فسر لماذا يكون الشد ثابتا في كل نقاط حبل مهمل الكتله
فيزياء فيز 71 القوة واحلركة 510 م اعداد: أ/نبيل ابراهيم امللك مدرسة املحرق الثانوية للبنني اسم الطالب:... الرقم األكادميي:... رقم التسلسل:...
2 فيز 71 بسم اهلل الرمحن الرحيم احلمد هلل رب العاملني والصالة والسالم على سيدنا حممد وعلى آله وصحبه أمجعني, أما بعد, حبمد اهلل وعونه فقد مت اعداد هذه املفكرة من سلسلة املفكرات التي قمت باعدادها بداية بفيزياء, 1 لطلبة املستوى األول باملرحلة الثانوية وصوال اىل فيزياء 5 لطالب املستوى الثالث. وانني اذ أقدم هذا العمل املتواضع خدمة ألعزائي الطالب وأخواني املدرسني يف مملكتنا احلبيبة, متمنيا حتقيق االستفادة واملوفقية للجميع بأذنه تعاىل. ومما ال شك فيه أن تقع بعض األخطاء واهلفوات أثناء الكتابة و حتضري بعض الرسومات أو الشروحات, وأكون ممتنا لكل من تفضل من الزمالء املدرسني والطلبة األعزاء مبوافاتي بالنصيحة, واملشورة, أو ما يرتأونه مناسبا للتعديل أو التغيري, أو التصويب من خالل االتصال أو مراسلتي عرب الربيد االلكرتوني. واهلل املوفق. أ.نبيل ابراهيم الملك مدرس أول علوم ( فيزياء ) مدرسة المحرق الثانوية ت: بريد الكتروني
3 فيز 71 الفصل األول : القوى يف بعدين 1-1 :املتجهات مقدمة الكميات املتجهة: كميات يلزم لتعيينها معرفة مقداراها واتجاهها. أمثلة على الكميات املتجهة: القوة- الوزن االزاحة- السرعة المتجهة. متثيل املتجهات : يمثل المتجه بواسطة سهم حيث يشير طول السهم الى مقداره فيما تشير الزاوية الى اتجاهه. اجتاه املتجه ميكن التعبري عنه بطريقتني: أ- الطريقة األوىل : الزاوية التي يصنعها المتجه مع محورX مقاسة في عكس اتجاه عقارب الساعة. ب- الطريقة الثانية : االتجاهات الرئيسية والفرعية ( الشرق- الغرب الشمال الجنوب شمال الشرق شمال الغرب-...( Y مثال 0: حدد فيما يلي اجتاه املتجهات يف الشكل التايل: C D E B A F Y X المتجه A B C D E F الطريقة األولى يصنع زاوية 01 مع محور X الموجب يصنع زاوية 01 مع محور X الموجب يصنع زاوية 01 مع محور X الموجب يصنع زاوية 081 مع محور X الموجب يصنع زاوية 50 مع محور X الموجب يصنع زاوية 00 مع محور X الموجب الطريقة الثانية يميل بزاوية 01 شمال الشرق الشمال يميل بزاوية 01 غرب الشمال الغرب يميل بزاوية 0 غرب الجنوب الجنوب الشرقي X مثال 5 : مثل بيانيا الكميات املتجهة التالية: قوة مقدارها 60N في اتجاه الشمال. 0- قوة مقدارها 80N في اتجاه 5 درجة شمال الغرب. 7- حمصلة املتجهات يف أبعاد متعددة حمصلة القوى: هي القوة التي لها نفس تأثير القوى مجتمعة. يمكن ايجاد محصلة المتجهات ( جمع المتجهات ) في أبعاد مختلفة بطريقة الرسم أو الطريقة الحسابية أو بالطريقة الجبرية )تحليل المتجهات(. أوال : طريقة الرسم 1- نختار مقياس رسم مناسب. 7- نضع ذيل المتجه األول على رأس المتجه اآلخر مع مراعاة عدم تغيير األطوال واالتجاهات لجميع المتجهات. 3- نرسم المتجه المحصل والذي يتجه من ذيل المتجه األول لرأس المتجه اآلخير. 4- نحدد طوله ( بالمسطرة( للحصول على المقدار وفقا لمقياس الرسم ثم نحدد الزاوية )بالمنقلة( للحصول على االتجاه. مالحظة مهمة: عند تحريك المتجه أو نقله فان ذلك ال يغير شبئا ألن طول المتجه واتجاههه هما فقط ما يميز المتجه. 3
4 فيز 71 ثانيا: الطريقة احلسابية الرقم احلالة مقدار احملصلة اجتاه احملصلة الرسم A R B R=A+B متجهني يف نفس االجتاه في اتجاه أي من المتجهين 0 R A B R=A-B متجهني يف اجتاهني متعاكسني في اتجاه المتجه األكبر 5 R θ A B y tan 1 ( ) x R A B نظرية فيثاغورث: مجموع مربعي مقداري المتجهين يساوي مربع مقدار المحصلة. متجهني متعامدين ( بينهما زاوية قائمة( 0 b A R θ a B R sin A sin a B sinb R A B AB cos متجهني بينهما زاوية معينة قانون جيب التمام: مربع مقدار المتجه المحصل يساوي مجموع مربعي مقداري المتجهين مطروحا منه ضعفي حاصل ضرب مقداري المتجهين مضروبا في جيب تمام الزاوية بينهما. قانون الجيب: مقدار المحصلة مقسوما على جيب الزاوية التي بين المتجهين يساوي مقدار أي من المتجهين مقسوما على جيب الزاوية التي تقابله. 4 ثالثا: الطريقة اجلربية ( حتليل املتجهات(. حتليل املتجه: عملية تجزئة المتجه الى مركبتين أحدهما يوازي المحورX واآلخر يوازي المحور Y. A x Acos A Asin y الحظ: مقدار المتجه األصلي يكون دائما أكبر من مقدار أي من مركبتيه. اجتاه املتجه: الزاوية التي يصنعها المتجه مع محورX مقاسة في عكس اتجاه عقارب الساعة. الحظ: تعتمد اشارة مركبة المتجه على الربع الذي تقع فيه أي أنها تعتمد على الزاوية التي يصنعها المتجه مع محور X الموجب. وذلك كما يلي: 4
5 فيز 71 A x Acos A Asin y R R y x A A R x y B B x y R x R y خطوات اجياد احملصلة بالطريقة اجلربية نختار النظام االحداثي. 1- نحلل جميع المتجهات الى مركباتها األفقية والرأسية. 7- C C x y R tan 1 ( R نوجد المحصلة األفقية للمتجهات. نوجد المحصلة الرأسية للمتجهات. نوجد مقدار المحصلة باستخدام نظرية فيثاغورث. y x نوجد اتجاه المحصلة من خالل العالقة: )
6 فيز 71 تدريبات متنوعة على اجياد احملصلة تدريب 0 : احسب حمصلة املتجهات ( مقدارا واجتاها( بالطريقة البيانية )الرسم( لكل مما يلي:. 00 A=800 Km B=600 Km B=800 N 60 A=1000 N تدريب 7 : احسب مقدار واجتاه القوة احملصلة بالشكل التايل: أ- بيانيا ( طريقة الرسم( F =011N F1=100N F3 =811N مقدار احملصلة: اجتاه احملصلة: ب- الطريقة اجلربية ( حتليل املتجهات(. 6
7 فيز 71 تدريب 3 : مشى أمحد مسافة 7 m ناحية الشرق ثم مشى 15 m فى اجتاه 3 درجة شرق الشمال ثم مشى 1m فى اجتاه 6 درجة مشال الغرب احسب إزاحة أمحد مقدارا واجتاها. أوال : الطريقة اجلربية) حتليل املتجهات ) ثانيا: الطريقة البيانية مقدار احملصلة: اجتاه احملصلة: تدريب 4 : قطعت سيارة 15Km حنو الغرب ثم 65 Km حنو اجلنوب. ما حمصلة ازاحتيها. تدريب 5 : حترك خالد من منزله حنو الشمال قاطعا 8 Km ثم انعطف شرقا حىت أصبحت ازاحته من املنزل 10Km فما مقدار ازاحته شرقا 7
8 فيز 71 تدريب 6 : ميشي أمحد مسافة 0.4 km بزاوية 6 غرب الشمال ثم ميشي 0.5kmغربا. ما ازاحة أمحد تدريب : سار شخصKm 4.5 فى اجتاه ما ثم انعطف بزاوية 45 درجة حنو اليمني وسار مسافة 6Km.مامقدار إزاحته A+B+C )0 تدريب 8 : أنظر للمتجهات A,B,C على الشكل اجملاور وارسم على نفس الشكل كال من : C-B ) A -C )4 B -A )0 A-B )5 A+B )0 A B C تدريب 9 : يرفع أخوان صندوق كتلته 3. Kg بواسطة حبال. كما هو كوضح بالشكل. احسب حمصلة القوى املؤثرة يف الصندوق. 0 N 17 N
9 فيز 71 تدريب 1 : تطري طائرة بسرعة 3m/s بزاوية 35 مشال الشرق بدأت تهب عليها رياح سرعتها 50m/s بزاوية 15 غرب الشمال بني بالرسم مقدار واجتاه حمصلة سرعة الطائرة. ( مالحظة: استخدم مقياس الرسم 1cm لكل ) 50m/s مقدار احملصلة =... اجتاه احملصلة:... تدريب 00: يبني الشكل اجملاور ثالثة قوى A و B و C على ورق رسم بياني استعمل طريقة حتليل املتجهات حلساب: 0- مركبة حمصلة القوى على احملور X 5- مركبة حمصلة القوى على احملور Y 0- مقدار احملصلة. 4- اجتاه احملصلة. تدريب 17 : يسحب ميزان بثالثة حبال كما هو موضح بالشكل. ما مقدار القوة احملصلة التي يقرؤها امليزان 9
10 فيز 71 تدريب 13 : تقع مدرستك على بعد 10Km يف اجتاه يصنع 3 مشال الغرب من منزلك ولكن الطريق الوحيد املتاح للوصول للمدرسة هو أن تسري 3Km يف اجتاه الشمال. فما املسافة التي جيب أن تقطعها بعد ذلك للوصول للمدرسة ويف أي اجتاه تسري تدريب 14: اخرت االجابة الصحيحة: 1- اذا أثرت يف جسم قوتان متساويتان يف املقدار مقدار كل منهما F والزاوية بينهما 60 فان مقدار حمصلتهما على اجلسم تساوي: أ- /F ب- F ج- 1.4F د- F 7- املتجه الذي يقع ذيله عند نقطة األصل لنظام من احملاور يف بعدين وكلتا مركبتيه األفقية والرأسية سالبتان يقع يف الربع: أ-األول ب- الثاني ج- الثالث د- الرابع اتزان القوى و القوة املوازنة االتزان: هي حالة يكون فيها محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوي صفرا. ويكون الجسم متزنا في الحاالت التالية: 5- الجسم المتحرك بسرعة منتظمة. - 0 الجسم الساكن مالحظة مهمة: عندما يكون الجسم متزنا تحت تأثير عدة قوى فان تلك القوى تمثل شكال مغلقا عند نقل المتجهات. القوة املوازنة: القوة التي تجعل الجسم متزنا وتكون مساوية في المقدار لمحصلة القوى ومعاكسة لها في االتجاه. 10
11 فيز 71 طريقة حساب القوة املوازنة: 1- نوجد محصلة القوى التي تؤثر في الجسم. 7- تكون القوة الموازنة مساوية لمحصلة القوى في المقدار وتعاكسها في االتجاه واليجاد اتجاه القوة الموازنة نضيف 18 درجة التجاه القوة المحصلة. تدريبات متنوعة على االتزان والقوة املوازنة فى اجتاه 3 درجة مشال الغرب. تدريب 1 : يتزن جسم حتت تأثري ثالث قوى األوىل 80 N فى اجتاه الشمال الشرقى والثانية N احسب القوة الثالثة واجتاهها. F1=3N, F=30N, F3=1N تدريب 7 : احسب القوة املوازنة للقوى الثالث املبينة يف الشكل اجملاور. اذا علمت أن : تدريب 3 : الشكل اجملاور ميثل ثالثة حبال ربطت يف حلقة بزوايا متساوية وأخذت تسحب احللقة بالقوىF1 وتساوي 50N F وتساوي أيضا 50N. ما مقدار القوة الثالثة F3 والتي جتعل احللقة يف وضع اتزان. 11
12 فيز 71 تدريب 4 : خيضع جسم لتأثري ثالث قوى,F1,F F3 كما هو موضح بالشكل. هل اجلسم يف حالة اتزان أم ال F1=0N F =17.N 01 F3 =10N تدريب 5 : يوضح الشكل اجملاور جسما كتلته 5kg يف حالة اتزان. احسب مقدار الشد يف احلبلني.A,B 03 تدريب 6 : علقت لوحة حائط من موضعني خمتلفني.كما بالشكل اجملاور. وضح أي من احلالتني تكون فيها قوة الشد يف احلبال أكرب 1
13 فيز :االحتكاك واحلركة قوة االحتكاك: هي قوة ممانعة للحركة تحدث عندما يحتك سطحين أحدهما باآلخر ويكون اتجاهها دائما معاكسا التجاه الحركة. أمثلة على قوة االحتكاك: قوة االحتكاك الناتجة عن حركة كتاب على سطح طاولة. 1- قوة االحتكاك الناتجة عن دفع أريكة على أرضية الغرفة. 7- أسباب االحتكاك يحدث االحتكاك بسبب تداخل النتوءات البارزة من السطحين عند تالمسهما فتتشكل بينهما روابط مؤقتة تؤدي إلعاقة الحركة. s s N جتربة لدراسة قوة االحتكاك بني سطحني في الشكل الموضح جسما مربوط بواسطة خيط به ميزان نابضي ( لقياس القوة المؤثرة(. ويالحظ ما يلي: عندما تكون القوة المؤثرة صفرا فان قوة االحتكاك السكوني تساوي صفرا. بزيادة القوة المؤثرة تزداد قوة االحتكاك تدريجيا حتى تصل الى أعلى قيمة عندما يكون الجسم على وشك الحركة وتسمى " قوة االحتكاك السكوني القصوى" وتساوي F F عندما يبدأ الجسم بالحركة تقل قوة االحتكاك لتصبح ثابتة تقريبا وتساوي F F k k N االستنتاج: قوة االحتكاك السكوني هي استجابة لقوة أخرى تحاول أن تجعل الجسم الساكن يبدأ حركته وتكون صفرا عندما تنعدم القوة المؤثرة. قوة االحتكاك السكوني القصوى تكون دائما أكبر من قوة االحتكاك الحركي ألن معامل االحتكاك الساكن).) k االحتكاك الحركي ( أنواع قوى االحتكاك: ) أكبر من معامل s -1-7 s s N وجه املقارنة املفهوم املقدار قوة االحتكاك احلركي القوة التي يؤثر بها أحد السطحين في اآلخر عندما يحتك السطحان ببعضهما وبسبب حركة أحديهما أو كليهما. Fk k FN قوة االحتكاك الحركي تساوي حاصل ضرب معامل اإلحتكاك الحركى قوة االحتكاك السكوني القوة التي يؤثر بها أحد السطحين في اآلخر عندما ال توجد حركة بينهما. F F k فى القوة العمودية قوة االحتكاك السكوني أقل من أو تساوى حاصل ضرب معامل اإلحتكاك السكونى s فى القوة العمودية F N F N 13 ما العوامل التي تعتمد عليها قوة االحتكاك 1- نوع المادتين المتالمستين ( أي معامل االحتكاك بين المادتين )µ ((. 7- القوة العمودية بين الجسمين )FN( حيث تزداد قوة االحتكاك بزيادة القوة العمودية. مالحظة مهمة: ال تعتمد قوة االحتكاك على مساحة سطحي الجسمين المتالمسين أو سرعة حركتيهما.
فسر لماذا يكون الشد ثابتا في كل نقاط حبل مهمل الكتله
