التا ثیر البینیة المیكانیكیة

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "التا ثیر البینیة المیكانیكیة"

Ἄρτεμις Λούλης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 التا ثیر البینیة المیكانیكیة I التجاذب الكوني 1 1 مبدأ التا ثیرات البینیة نص المبدأ : عندما يتم تا ثير بيني سواء بالتماس أو عن بعد بين جسمين و فا ن القوة F / التي يطبقها الجسم على الجسم والقوة F / التي يطبقها الجسم على الجسم لهما : نفس خط التا ثير نفس الشدة F / = F / منحيان متعاكسان F /F / F / F / تا ثير ميكانيكي عن بعد F / + F / = 0 تا ثير ميكانيكي بالتماس 1 2 قوى التجاذب الكوني في سنة 1666 م تمكن العالم نيوتن من تفسير ملاحظته : سقوط تفاحة نحو سطح الا رض حيث افترض وجود قوة تجاذب بين ألا رض والتفاحة وعمم هذه النتيجة على جميع الا جسام المادية ) تتميز بكتلة ( مما ممكنه من تفسير الظواهر الفلكية كحركة الكواكب حول الشمس وألا قمار حول الكواكب يسمى هذا التا ثير بالبيني التجاذبي نص قانون التجاذب الكوني تتجاذب الا جسام بسبب كتلها فيطبق بعضها على البعض قوى تا ثير تجاذبي 1/8

2 m F / F / الصیاغة الرياضیة لقانون نیوتن نعتبر جسمان نقطيان و كتلتاهما على التوالي mو m وتفصل بينهما مسافة d = يحدث بين هاذين الجسمين تا ثير بيني تجاذبي قوتاه F / و F / لهما المميزات التالية : نفس خط التا ثير منحياهما متعاكسان لهما نفس الشدة ونعبر عنها بالعلاقة التالية : m F / = F / = G m m d 2 G تسمى ثابتة التجاذب الكوني وقيمتها في النظام العالمي للوحدات هي : G = Nm 2 kg 2 m F / F / التا ثیر البیني لجسمین غیر نقطیین يخضع جسمان و لهما تماثل كروي للكتلة إلى تا ثير بيني تجاذبي حيث تكون لقوتي هذا التجاذب نفس الشدة F بحيث : F = G m m d 2 m m و m كتلتا الجسمين و d المسافة بين مركزيهما m F / F / التا ثیر البیني لجسم ذي تماثل كروي وجسم نقطي جسم نقطي كتلته m ويوجد على ارتفاع h من سطح كوكب الا رض ذي الكتلة Mيخضع T لقوة تجاذب كوني شدتها : F = G m M T (R + h) 2 m R شعاع كوكب الا رض 1 3 وزن الجسم Poids d'un corps وزن الجسم هو القوة المقرونة بتا ثير الا رض على الجسم ونرمز له بالمتجهة P = m g مميزاته هي : خط التاتير هو الخط الشاقولي أو الرأسي المار من مركز ثقل الجسم شدته هي Pبحيثm = mg كتلة الجسم وg شدة الثقالة وتسمى g متجهة مجال الثقالة العلاقة بین شدة الثقالة g والارتفاع h نعتبر جسما كتلته m يوجد على ارتفاع h من سطح الا رض ذي الكتلة M T والشعاع R وجود الجسم في 2/8

3 مجال الثقالة للا رض فهو يخضع لوزنه P = mg وكذلك حسب قانون التجاذب الكوني فهو يخضع لقوة التا ثير F = G mm T وبا همال دوران الا رض حل قطبيها يمكن أن نكتب : البني الجاذبي (R + h) 2 F = P G mm T (R + h) 2 = mg g = GM T (R + h) 2 (1) h شدة الثقالة تتعلق بالارتفاع g على سطح الا رض تكون = 0 h في هذه الحالة نرمز لشدة الثقالة ب g 0 وتعبيرها g 0 = GM T R 2 (2) GM T = g 0 R 2 ( R g = g 0 R + h ) 2 ونستنتج من العلاقة (2) : في العلاقة (1) : ملحوظة نظرا لكون أن الا رض ليست كروية الشكل فا ن g 0 تتغير حسب خط العرض 9, 796N/kg : في الرباط g 0 في باريس : 810N/kg g 0 = 9, يمكن تعريف وزن الجسم على سطح كوكب آخر حيث تتعلقg بالثقالة التي يحدثها هذا الكوكب على سطح القمر g 0 = 1, 7N/kg على سطح المريخ g 0 = 3, 7N/kg II أمثلة للتا ثیرات المیكانیكیة 2 1 تذكیر بمفھوم القوة عند تا ثير جسم على آخر يسمى هذا التا ثير بالتا ثير الميكانيكي مثال : عند وضع كتاب على طاولة فا ن الطاولة تو ثر على الكتاب حتى لا بسقط نحو الا رض أي أن مفعول هذا التا ثير هو جعل الكتاب في حالة سكون نقرن كل تا ثير ميكانيكي بمقدار متجهي نسميه متجهة القوة مميزات القوة : نقطة التا ثير الاتجاه المنحى الشدة نمثل القوة بمتجهة لها مميزات متجهة القوة ويتعلق طولها بالسلم المختار وحدة القوة في النظام العالمي للوحدات هي النيوتن N 2 2 تصنیف القوى 3/8

4 النشاط 1 نعتبر التا ثيرات البينية الميكانيكية التالية : تا ثير الطاولة على الكتاب تا ثير الهواء على الشراع عند غرز مسمار في لوحة خشبية بواسطة مطرقة تا ثير المسمار على اللوحة تا ثير المغناطيس على الحديد عند قذف كرة من طرف لاعب وتصطدم بالعارضة تا ثير رجل اللاعب على الكرة وتا ثير العارضة على الكرة تا ثير الا رض على الا جسام المادية 1 صنف القوى المقرونة بالتا ثيرات الميكانيكية السابقة إلى قوى التماس وقوى عن بعد 2 حدد بالنسبة لكل حالة المكان الذي يتم فيه التماس بين الجسمين ماذا تستنج يمكن تصنيف القوى إلى قوى التماس وقوى عن بعد حسب وجود أو عدم وجود تماس بين جسمين القوى عن بعد وزن الجسم : نرمز له بالمتجهة P مميزاتها : نقطة التا ثير مركز ثقل الجسم الاتجاه : الخط الرأسي المنحى : نحو مركز الا رض أو من الا على نحو الا سفل الشدة : mg P = بحيث أن m كتلة الجسم و g شدة الثقالة تمرين تطبیقي : نضع جسما كتلته m = 250g على طاولة أفقية مثل باستعمال سلم مناسب وزن الجسم P نعطي شدة مجال الثقالة : 10N/kg g = ألجواب : لدينا : P = mg = 0, = 2, 5N نختار كسلم ملاءم : 1N 1cm أي أن طول المتجهة : 5cm,2 G P قوى التماس تعريف : القوى التي تطبقها الا جسام المتماسة فيما بينها تسمى بقوى التماس ويمكن أن يكون هذا التماس موزعا أو مموضعا قوى التماس الموزعة عندما يتم التماس بين جسمين على مساحة نسمي القوى المطبقة على المساحة بكاملها بقوى التماس الموزعة نرمز لها بالمتجهة R مميزات قوة التماس الموزعة : 4/8

5 كيفية تمثيل قوى التماس الموزعة : نقطة تا ثيرها : قوى موزعة على مساحة فاصطلح على أن تمثل بالمتجهة R أصلها ينتمي إلى مركز مساحة التماس بين الجسمين R تمثيل القوة R المطبقة من طرف السطح النشاط 2 نا خذ لوحتين من الخشب الا ولى سطحها أملس والثانية سطحها خشن نميلها بنفس الزاوية α بالنسبة للمستوى الا فقي نضع جسم من الخشب مرة فوق السطح الا ملس ومرة فوق السطح الخشن 1 أجرد القوى المطبقة على الجسم في كل تجربة وصنفها 2 أين يتم التماس بين الجسم واللوحة الخشبية 3 مثل كيفيا القوى المطبقة على الجسم في كل حالة 4 هل تتوازن القوتان المطبقتان على الجسم في كل حالة G حالة سطح خشن G حالة سطح أملس α α الاتجاه : يتعلق بطبيعة التماس : في حالة وجود احتكاكات بين الجسمين يكون اتجاه القوة ماي ل بالنسبة للخط المنظمي على السطح التماس بين الجسمين منحى الحركة R في غياب الاحتكاكات يكون اتجاه القوة عمودي على سطح التماس * قوى التماس المموضعة localisés forces de contact عندما تكون مساحة التماس بين جسمين عبارة عن نقطة فالقوة المطبقة من طرف أحد الجسمين على 5/8

6 الا خر هي قوة تماس مموضعة ونمثل نقطة التماس بين الجسمين نقطة تا ثير القوة أمثلة لبعض قوى التماس المموضعة : النشاط 3 نعلق جسما () صلبا بخيط وجسما آخر () بنابض 1 عبر عن هذه التجربة بتبيانة بسيطة 2 أجرد القوى المطبقة على الجسمين في كلتا الحالتين 3 صنف هذه القوى إلى قوى بالتماس وقوى عن بعد 4 أين يتم التماس بين الجسم () والخيط تم بين الجسم () والنابض 5 نسمي القوة المطبقة من طرف الخيط على الجسم () بتوتر الخيط وكذلك بالنسبة للقوة المطبقة من طرف النابض على الجسم () بتوتر النابض T * توتر الخیط نسمي توتر الخيط القوة التي يو تر بها الخيط على جسم آخر ) ويكون الخيط في هذه الحالة متوترا ( ونرمز لها غالبا T مميزات القوة : نقطة التا تير : نقطة التماس بين الخيط والجسم الاتجاه : المستقيم الذي يجسده الخيط المنحى : نحو حامل الخيط الشدة : يرمز لها ب T ملحوضة : في حالة التماس المموضع نقطيا فا ن نقطة التا ثير والاتجاه يحددان خط التا ثير خيط جسم T P * توتر النابض هو القوة المطبقة من طرف نابض مطال أو مكبس على جسم صلب مثبت في أحد طرفيه ويرمز إليها في الغالب ب T مميزات متجهة القوة نقطة التا تير : نقطة التماس بين النابض والجسم الاتجاه : المستقيم الذي يجسده النابض المنحى : نحو حامل النابض الشدة : يرمز لها ب T القوى الداخلیة والقوى الخارجیة forces intérieures et forces extérieures تحديد المجموعة المدروسة يمكن من تصنيف القوى إلى قوى داخلية وقوى خارجية القوى الخارجية هي القوى المطبقة على المجموعة المدروسة من طرف أجسام لا تنتمي إليها القوى الداخلية هي القوى المطبقة من طرف أجسام تنتمي إلى المجموعة المدروسة القوة الصاغطة Force pressante * القوة الصاغطة 6/8

7 مثال : نملا نفاخة بكمية من الهواء ونحكم سد فوهتها ما سبب انتفاخ النفاخة سبب انتفاخ النفاخة هو وجود قوة تضغط على السطح الداخلي للنفاخة أعط نوع القوة المطبقة من طرف الهواء المكبقة على الجوانب الداخلية للنفاخة قوة تماس موزعة تسمى بالقوة الضاغطة مثال 2 تملا إناء بالماء ونجعل به ثقوبا يندفع من الماء ما نوع القوة المطبقة على على الجانب الداخلي للا ناء وحدد اتجاه هذه القوة قوة تماس موزعة مطبقة على كل الجوانب الداخلية للا ناء في تماس مع الماء إذن فهي قوة ضاغطة واتجاهها عمودي على سطح التماس بين الماء ولا ناء خلاصة : تو ثر المواي ع ) السواي ل والغازات ( على كل الا جسام التي توجد في تماس معها نسمي القوة المقرونة بهذا التا ثير الميكانيكي بالقوة الضاغطة ممیزات القوى الضاغطة : مثلا القوة الضاغطة المطبقة من طرف الجانب ab للا ناء: نقطة التا ثير : وسط مساحة التماس بين الماء والجانب ab الاتجاه : الخط العمودي على الجانب ab المنحى: منحى اندفاع الماء شدة القوة الضاغطة : لحساب الشدة لابد من تعريف الضغط a F ماء b *مفھوم الضغط نعرف الضغط P في النقطة M على الجزء المحيط بهذه النقطة الذي مساحته بالعلاقة التالية : P = F (N) وحدتها النيوتن M شدة القوة الضاغطة في النقطة F وحدتها المتر مربع m 2 M مساحة الجزء المحيط بالنقطة Pa الضغط وحدته في النظام العالمي للوحدات هي الباسكال P *الضغط الھواي ي يسلط الهواء على كل الا جسام الموجودة على سطح الا رض قوة موزعة ضاغطة 7/8

8 يسمى الضغط في كل نقطة من الجو : بالضغط الجوي pression atmosphérique وحدات أخرى لقياس الضغط : البار : bar 1bar = 10 5 P a السنتميتر من الزي بق Hg de cm الا طموسفير atm 1cmHg = P a 1atm = P a يقاس الصغط بواسطة جهاز يسمى بالمضغاط * ملحوظة : معرفة الضغط في التا ثيرات البينية التي تتم بين المواي ع والا جسام الصلبة تمكن من معرفة شدة القوة الضاغطة التي يو ثر بها الجسم الماي ع تمرين تطبیقي : يطبق غاز على جزء من جوانب إناء مساحته 10m 2 قوة ضاغطة شدتها 5N F =,0 1 احسب قيمة الضغط المطبق من طرف الغاز 2 قارن هذه القيمة بقيمة الضغط الجوي 3 أذكر كيف تصبح قيمة الضغط عندما تتضاعف المساحة باعتبار أن شدة القوة تبقى ثابتة 8/8

Σχετικά έγγραφα

تمارين توازن جسم خاضع لقوتين الحل

تمارين توازن جسم خاضع لقوتين التمرين الأول : نربط كرية حديدية B كتلتها m = 0, 2 kg بالطرف السفلي لخيط بينما طرفه العلوي مثبت بحامل ( أنظر الشكل جانبه(. 1- ما نوع التأثير الميكانيكية بين المغنطيس والكرية