ساعدت والدك لتحركا خزانة كتب كتلتها 41kg في غرفة المعيشة فإذا دفعت الخزانة بقوة 65N وتسارعت بمقدار 0.12 m/s فما معامل الاحتكاك الحركي بين الخزانة والسجادة

السؤال: ساعدت والدك لتحركا خزانة كتب كتلتها 41kg في غرفة المعيشة فإذا دفعت الخزانة بقوة 65N وتسارعت بمقدار 0.12 m/s فما معامل الاحتكاك الحركي بين الخزانة والسجادة

الإجابة: 0.15

شرح الإجابة:

عند التعامل مع الأجسام المتحركة على سطح أفقي، فإن أول خطوة علمية هي تطبيق قانون نيوتن الثاني للحركة، الذي ينص على أن القوة الصافية المؤثرة على الجسم تساوي حاصل ضرب كتلته في تسارعه. هذا القانون يشكل الأساس لفهم العلاقة بين القوة المؤثرة والحركة الناتجة عنها. في هذا السياق، لدينا قوة دفع مقدارها 65 نيوتن، وكتلة الخزانة 41 كيلوجرام، وتسارعها 0.12 متر لكل ثانية مربعة.

نبدأ بحساب القوة الناتجة عن الحركة باستخدام العلاقة:

القوة الناتجة = الكتلة × التسارع

41 × 0.12 = 4.92 نيوتن

ثم نطرح هذه القوة من القوة الكلية المؤثرة (قوة الدفع) لنحصل على مقدار قوة الاحتكاك الحركي التي تعيق الحركة:

65 – 4.92 = 60.08 نيوتن

بعد ذلك، ننتقل لحساب القوة العمودية، وهي القوة التي يضغط بها الجسم على السطح الذي يتحرك عليه، وتساوي وزن الجسم. يتم حسابها باستخدام العلاقة:

القوة العمودية = الكتلة × تسارع الجاذبية الأرضية

41 × 9.8 = 401.8 نيوتن

الآن نستخدم العلاقة الأساسية لحساب معامل الاحتكاك الحركي، وهو النسبة بين قوة الاحتكاك والقوة العمودية:

إقرأ أيضا:ما العلاقة بين مساحات المربعات الثلاثة في كل مثلث

معامل الاحتكاك الحركي = قوة الاحتكاك ÷ القوة العمودية

60.08 ÷ 401.8 ≈ 0.15

إقرأ أيضا:أوصى النبي صلى الله عليه وآله الإمام علي عليه السلام عند احتضاره بأمر فما هو

هذا الرقم يعكس مدى مقاومة السجادة لحركة الخزانة فوقها. فكلما زاد معامل الاحتكاك، زادت الصعوبة في تحريك الجسم. في هذه الحالة، القيمة 0.15 تشير إلى وجود مقاومة معتدلة، تسمح بالحركة ولكن تتطلب جهداً محسوساً. هذه النتيجة تتماشى مع خصائص السجاد المنزلي الذي يوفر احتكاكاً كافياً لمنع الانزلاق، دون أن يكون عائقاً كاملاً للحركة.