يسلم صالح صندوقا كتلته 13kg إلى شخص كتلته 61kg يقف على منصة ما القوة العمودية التي تؤثر بها المنصة في هذا الشخص

السؤال: يسلم صالح صندوقا كتلته 13kg إلى شخص كتلته 61kg يقف على منصة ما القوة العمودية التي تؤثر بها المنصة في هذا الشخص

الإجابة: 7.3×10² N

شرح الإجابة:

عند تحليل هذا الموقف الفيزيائي، نبدأ أولاً بتحديد الكتل المعنية: كتلة الشخص الذي يقف على المنصة تساوي 61kg، وكتلة الصندوق الذي سُلّم إليه تساوي 13kg. هاتان الكتلتان تشكلان معاً الكتلة الكلية التي تؤثر على المنصة، والتي يجب أن تتحملها دون أن يحدث أي تغير في الحركة العمودية.

ننتقل بعد ذلك إلى استخدام ثابت فيزيائي أساسي وهو تسارع الجاذبية الأرضية، والذي يُقدّر بـ 9.8m/s². هذا الثابت يُستخدم لحساب الوزن، أو القوة الناتجة عن الجاذبية، لكل جسم على حدة. إذن:

– وزن الشخص = 61 × 9.8 = 597.8 نيوتن

– وزن الصندوق = 13 × 9.8 = 127.4 نيوتن

وبما أن كلا الجسمين ساكنان على المنصة، فإننا نطبق قانون نيوتن الثاني في حالة الاتزان، حيث يكون مجموع القوى المؤثرة صفرًا لأن التسارع يساوي صفر. هذا يعني أن القوة العمودية التي تؤثر بها المنصة يجب أن تعادل تمامًا مجموع القوى الناتجة عن وزني الشخص والصندوق.

بالتالي، نحسب القوة العمودية كالتالي:

القوة العمودية N = 597.8 + 127.4 = 725.2 نيوتن

إقرأ أيضا:حل لغز ما هو الشيء الذي إذا أسرعت يصعب عليك التقاطه أكثر من 6 حروف

وعند تقريب الناتج إلى رقمين معنويين وفقًا للمعايير العلمية، نحصل على:

N ≈ 7.3×10² نيوتن

هذا الناتج لا يمثل مجرد رقم، بل يعكس توازنًا دقيقًا بين القوى المؤثرة في النظام. فالقوة العمودية ليست قوة إضافية، بل هي استجابة مباشرة من السطح للحفاظ على الاتزان الميكانيكي. إنها القوة التي تمنع الشخص والصندوق من اختراق المنصة، وتُظهر كيف أن قوانين الفيزياء تعمل بتناغم للحفاظ على الثبات والاستقرار.

إقرأ أيضا:أوجد الفرق بين القوتين اللتين يؤثر بهما القمر في الماء الموجود على سطح الأرض القريب منه، والبعيد عنه، كما يبين الشكل 23 – 7 وذلك بدلالة الكتلة m

من خلال هذا المثال، يتجلى بوضوح كيف أن المفاهيم المجردة مثل الوزن والقوة العمودية تتحول إلى أدوات عملية لفهم العالم من حولنا. كما يُبرز أهمية الدقة في الحسابات الفيزيائية، وربطها بالقوانين الأساسية مثل قانون نيوتن الثاني، لفهم الظواهر اليومية بطريقة علمية ومنطقية.