رياضيات تطبيقية · الديناميكا · الوحدة 5
قوانين نيوتن للحركة وحركة الأجسام على المستويات
شرح منظم من كتاب الوزارة — استاتيكا وديناميكا
📖 الدرس 1
⏱ ~45 دقيقة
📚 كتاب الوزارة
بعد هذا الدرس ستكون قادرًا على:
- ✓يطبق قوانين نيوتن وحركة الأجسام المتصلة
💡 الفكرة المحورية
أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعريفها الاستاتيكي لا يسمح بتعيين كتل الأجسام، ولكن فقط بمقارنة الكتل فيما بينها عن طريق مقاومة أوزانها، كما يمكن إعطاء تعريف ديناميك…
❓ كيف نطبّق «قوانين نيوتن للحركة وحركة الأجسام على ال» في مواقف حياتية ومسائل الامتحان؟
- مسألة تطبيقية — اقرأ السؤال مرتين — حدد «أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعري» · مثال: قوانين نيوتن للحركة وحركة الأجسام على المستوي
- اختيار من متعدد — راجع «وزن الجسم هو قوة جذب الأرض للجسم، ف» · مثال: قوانين نيوتن للحركة وحركة الأجسام على ال
❌
الحفظ دون فهم «أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعريفها ا»
✅ اربط «أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعري» بمثال من كتاب الوزارة
❌
خطأ في الإشارات أو الوحدات
✅ راجع خطوات «قوانين نيوتن للحركة وحركة الأج» على السبورة
يعود الفضل في اكتشاف قانون الجذب العام إلى العالم الإنجليزي إسحق نيوتن (١٦٤٢ - ١٧٢٧) الذي يعد أحد رموز الثورة العلمية في مجال علم الميكانيكا الحديث، ثم جاء العالم الألماني يوهان كيلر (١٥٧١ - ١٦٢٠) ومن قبله فوضع بعض القواعد الرياضية التي تحكم حركة الكواكب حول الشمس، بناء على ارصاد العلماء المسلمين التي ترجمت واجريت خلال القرون السابقة وقد أسس العالم الإيطالي جاليليو جاليلي (١٥٦٤م - ١٦٤٢م) علم الحركة، حيث أجرى الكثير من التجارب على الأجسام الساقطة أو المفذوفة، كذلك الأجسام المنحركة أفقيًا، وقد اكتشف من خلال تجاربه الكثير من الخصائص المهمة لحركتها، ويرجع له الفضل في اكتشاف أن الأجسام التي تتحرك على سطوح أفقية بدون مقاومة تستمر في حركتها بسرعة منتظمة، ويُعتقد أن جاليليو كان قد توصل من خلال تجاربه إلى القانون الأول والثاني من قوانين الحركة لنيوتن. ولقد جمع إسحق نيوتن مجمل أبحاثه في كتابه "أرتميبا" أي المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية، وبعد هذا الكتاب من أهم الكتب العلمية التي ظهرت في العصر الحديث، وفيه صاغ نيوتن قوانينه الثلاثة. ولقد أوضح قانون الجذب العام لنيوتن مفهوم أن القوة يمكن أن تحدث تأثيرًا عن بُعد، فالأجسام تجذب بعضها البعض، حتى وإن لم تكن منلامسة، فعلى سبيل المثال تجذب الأرض الأجسام بقوة تسمى " قوة الوزن". أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعريفها الاستاتيكي لا يسمح بتعيين كتل الأجسام، ولكن فقط بمقارنة الكتل فيما بينها عن طريق مقاومة أوزانها، كما يمكن إعطاء تعريف ديناميكي للكتلة عن طريق دراسة حركة الأجسام وتناول هذه الوحدة دراسة الكتلة المتغيرة، وقوانين نيوتن للحركة، مع تطبيقات على هذه القوانين تناول الحركة على المستوى الأملس والخشن، ودراسة حركة البكرات البسيطة والمصاعد.
بعد دراسة هذه الوحدة وتنفيد الأنشطة فيها يتوقع من الطالب أن:
١
يتعرف العلاقة بين القوة والعجلة:
٢
جسم موضوع داخل مصعد متحرك بعجلة منتظمة (حركة الأجسام المتصلة بخيوط أو سلاسل).
٣
إذا كانت القوة في دالة في الزمن، أي أن a = a و b = b.
٤
حركة البكرات البسيطة.
٥
حركة مجموعة مكونة من جسمين يتدليان رأسيًا من طرف خيط يمر على بكرة ملساء.
٦
يتعرف مفهوم الدفع.
٧
يستنتج العلاقة بين الدفع والتغير في كمية الحركة.
٨
يطبق قوانين نيوتن للحركة في مواقف حياتية مثل:
٩
إذا كانت القوة في دالة في الزمن، أي أن a = a و b = b.
١٠
ي = a{b و a = b{b.
١١
ي = b{a و b = a{b.
| المصطلحات الأساسية | المعاملات | المواضيع |
|---|
| كمية الحركة | رد الفعل | اكتشاف البورون |
| معادلة الحركة | صفحة البورون | |
| الوزن | مرادفات البورون | |
| القانون الثالث لبيوتن | مججم البورون | |
| الضغط | مججم البورون | |
📌 (٢ - ١): حركة أجسام متغيرة الكل أو العجلة.
📌 (٢ - ٢): حركة الأجسام المتصلة
⚡
وحركة الأجسام ذات الكتلة المتغيرة
📐
Applications on Newton's Laws
نعلم من القانون الأول لنيوتن أن محصلة القوى المؤثرة على جسم متحرك بسرعة منتظمة تنعدم، أما إذا كانت محصلة القوى المؤثرة على الجسم لا تساوى صفرًا، فإن الجسم سيتحرك بعجلة. ☑ هل توجد علاقة بين مقدار القوة المحصلة المؤثرة على الجسم ومقدار عجلة الحركة؟ ☑ هل يمكنك استنتاج هذه العلاقة؟
معدل التغير في كمية الحركة يتناسب مع القوة المحدثة له، ويحدث في اتجاه القوة أي أنه إذا كانت كتلة الجسم ك متغيرة فإن معادلة حركة الجسم تأخذ الصورة حيث كل من ك، ع، و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و ع. و
١
القانون الثاني لنيوتن:
٢
وحدات القوة:
٣
الوزن والكتلة.
١
القانون الثاني لنيوتن:
٢
Newton's second law
٣
معادلة الحركة
٤
Equation of motion:
٥
القوة
٦
الكتلة
٧
الوزن
تطبيقات على قوانين نيوتن ٢ - ١ # Units of Force and Units of Mass عند استنتاج معادلة الحركة لجسم متحرك اخترنا وحدات محددة لكل من القوة والكتلة والعجلة، حتى يكون ثابت التناسب مساويًا للواحد الصحيح، وتصبح معادلة الحركة على الصورة ك ج = م. فذلك عند استخدام معادلة الحركة، فإننا نستخدم الوحدات المطلقة للقوة مثل النيوتن، الداين
١
ث كجم = ٩,٨ نيوتن
٢
ث جم = ٩٨٠ داين
| ك ج = م |
|---|
| ١ كجم × ١ م / ث⁻¹ = ١ نيوتن |
| ١ جم × ١ سم / ث⁻¹ = ١ داين |
Weight and Mass وزن الجسم هو قوة جذب الأرض للجسم، فإذا كان لدينا جسم كتلته ١ كجم، فإن وزنه طبقًا لمعادلة الحركة يساوي ١ ث كجم ك ج = م = ١ ١ ٩,٨ = م = ٩,٨ نيوتن = ١ ث كجم
معادلة
$$\vec{B} = n \vec{\theta} + \frac{1}{2} \left( (1 + \mu) \right) \vec{\theta}$$
B = ن , B_2 = B = 1{2 B
B = ب + 1{2 = ت , B = ب - 2 تطبيقات على قوانين نيوتن للحركة
(2) يتحرك جسم في خط مستقيم تحت تأثير ثلاث قوى قyn = 2 مثاث + 2 ضد و ضد = - مثاث + 2 ضد - 10 ضد، و ضد بحيث كان متجه إزاحته قك يُعطى كدالة في الزمن بالعلاقة قك = 2 ن - مثاث و ن، عيّن قيمة كل من ن.
معادلة
$$\therefore \text{قك} = 2 n - \text{ضد} + \text{ضد} \quad$$
ضد = 2 ن - ضد{2 ن قك = - ضد + ضد = 2 ضد{2 ن
الجسم يتحرك بسرعة ثابتة
معادلة
$$\therefore \text{قك} + \text{قك} + \text{قك} = - \frac{1}{2} \quad$$
معادلة
$$\therefore \text{قك} = - \text{قك} - \text{قك}$$
معادلة
$$\text{قك} = (-6 \cdot 10 - 2) + (13 \cdot 12 - 1) \quad \text{قك} = -2 \text{مثاث} - 2 \text{ضد} + 12 \text{ضد}$$
معادلة
$$= 96 + 13 + 122 = 12 \text{وحدة قوة.}$$
ح = ح - 1 ج ن ح = ح - 1 (2ن - 3) و ن = ح - 1 (2ن - 3) و = ح - 20 (18 - 9) (18 - 9) و كجم، p{c^2 (٣٠ - ٣٢) ح = 22 حيث ح متجه وحدة في اتجاه حركة الجسم.
🔹
أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعريفها ا
أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعريفها الاستاتيكي لا يسمح بتعيين كتل الأجسام، ولكن ف…
🔸
وزن الجسم هو قوة جذب الأرض للجسم، ف
مقارنة من كتاب الوزارة
💡 ملخص سريع
- 🔹 أما بشأن الكتلة فنلاحظ أن تعريفها الاستاتيكي لا يسمح…
- 🧬 وزن الجسم هو قوة جذب الأرض للجسم، فإذا كان لدينا جسم…
- 🧪 جسم موضوع داخل مصعد متحرك بعجلة منتظمة (حركة الأجسام…
- 📐 إذا كانت القوة في دالة في الزمن، أي أن و .