل أو خشن.

القوة الموازنة.

الاتزان

درست في الفصل الرابع أن الجسم يتزن عندما تكون محصلة القوى المؤثرة فيه صفراً، وطبقاً لقانون نيوتن الثاني، لا يتسارع الجسم عندما لا توجد قوة محصلة تؤثر فيه، لذا فإن اتزانه يعني أنه ساكن أو يتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم. ولقد حللت سابقاً أوضاعاً تتضمن قوى تؤثر في جسم ما. إلا أنه من المهم أن تدرك أن الاتزان قد يحدث حتى لو تعدت القوى التي تؤثر في الجسم صفراً، فإذا كانت القوة المحصلة تساوي صفراً كان الجسم متزناً.

ما مقدار القوة المحصلة المؤثرة في الجسم؟ نلاحظ أن القوى الثلاث المؤثرة في الجسم، A، B، C، تمثل متجهات. لاحظ أن المتجهات الثلاثة تشكل مثلثاً مغلقاً، لذا فإن القوة المحصلة تساوي صفراً، لكي يكون الجسم متزناً.

ما، وأن محصلتها لا تساوي صفراً، فكيف يمكن إيجاد قوة ثالثة، بحيث إذا جمعت هذه القوة مع القوتين السابقتين تصبح المحصلة صفراً، ويكون عندها الجسم متزناً؟

لكي تجد هذه القوة عليك أن تجد أولاً محصلة القوتين اللتين تؤثران في الجسم. وتسمى القوة التي لها نفس تأثير القوتين مجتمعتين القوة المحصلة. والقوة الثالثة المطلوبة تساويها في المقدار، ولكنها تعاكسها في الاتجاه. وتسمى هذه القوة المتزنة، وهي خطوات إيجاد هذه القوة عامة تستعمل أياً كان عدد المتجهات.

www.ien.edu.sa

الشكل 5-11 يترن جسم عندما تكون مجموع القوى المؤثرة فيه صفراً.

الشكل 5-11a

الشكل 5-11b

الشكل 5-12 للقوة الموازنة مقدار القوة المحصلة نفسها، ولكنها تعاكسها في الاتجاه.

--- SECTION: Force and Motion in Two Dimensions --- Force and Motion in Two Dimensions درست حالات عديدة تتضمن قوى في بعدين، منها الحالة الآتية: عندما يحدث احتكاك بين سطحين لا بد أن تأخذ بالاعتبار كلاً من قوة الاحتكاك الموازية للسطح والقوة العمودية عليه. وفيما سبق درست الحركة في مستوى أفقي، وفيها يأتي ستستخدم مهاراتك في جمع المتجهات لتحليل حالات وأمثلة تتضمن قوى غير متعامدة تؤثر في جسم ما. --- SECTION: الأهداف --- تحدد القوة التي تسبب الاتزان عندما تؤثر ثلاث قوى في جسم ما. تحلل حركة جسم على سطح مائل أو خشن. --- SECTION: المفردات --- القوة الموازنة. --- SECTION: الاتزان --- الاتزان درست في الفصل الرابع أن الجسم يتزن عندما تكون محصلة القوى المؤثرة فيه صفراً، وطبقاً لقانون نيوتن الثاني، لا يتسارع الجسم عندما لا توجد قوة محصلة تؤثر فيه، لذا فإن اتزانه يعني أنه ساكن أو يتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم. ولقد حللت سابقاً أوضاعاً تتضمن قوى تؤثر في جسم ما. إلا أنه من المهم أن تدرك أن الاتزان قد يحدث حتى لو تعدت القوى التي تؤثر في الجسم صفراً، فإذا كانت القوة المحصلة تساوي صفراً كان الجسم متزناً. ما مقدار القوة المحصلة المؤثرة في الجسم؟ نلاحظ أن القوى الثلاث المؤثرة في الجسم، A، B، C، تمثل متجهات. لاحظ أن المتجهات الثلاثة تشكل مثلثاً مغلقاً، لذا فإن القوة المحصلة تساوي صفراً، لكي يكون الجسم متزناً. ما، وأن محصلتها لا تساوي صفراً، فكيف يمكن إيجاد قوة ثالثة، بحيث إذا جمعت هذه القوة مع القوتين السابقتين تصبح المحصلة صفراً، ويكون عندها الجسم متزناً؟ لكي تجد هذه القوة عليك أن تجد أولاً محصلة القوتين اللتين تؤثران في الجسم. وتسمى القوة التي لها نفس تأثير القوتين مجتمعتين القوة المحصلة. والقوة الثالثة المطلوبة تساويها في المقدار، ولكنها تعاكسها في الاتجاه. وتسمى هذه القوة المتزنة، وهي خطوات إيجاد هذه القوة عامة تستعمل أياً كان عدد المتجهات. --- SECTION: رابط الدرس الرقمي --- www.ien.edu.sa --- SECTION: الشكل 5-11 --- الشكل 5-11 يترن جسم عندما تكون مجموع القوى المؤثرة فيه صفراً. --- SECTION: الشكل 5-11a --- الشكل 5-11a --- SECTION: الشكل 5-11b --- الشكل 5-11b --- SECTION: الشكل 5-12 --- الشكل 5-12 للقوة الموازنة مقدار القوة المحصلة نفسها، ولكنها تعاكسها في الاتجاه. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 5-11a Description: A diagram showing three vectors A, B, and C originating from a common point, representing forces acting on an object. Vector A points upwards and slightly to the left. Vector B points downwards and to the right. Vector C points horizontally to the left. The vectors appear to form a closed triangle when arranged head-to-tail, suggesting their resultant is zero. Context: Illustrates three forces acting on an object in equilibrium, where the vector sum of the forces is zero, forming a closed triangle. **DIAGRAM**: الشكل 5-11 Description: A diagram illustrating the concept of equilibrium where the sum of forces acting on an object is zero. It shows three vectors A, B, and C originating from a single point. The text indicates that when these three vectors form a closed triangle, the net force is zero, and the object is in equilibrium. Context: Explains that an object is in equilibrium when the vector sum of all forces acting on it is zero, visually represented by vectors forming a closed triangle. **DIAGRAM**: الشكل 5-11b Description: A diagram showing a vector triangle formed by forces A, B, and C. Force A and Force B are shown originating from a common point. Force C is depicted as the resultant force needed to achieve equilibrium, shown as a dashed line closing the triangle. The diagram implies that if A and B are two forces, C is the equilibrant force. Context: Illustrates how to find a third force (equilibrant) that balances two other forces (A and B) by forming a closed vector triangle. **DIAGRAM**: الشكل 5-12 Description: A diagram illustrating the concept of the equilibrant force. It shows two vectors, A and B, originating from a common point. A dashed line labeled 'R' connects the head of vector B to the head of vector A, forming a triangle. This 'R' represents the resultant force. The text indicates that the equilibrant force has the same magnitude as the resultant force but acts in the opposite direction. Context: Explains the equilibrant force as a force that balances the resultant force, having equal magnitude but opposite direction, crucial for achieving equilibrium. **DIAGRAM**: القوة الموازنة Description: A diagram showing three vectors originating from a common point. Two vectors are labeled A and B. A third vector, also labeled B, originates from the head of the first vector B. A dashed line connects the origin of A to the head of the second B, forming a triangle. This diagram illustrates the concept of the equilibrant force (R) which balances the resultant of other forces. Context: Demonstrates the graphical method of finding the equilibrant force by constructing a vector diagram.