تطبيقات فيزيائية على المتجهات |
تمثيل القوة باستخدام المتجهات : |
تمهيد
: |
تؤثر القوى على الأجسام في الطبيعة فتحرك ما هو ساكن منها
أحياناً ، وقد توقف المتحرك أو تغير اتجاه حركته أو سرعته أو
كل هذه الأمور معاً .
|
تتأثر الأجسام عادة بالعديد من القوى ، فمثلاً جسم ساقط
نحو الأرض تؤثر فيه قوة الجاذبية إلى أسفل ، أما قوة
الهواء فتحاول إيقاف تأثير الجاذبية وإبقاء الجسم في مكانه
أو رفعه إلى أعلى . فالجسم في مثالنا يتأثر بقوتين. |
والآن
ما هي القوة الفعلية المؤثرة على الجسم الساقط في مثالنا هذا ؟
لنفرض
أن وزن الجسم 60 نيوتن ، وأن مقاومة الهواء = 0.5 نيوتن .
ما مقدار القوة الفعلية المؤثرة على الجسم ؟ ما اتجاه هذه القوة
؟
محصلة قوتان أو مجموعة قوى (1)
: |
هل أجبت على السؤال الذي طرحناه عليك أعلاه ؟
إن
القوة الفعلية المؤثرة = 60 ـ 0.5 = 59.5 نيوتن . أما اتجاهها فهو إلى
أسفل .
|
يمكننا أن نعبر عن مثالنا بالرسم كما يلي :
لنمثل الجسم بنقطة ، ولنمثل كلاً من القوتين مقداراً
واتجاهاً بسهم إن ذلك الجسم ينزل إلى الأرض وكأنه تحت
تأثير قوة واحدة = 59.5 نيوتن إلى أسفل . نسمي هذه القوة
باسم القوة المحصلة . وحتى يكون عملنا أكثر دقة نختار
مقياس رسم مناسب لنمثل المقدار القياسي للقوة ، أما
اتجاهها فنلتزم به كما هو معطى ، كما نعتبر للسهولة أن
القوة تختزل في نقطة تسمى
نقطة تأثير القوة
. |