القوة Force

القوة Force
أنت تعرف أن حركة الأجسام تعتمد على قوى خارجية معينة تؤثر فيها فحركة الطائرات والمركبات الفضائية سَبَبُهَا تأثيرُ قوىً خارجيةٍ فيها ، وكذلك حركة الأشجار سَبَبُهَا تَأثيرُ قوة الرياح فيها .

من المؤكد أنك تعرف قوة الجاذبية الأرضية وأهميتها الكبيرة في حياتنا ، فبفعل هذه القوة أنت تتمكن من الوقوف بثبات على سطح الأرض .

هل تعرف أن بعض القوى تتسبب في تغيير طول الجسم أو شكله أو حجمه ؟! هل جربت الضغط بقوة على كرةٍ مطاطية ؟! أو هل جربت شد شريط من المطاط بقوة ؟!

القوة ( Force )
تعريف : هي المؤثر الذي يغير أو يحاول أن يغير من أبعاد الجسم أو شكله أو حالته الحركية .
تعتبر القوة إحدى الكميات المتجهة . وهي تقاس بوحدة نيوتن .

يمكن للقوة أداء ثلاثة أعمال:
أ) تغيير حجم أو شكل الأشياء. (مثل ضغط قطعة اسفنج).
ب) تغيير سرعة الأجسام المتحركة أو جعلها تتحرك.
ج) تغيير اتجاه حركة الأجسام.

أنواع القوى :
تختلف القوى باختلاف مصادرها ، ومن الأنواع العديدة للقوى :
1- القوى الميكانيكية وتشمل :
قوة الجاذبية ، القوة العضلية ، قوة المرونة ، قوة الرياح ، قوة البخار ، قوة الاحتكاك.
2- القوى الكهربائية .
3- القوى المغناطيسية .
4- القوى النووية .

هل تعلم : لا تظهر قوة الاحتكاك إلا عند تلامس الأجسام مع بعضها ، لكن هناك بعض القوى لا تحتاج إلى تلامس الأجسام، إليك ثلاثة أمثلة على مثل هذه القوى:
1. الوزن : هو قوة سحب الجاذبية الأرضية للجسم . الأرض تجذب جميع الأجسام حتى دون أن تلامسها.
2. القوة المغناطيسية : القطبان المغناطيسيان المتشابهان يتنافران والقطبان المختلفان يتجاذبان دون أن يتلامسا.
3. القوة الكهربائية : إذا دلكت مشطا بشعرك ثم قربته من ماء مندفع من صنبور مياه فإن الماء ينجذب تجاه المشط بفعل القوة الكهربائية التي تعمل دون أن تلامس الماء.

قياس القوة
يمكننا قياس القوى الصغيرة باستخدام الميزان النابضي ( الزنبركي ) . فلو عُلِّقَ ثقل ما في أسفل النابض ( الزنبرك ) فإن طول الزنبرك يزداد بمقدارٍ معين ، وتتناسب الزيادة في طول النابض طردياً مع القوة لأنه عند زيادة القوة فإن استطالة الزنبرك تزداد ، وبذلك تزداد قراءة الميزان النابضي .
كم تحتاج من القوة ؟

يختلف مقدار القوة التي قد تكون دفعاً أو سحباً باختلاف استخداماتها كما في الأمثلة التالية :


كم تحتاج من القوة ؟

يختلف مقدار القوة التي قد تكون دفعاً أو سحباً باختلاف استخداماتها كما في الأمثلة التالية :


أ‌) القوة اللازمة لإضاءة مصباح كهربائي :
5 نيوتن

ب‌)القوة اللازمة لفتح علبة اغذية محفوظة :
20 نيوتن

ج) القوة المؤثرة على كرة التنس :
2000 نيوتن

د) القوة من محرك نفاث :
200000 نيوتن
حقيقة :
تستيطع النملة الجذب بقوة 1/ 1000 نيوتن , وتستطيع السيارة الدفع بقوة 5000 نيوتن, بينما يبذل الصاروخ قوة مقدارها 30 مليون نيوتن ليصل إلى القمر .
وحدة القوة : النيوتن

النيوتن هو وحدة قياس القوة في النظام العالمي للوحدات . ويُعرّف النيوتن على أنه :
" قوة جاذبية الأرض لجسم كتلته كغم يقع على خط عرض 45 ْ وبمستوى سطح البحر "
سميت وحدة نيوتن على اسم العالم اسحق نيوتن الذي عاش قبل 300 عام.



تمثيل القوة :
عرفت أن القوة قد تكون سحباً أو دفعاً ، وبالإضافة إلى مقدار القوة فإن تأثير هذه القوة في جسمٍ ما يتغير
تبعاً لتغير اتجاهها ، ولهذا تعتبر القوة كمية متجهة مثل الإزاحة والسرعة .
إن تعيين اتجاه القوة عاملٌ ضروري عندما يُراد تمثيل قوةٍ ما ، وفي الكثير من الأحيان نحتاج إلى تعيين نقطة تأثير القوة في الجسم إضافة إلى تحديد اتجاهها ومقدارها . انظر درس تمثيل القوة .