القوة الدافعة التي تؤثر على الكرة متساوية. نرحب بكم أيها الطلاب الأعزاء في موقعك الذي يضم نخبة من الأساتذة والمعلمين لجميع المستويات الأكاديمية.
حيث نعمل معًا كوحدة واحدة ونبذل قصارى جهدنا لنضع بين يديك حلولًا نموذجية لجميع الأسئلة التي تواجهك لمساعدتك على التفوق والنجاح.
محتويات
مفهوم الدفع في الأجسام المتحركة
يختلف مفهوم الدفع وفقًا للظاهرة الفيزيائية التي نتعامل معها ونريد شرحها، حيث وجد العلماء أن مقدار حركة أي جسم (مقدار الحركة عبارة عن كمية مادية متجهة تساوي ناتج سرعة الكائن مضروبًا في كتلته) عن طريق تغيير كتلة هذا الجسم، أو بتغيير سرعته أو من خلال تغيير كتلته. كلا من السرعة والكتلة، ووجدوا أيضًا أنه يمكننا تغيير مقدار الحركة من خلال التأثير على الجسم بقوة جسدية تؤدي إلى تغيير سرعته أو عن طريق تغيير الفترة الزمنية التي تؤثر فيها القوة على هذا الجسم، حيث وجد العلماء أن مقدار حركة الجسم يتناسب طرديا مع التغيير في الوقت والقوة. واتفق العلماء على تسمية ناتج القوة المؤثرة على الجسم، أو مجموع القوى المؤثرة عليه بالدفع، إذا كان هناك أكثر من قوة في الفترة الزمنية التي تؤثر فيها هذه القوى على الجسم.
الدفع هو أحد الكميات الفيزيائية المشتقة والمتجهية، والتي تُقاس بوحدة نيوتن لكل متر، ووجد العلماء أن مقدار واتجاه الدفع للأجسام المتصادمة في النظام المغلق والمعزول (الكتلة الثابتة والطاقة الثابتة ) متساوية بين الأجسام، ومختلفة في الاتجاه، اعتمادًا على قانون نيوتن الثالث، الذي ينص على أن لكل فعل رد فعل متساوٍ في الحجم ومعاكسًا في الاتجاه، وبما أن الأجسام المتصادمة تؤثر على بعضها البعض بنفس القدر من القوة خلال نفس الوقت الفترة، يكون الدفع الناتج عن هذه الأجسام متساويًا في المقدار ولكنه مختلف في الاتجاه، وقد ربط العلماء الدفع بكمية الحركة وأنه من خلال قانون نيوتن الثاني (القوة تساوي الكتلة مضروبة في تسارع الجسم)، نحصل على قانون الدفع التالي
الدفع = القوة * الوقت = التغيير في الزخم = الكتلة * (سرعة الجسم بعد الاصطدام مباشرة – سرعة الجسم قبل الاصطدام مباشرة.
مفهوم الدفع في السوائل الساكنة والمتحركة
العالم أرخميدس ومن قبله العالم العربي أبو الفتح عبد الرحمن المنصور، المعروف باسم الخازن، وجد كلاهما أنه عند غمر جسم معين كليًا أو جزئيًا في سائل يتعرض هذا الجسم. لدفع كمية مساوية لوزن السائل المزاح، ووجدوا أنه عند وضع الأشياء في سوائل أو غازات معينة، فإنها تفقد جزءًا من وزنها الحقيقي، ويسمى هذا الوزن بالوزن الظاهري، بحيث تكون العملية رفع الأجسام المغمورة كليًا أو جزئيًا داخل هذه السوائل أسهل من خارجه، نظرًا لفقدان جزء من وزنها، وقد تم التعبير عن دفع هذه السوائل في صيغتين رياضيتين، وهما
- الجسم المغمور بالكامل لديه قوة دفع سائلة أو غازية تساوي وزنه في هذا السائل، أي
الزخم (السائل) = وزن الجسم في الهواء – وزن الجسم في السائل = وزن السائل المزاح = حجم الجسم المزاح أو السائل مضروبًا في كثافة السائل والتسارع الناتج عن الجاذبية.
الدفع (الغاز) = وزن الهواء المزاح = حجم الجسم أو حجم الغاز داخل الجسم مضروبًا في كثافة الغاز خارج الجسم والتسارع بسبب الجاذبية.
- جسم مغمور جزئيًا قوة الدفع أو الطفو = وزن الجسم في الهواء = وزن السائل المزاح.
حجم الجسم مضروبًا في كثافة هذا الجسم = حجم الجزء المغمور في السائل أو حجم السائل المزاح مضروبًا في كثافة السائل.