عناوين
ما هي القوة
القوة هي كل تأثير خارجي أو يمكن أن يكون فعلًا يعمل على تغيير شكل الجسم أو تغيير حالته ، بل ويغير اتجاه مساره ، ويؤثر على حركته ، إما أنه يسرع ، أو يبطئها ، أو يتوقف. ويصبح في حالة من السكون ، وهذه القوة هي كمية مادية مكونة منها لها مقدارها واتجاهها ، ويتم قياسها بوحدة نيوتن. سميت على اسم العالم الذي اكتشفها وعرفت بإسحاق نيوتن في القرن السابع عشر.
ما هو عزم نيوتن
عزم الدوران هو مقياس يقيس مدى القوة التي يتم تطبيقها على الجسم ويعمل على تدويره ، وأن الجسم يدور حول محور معين يسمى نقطة الارتكاز ويرمز له بـ O ، والقوة يرمز لها بالرمز F ، بينما ذراع عزم الدوران هي المسافة من نقطة الارتكاز إلى نقطة التأثير ، يتم تمثيل القوة بـ r ، وهي المسافة من محور الدوران إلى النقطة التي تعمل عندها القوة.
ما هي قوة الحصان
هي وحدة قياس ابتكرها العالم الاسكتلندي جيمس وات في نهاية القرن الثامن عشر ، والهدف من القدرة الحصانية هو قياس قوة المحركات البخارية التي كانت تستخدم في ذلك الوقت ، ولكنها تم تطويرها لتشمل الداخلية. محركات الاحتراق بالإضافة إلى المحركات التوربينية ، ووحدة القدرة الحصانية في الفيزياء تساوي قدرة الحصان على رفع 33000 رطل من الوزن ، والمسافة قدم في الدقيقة.[2]
ما هو الفرق بين القوة والعزم
لمعرفة الفرق بين القوة وعزم الدوران ، يجب أن نلاحظ أولاً أن عزم الدوران هو نفسه عزم الدوران ، والمعروف أيضًا باسم عزم الدوران ، وأن هناك علاقة وثيقة بين القوة وعزم الدوران ، عندما يتم تطبيق قوة على جسم موجود في حالة دوران حول محور دوران ثابت ، مما ينتج عنه عزم دوران ، ولكن بشرط ألا تمر القوة عبر مركز الدوران ، وعندما يتم تطبيق القوة على جسم في حالة راحة ، ستؤثر هذه القوة إنه يجعله يتحرك ، وإذا تم تطبيق القوة على جسم في حالة حركة ، فسوف يتباطأ ، ويتوقف عزم الدوران الناتج عن قوة معينة على مقدار هذه القوة بالإضافة إلى طول الذراع وهو ما يعرف بالمسافة بين نقطة تأثير القوة ومركز الدوران ، ويكون الفرق بين القوة والعزم كما يلي:[1]
- عزم الدوران هو جوهر الحركة في معظم الأشياء ، ولكن القوة ليست سوى جزء من معادلة عزم الدوران ، والقانون الذي يعمل على تجميع عزم الدوران بالقوة هو عزم يساوي القوة مضروبة في طول ذراع القوة.
- هنا نجد أن القوة هي كل عمل يحرك الجسم وتغير سرعته إذا كان في حالة حركة وتعمل على تحريكه عندما يكون ساكنًا ، كما تعمل على تغيير شكل الجسم ، بينما يعمل عزم الدوران على القوة هي نتيجة ضرب القوة بالمسافة العمودية من المحور ، أي عندما نريد تطبيق قوة على الباب حتى ينفتح ، فيدور الباب على محوره ، وسيؤدي ناتج عزم هذه القوة إلى يتم إنشاؤها.
- وفقًا للنظام الدولي ، يُقاس عزم الدوران بوحدة نيوتن متر ، بينما تُقاس القوة بوحدة نيوتن N ، وأن كل نيوتن يساوي القوة المطلوبة لتسريع جسم وزنه 1 كجم في الثانية.
- إن عزم القوة هو ما يعمل على تدوير الجسم حول محوره ، أما القوة فهي عملية توتر أو عملية الدفع ، وتكون هذه القوة في حالة عزم الدوران وتكون على شكل ملف.
- يُعرّف عزم الدوران بأنه القوة الدورانية التي يتم إنتاجها من خلال العمود المرفقي للمحرك ، ويرتبط هذا المحرك وأدائه بهذا العزم ، فكلما زاد عزم الدوران معه يزداد الأداء ، وهنا نستنتج أن العزم الثابت هو العزم الذي لا يولد منه زوايا التسارع ، ولكن الحركة هي العزم الذي ينتج عنه التسارع الزاوي ، بينما القوة هي السرعة في إتمام الشغل.
- العزم قادر على القيام بالعمل ، في حين أن القوة هي السرعة التي يتم بها هذا العمل ، ويمكننا القول أن معدل إتمام العمل خلال فترة زمنية معينة ، وأن عزم الدوران والقوة مرتبطان مع بعضها البعض في علاقة تنعكس في أن القوة المقدرة للحصان تساوي عزم الدوران ومضروبة في دورات المحرك في الدقيقة ، ويمكننا التعبير عن هذه العلاقة بهذه المعادلة: H = T x rpm / 5252
تأثير القوة على الجسم
نجد أنه عند تطبيق قوة على جسم ما ، فإن النتائج التالية:
- هذه القوة تغير الجسم وهذا التغيير يسمى تشوه.
- تعمل القوى على تغيير حركة الجسم ، وتحريكه إذا كان الجسم ثابتًا ، والعمل على تغيير سرعته إذا كان في حالة حركة.
- تغير القوة اتجاه الجسم الذي يتحرك فيه.
عندما يكون الجسم في حالة حركة ، نقول أن هذا الجسم لديه سرعة وأن هذه السرعة هي المعدل الذي يتغير به مكان الجسم والاتجاه الذي يتحرك فيه ، وذلك من خلال تطبيق القوة يمكن أن تغير حركة الجسم ، فمن الممكن لهذا الجسم أن يسرع أو يصبح بطيئًا ، وأن سرعة الجسم يمكن أن تتغير بمرور الوقت بسبب القوة التي يتعرض لها هذا الجسم ، وأن القوة عند تطبيقها على يولد الجسم لحظة من القوة.
قوانين نيوتن للقوة أو الحركة
تنعكس قوانين نيوتن في:
- ينص قانون نيوتن الأول على أن الجسم يظل ثابتًا أو يمكنه التحرك في مسار معين إذا لم يتأثر بقوة خارجية تحركه أو تغير اتجاه حركته.
- ينص قانون نيوتن الثاني على أنه إذا تأثر الجسم بعدة قوى ، فإن هذه القوى تمنح الجسم تسارعًا بمقدار هذه القوى وأنه يتناسب طرديًا مع كتلة الجسم ، وهنا نجد القانون هو: مجموع القوى = التسارع * الكتلة.
- قانون نيوتن الثالث ، الذي ينص على أن لكل فعل رد فعل ، ويكون رد الفعل متساويًا في الحجم ومعاكسًا في الاتجاه.
هذه القوى لها استخدامات عديدة أفادت الإنسان ، وقد صنعت أشياء كثيرة تعتمد بشكل أساسي على قوانينه ، مثل الطائرات ومواقع الانزلاق بالإضافة إلى المصاعد الكهربائية وغيرها.
