السؤال: قوتان أفقيتان إحداهما 225N والأخرى 165N تؤثران في قارب في الاتجاه نفسه أوجد القوة الأفقية المحصلة التي تؤثر في القارب مقدارا واتجاها
شرح الإجابة:
عند دراسة تأثير القوى على جسم يتحرك في بعد واحد، كقارب يتأثر بقوتين أفقيتين في الاتجاه ذاته، فإننا نلجأ إلى مبدأ التراكب الخطي للقوى. هذا المبدأ ينص على أن القوى التي تعمل في نفس الاتجاه يمكن جمعها جبرياً دون الحاجة إلى تحليلها إلى مركبات أو استخدام قوانين الزوايا، لأن اتجاهها موحد ولا يتطلب معالجة متجهية معقدة.
نبدأ بتحديد القيم المعطاة: القوة الأولى تساوي 225 نيوتن، والثانية 165 نيوتن. كلاهما يعمل في الاتجاه الأفقي ذاته، مما يسمح بدمجهما مباشرة. وعليه، تكون المعادلة الحسابية:
225 + 165 = 390
وهنا تظهر أهمية استخدام الوحدة الدولية “نيوتن” التي ترتبط مباشرة بالقانون الثاني لنيوتن: القوة = الكتلة × التسارع. هذه الوحدة تضمن الاتساق العلمي في الحسابات وتُستخدم عالمياً في تحليل القوى المؤثرة على الأجسام.
من الناحية الفيزيائية، القوة المحصلة لا تغير اتجاه الحركة بل تعززها، لأنها ناتجة عن اتحاد قوتين في نفس المسار. هذا يعني أن القارب سيتحرك بقوة أكبر في نفس الاتجاه الذي كانت تتحرك فيه القوتان الأصليتان، مما يؤدي إلى زيادة في تسارعه إذا كانت مقاومة الماء ثابتة أو مهملة.
إقرأ أيضا:أذكر لقبين للسيدة فاطمة الزهراء عليها السلامولتوضيح خطوات الحل بشكل منطقي ومنظم، يمكن تلخيصها كما يلي:
1. تحديد القوتين المؤثرتين: 225 N و165 N.
2. التأكد من أن الاتجاه موحد، مما يسمح بالجمع الجبري.
3. إجراء عملية الجمع: 225 + 165 = 390.
4. توثيق الناتج بوحدة نيوتن وتحديد الاتجاه النهائي.
إقرأ أيضا:حل المعادلة س – ٥ = -١١ وتحقق من صحة الحل؟هذا النوع من المسائل يُعد مدخلاً أساسياً لفهم ديناميكا الحركة في الفيزياء، ويُستخدم لاحقاً في تحليل القوى في الأنظمة الميكانيكية الأكثر تعقيداً، مثل المركبات أو الأجسام المتحركة في السوائل. كما أن فهم اتجاه القوة المحصلة يُساعد في التنبؤ بسلوك الجسم المتأثر، سواء من حيث السرعة أو التسارع أو حتى الطاقة الحركية الناتجة.