السؤال: إذا أثرت القوتان السابقتان في القارب في اتجاهين متعاكسين فما القوة الأفقية المحصلة التي تؤثر فيه تأكد من تحديد اتجاه القوة المحصلة
شرح الإجابة:
عند دراسة القوى المؤثرة على جسم مثل القارب، من الضروري فهم أن القوى ليست مجرد أرقام، بل هي متجهات لها مقدار واتجاه. وعندما تؤثر قوتان في اتجاهين متعاكسين، فإننا لا نجمعهما حسابياً، بل نطرح الأصغر من الأكبر لأنهما تتنازعان في التأثير على الجسم. هذا ما يسمى بالجمع الاتجاهي للقوى، وهو مبدأ أساسي في الفيزياء الحركية.
في هذا السياق، إذا كانت إحدى القوتين تؤثر باتجاه الشرق والأخرى باتجاه الغرب، فإن القوة المحصلة تكون الفرق بينهما، وتُحسب وفق المعادلة الخطية التالية:
Fالمحصلة = Fالأكبر − Fالأصغر
وبما أن الفرق بين القوتين هو 6.0×10¹ نيوتن، فإن هذه هي القوة الصافية التي تؤثر على القارب.
لكن لا يكفي معرفة مقدار القوة فقط، بل يجب تحديد اتجاهها بدقة. وهنا يأتي دور التحليل الاتجاهي، إذ أن القوة المحصلة تتجه دائماً نحو القوة ذات الشدة الأعلى. فإذا كانت القوة الكبرى تؤثر باتجاه الشرق، فإن القارب سيتحرك نحو الشرق، والعكس صحيح. هذا التحديد الدقيق للاتجاه هو ما يميز الفهم العميق للقوى المتعاكسة.
ولكي نضمن دقة الحسابات، نمر بعدة خطوات متسلسلة:
إقرأ أيضا:من الخصائص المشتركة بين كواكب المجموعة الشمسية أنها تدور حول نفسها. صواب خطأ1. قياس مقدار كل قوة بدقة باستخدام أدوات القياس المناسبة.
2. التأكد من أن القوتين تؤثران في اتجاهين متعاكسين تماماً.
3. تطبيق عملية الطرح للحصول على القوة المحصلة.
4. تحديد اتجاه القوة المحصلة بناءً على القوة الأكبر.
ومن زاوية أخرى، يمكن ربط هذه القوة المحصلة بقانون نيوتن الثاني للحركة، الذي ينص على أن القوة الصافية المؤثرة على جسم ما تساوي حاصل ضرب كتلته في تسارعه:
Fالصافية = m × a
وهذا يعني أن القوة المحصلة التي حسبناها ستؤدي إلى تسارع القارب في اتجاه القوة الكبرى، بشرط معرفة كتلة القارب وثباتها خلال التأثير.
إقرأ أيضا:اعمال ما قبل يوم الترويةهذا المثال لا يوضح فقط كيفية التعامل مع القوى المتعاكسة، بل يعزز أيضاً فهم الطالب للعلاقة بين القوة والتسارع، ويعمّق إدراكه لكيفية تأثير القوى في الحركة الخطية للأجسام. فكلما زادت دقة التحليل، زادت القدرة على التنبؤ بسلوك الجسم تحت تأثير القوى المختلفة، مما يفتح المجال لفهم أوسع في مجالات الديناميكا والميكانيكا التطبيقية.