يدفع عامر صندوقا ممتلئا بالكتب إلى سيارته فإذا كان وزن الصندوق والكتب معا 134N ومعامل الاحتكاك السكوني بين البلاط والصندوق 0.55 فما مقدار القوة التي يجب أن يدفع بها عامر حتى يبدأ الصندوق في الحركة

السؤال: يدفع عامر صندوقا ممتلئا بالكتب إلى سيارته فإذا كان وزن الصندوق والكتب معا 134N ومعامل الاحتكاك السكوني بين البلاط والصندوق 0.55 فما مقدار القوة التي يجب أن يدفع بها عامر حتى يبدأ الصندوق في الحركة

الإجابة: 74N

شرح الإجابة:

عند تحليل هذا الموقف الفيزيائي، نبدأ بتحديد نوع القوة التي تعيق حركة الصندوق، وهي قوة الاحتكاك السكوني. هذه القوة تنشأ نتيجة التفاعل بين سطح البلاط وقاعدة الصندوق، وتمنع الجسم من التحرك حتى يتم تجاوزها بقوة خارجية كافية. ولحساب هذه القوة، نحتاج أولاً إلى معرفة القوة العمودية، وهي القوة الناتجة عن وزن الجسم وتؤثر بشكل عمودي على السطح الذي يستند إليه.

بما أن وزن الصندوق والكتب معاً يساوي 134 نيوتن، فإن القوة العمودية تساوي هذا المقدار تماماً، لأن السطح أفقي ولا توجد زوايا ميل تؤثر على توزيع القوة. بعد ذلك، نستخدم قانون الاحتكاك السكوني الذي ينص على أن:

القوة المطلوبة لبدء الحركة = معامل الاحتكاك السكوني × القوة العمودية

وبتطبيق القيم المعطاة:

F = 0.55 × 134 = 73.7 نيوتن

وبالتقريب العددي، نحصل على:

F ≈ 74 نيوتن

هذا يعني أن عامر يحتاج إلى دفع الصندوق بقوة لا تقل عن 74 نيوتن كي يتغلب على مقاومة الاحتكاك السكوني ويبدأ في تحريكه. من المهم أن نلاحظ أن هذه القوة تمثل الحد الأدنى المطلوب، أي أن أي قوة أقل من هذا المقدار لن تكون كافية لتحريك الصندوق، بينما أي زيادة بسيطة فوق هذا الحد ستؤدي إلى كسر حالة السكون.

إقرأ أيضا:التفكير نشاط عقلي يميز الإنسان صواب أم خطأ؟

عند تجاوز هذا الحد، يتحول نوع الاحتكاك من سكوني إلى حركي، وهو أقل مقاومة بطبيعته. هذا التحول يفسر لماذا تبدأ الأجسام بالحركة بسهولة أكبر بعد التغلب على العائق الأول. ومن هنا، فإن فهم الفرق بين الاحتكاك السكوني والحركي يساعد الطالب على إدراك كيف تتغير القوى المؤثرة أثناء انتقال الجسم من حالة الثبات إلى الحركة.

إقرأ أيضا:اكتب بصيغة الميل والمقطع : ص + ٤ = -٧(س – ٣)

في سياق أوسع، هذا المثال يوضح كيف تُستخدم القوانين الفيزيائية في الحياة اليومية، مثل نقل الأثاث أو دفع الأجسام الثقيلة، ويعزز قدرة الطالب على ربط المفاهيم النظرية بالتطبيقات الواقعية، مما يرسّخ الفهم العميق ويحفّز التفكير العلمي المنظم.