تدافع المتزلجين على الجليد ومستشعرات القوة الرقمية المتزامنة
القوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه
متغيرات التأثير المتبادل
قوة الفعل F_(A→B) على الجسم B:
+60.0 N
قوة رد الفعل F_(B→A) على الجسم A:
-60.0 N
تسارع الجسم A (الأخف m=40kg):
-1.50 m/s²
تسارع الجسم B (الأثقل m=80kg):
+0.75 m/s²
نص قانون نيوتن الثالث وقاعدتاه:
1. التساوي والتعاكس: $\vec{F}_{A \to B} = -\vec{F}_{B \to A}$ (تنشأ القوتان معاً وتزولان معاً).
2. لماذا لا تحدث القوتان اتزاناً؟ لأنهما تؤثران في جسمين مختلفين وليس في جسم واحد.
3. الجسم الأخف يكتسب تسارعاً أكبر لأن $a = F/m$.
1. التساوي والتعاكس: $\vec{F}_{A \to B} = -\vec{F}_{B \to A}$ (تنشأ القوتان معاً وتزولان معاً).
2. لماذا لا تحدث القوتان اتزاناً؟ لأنهما تؤثران في جسمين مختلفين وليس في جسم واحد.
3. الجسم الأخف يكتسب تسارعاً أكبر لأن $a = F/m$.
تجربة الميزانين الزنبركيين المتصلين معاً على التوالي (مقياس نيوتن)
F1 = F2 في جميع الحالات
قوى الشد بين الميزانين
قراءة الميزان الأول (Scale 1):
40.0 N
قراءة الميزان الثاني (Scale 2):
40.0 N
الفرق بين القراءتين (|F1 - F2|):
0.0 N (تطابق تام)
استنتاج تجربة الميزانين من كتاب فيزياء 1:
• عند سحب أحد الميزانين بقوة $F$، فإن الميزان الثاني يؤثر على الأول بنفس القوة $F$ في الاتجاه المعاكس.
• يقرأ الميزانان نفس المقدار دائماً، وهو ما يثبت تجريبياً أن قوة الشد تنتقل بالتساوي على امتداد الحبل أو الزنبرك.
• عند سحب أحد الميزانين بقوة $F$، فإن الميزان الثاني يؤثر على الأول بنفس القوة $F$ في الاتجاه المعاكس.
• يقرأ الميزانان نفس المقدار دائماً، وهو ما يثبت تجريبياً أن قوة الشد تنتقل بالتساوي على امتداد الحبل أو الزنبرك.
معمل قوة الشد في الحبل (F_T) وحالات التسارع الرأسي وحد انقطاع الحبل
الاتزان: F_T = mg
حساب وتحكم قوة الشد F_T
قوة وزن الثقل (F_g = mg):
98.0 N
قوة التسارع المحصلة (m · a):
0.0 N
قوة الشد في الحبل (F_T = m(g + a)):
98.0 N
حالة الحبل:
سليم وضمن حد الأمان
قوانين قوة الشد في الحبل (Tension Force):
• الحبل مهمل الكتلة ينقل القوة نفسها عند جميع نقاطه.
• في حالة السكون أو السرعة الثابتة: $F_T = F_g = m \cdot g$.
• عند التسارع لأعلى ($+a$): $F_T = m(g + a)$ (يزداد الشد).
• عند التسارع لأسفل ($-a$): $F_T = m(g - a)$ (يقل الشد).
• عند انقطاع الحبل أو السقوط الحر ($a = -g$): $F_T = 0$.
• الحبل مهمل الكتلة ينقل القوة نفسها عند جميع نقاطه.
• في حالة السكون أو السرعة الثابتة: $F_T = F_g = m \cdot g$.
• عند التسارع لأعلى ($+a$): $F_T = m(g + a)$ (يزداد الشد).
• عند التسارع لأسفل ($-a$): $F_T = m(g - a)$ (يقل الشد).
• عند انقطاع الحبل أو السقوط الحر ($a = -g$): $F_T = 0$.