المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

الرياضيات التطبيقية — الصف الثاني الثانوي

الوحدة الأولى: الاستاتيكا

0/30

الوحدة الثانية: الهندسة الفراغية والتحليلية

0/30
نص الدرس

تحليل القوى

الرياضيات التطبيقية — الصف الثاني الثانوي

تحليل القوى

معنى تحليل القوة

معنى تحليل القوة

  • تحليل القوة هو إيجاد قوتين، تسمى المركبتين، تكافئان القوة الأصلية في تأثيرها على الجسم.
  • وفي أغلب المسائل نختار محورين متعامدين، أحدهما أفقي (محور السينات س) والآخر رأسي (محور الصادات ص)، ثم نحلل كل قوة على هذين المحورين.
  • إذا كانت القوة ق تصنع زاوية θ مع الاتجاه الموجب لمحور السينات، فإن مركبتيها هما:
  • المركبة الأفقية قس = ق × جتا θ
  • المركبة الرأسية قص = ق × جا θ
  • ويمكن تذكر ذلك بأن المركبة الأفقية تقابل الزاوية المجاورة لها (جتا)، والمركبة الرأسية تقابل الزاوية المقابلة لها (جا)، وذلك في المثلث القائم الذي وتره هو القوة الأصلية.
عربة تسحبها حبل بقوة 100 نيوتن بزاوية 30 درجة تمثل تحليل القوى: المركبتان 86.6 و50 نيوتن.
عربة تسحبها حبل بقوة 100 نيوتن بزاوية 30 درجة تمثل تحليل القوى: المركبتان 86.6 و50 نيوتن.
  • عربة تسحبها حبل بقوة 100 نيوتن بزاوية 30 درجة تمثل تحليل القوى: المركبتان 86.6 و50 نيوتن.: معنى تحليل القوة
تحليل القوى · 1 / 6
القيم الخاصة للنسب المثلثية

القيم الخاصة للنسب المثلثية

  1. نستخدم في أغلب المسائل الزوايا الخاصة الآتية
  2. وقيمها المضبوطة:
الزاوية θ جا θ جتا θ
30° 1 ÷ 2 √3 ÷ 2
45° √2 ÷ 2 √2 ÷ 2
60° √3 ÷ 2 1 ÷ 2
  • يفضل ترك الجذور في صورتها المضبوطة إلى آخر الحل، ثم تقريب الناتج عند الحاجة إلى منزلتين عشريتين.
  • نحصل على هذه القيم من مثلثين قائمين خاصين.
  • في المثلث القائم المتساوي الساقين الذي ضلعا قائمته 1 و1، يكون الوتر √2، ومنه ظا 45° = 1.
  • وفي المثلث 30° – 60° – 90° يساوي الضلع المقابل للزاوية 30° نصف الوتر، فإذا كان المقابل 1 والوتر 2 كان المجاور √3.
  • ومن ذلك ظا 30° = 1 ÷ √3 وظا 60° = √3.
  • وتتكرر القيم بين الزاويتين المتتامتين، فيكون جا 30° = جتا 60° وجتا 30° = جا 60°.
تحليل القوى · 2 / 6
من المركبتين إلى القوة الأصلية

من المركبتين إلى القوة الأصلية

  1. إذا عُرفت المركبتان الأفقية والرأسية لقوة
  2. فإن مقدارها واتجاهها يُحسبان من العلاقتين:
  • مقدار القوة ق = √(قس2 + قص2)
  • الزاوية مع الاتجاه الموجب لمحور السينات ظا θ = قص ÷ قس
  • وعند حساب الزاوية نراعي ربع الدائرة الذي تقع فيه القوة.
  • فإذا كانت قس و قص موجبتين فإن الزاوية تقع في الربع الأول، أي أنها بين 0° و90°.

ملاحظة مهمة

  • الزوايا التي يُعطيها الطالب على الآلة الحاسبة تكون عادة في الربع الأول.
  • فإذا كانت إحدى المركبتين سالبة فيجب تعديل الزاوية حسب الربع الذي تقع فيه القوة.
تحليل القوى · 3 / 6
أمثلة محلولة

أمثلة محلولة

مثال (1): تحليل قوة 10 نيوتن تميل بزاوية 30° على الأفقي

  • أوجد المركبتين الأفقية والرأسية لقوة مقدارها 10 نيوتن تصنع زاوية 30° مع الاتجاه الموجب لمحور السينات.
  • الحل:
  1. قس = 10 × جتا 30° = 10 × √3 ÷ 2 = 5√3 ≈ 8.66 نيوتن.
  2. قص = 10 × جا 30° = 10 × 1 ÷ 2 = 5 نيوتن.
  3. 8.662 + 52 = 75 + 25 = 100 = 102، وهو صحيح.

مثال (2): تحليل قوة 20 نيوتن تميل بزاوية 60°

  • قوة مقدارها 20 نيوتن تصنع زاوية 60° مع محور السينات. أوجد مركبتيها.
  • الحل:
  1. قس = 20 × جتا 60° = 20 × 1 ÷ 2 = 10 نيوتن.
  2. قص = 20 × جا 60° = 20 × √3 ÷ 2 = 10√3 ≈ 17.32 نيوتن.
  3. لاحظ أن المركبة الرأسية أكبر من الأفقية لأن الزاوية أكبر من 45°.

مثال (3): قوة تميل بزاوية 45°

  • يجذب شخص صندوقاً بحبل شده 12 نيوتن، والحبل يصنع زاوية 45° مع الأفق. أوجد المركبة الأفقية لشد الحبل.
  • الحل:
  1. المركبة الأفقية = 12 × جتا 45° = 12 × √2 ÷ 2 = 6√2.
  2. 6√2 ≈ 8.49 نيوتن.
  3. المركبة الرأسية تساوي المركبة الأفقية في هذه الحالة، وتساوي أيضاً 6√2 نيوتن.

مثال (4): إيجاد القوة من مركبتيها

  • قوة لها مركبة أفقية 6 نيوتن نحو اليمين، ومركبة رأسية 8 نيوتن نحو الأعلى. أوجد مقدار القوة واتجاهها.
  • الحل:
  1. ق = √(62 + 82) = √100 = 10 نيوتن.
  2. ظا θ = 8 ÷ 6 = 4 ÷ 3، ومنها θ ≈ 53.13°.
  3. القوة 10 نيوتن تصنع زاوية نحو 53.13° مع الاتجاه الموجب لمحور السينات.
تحليل القوى · 4 / 6
أخطاء شائعة

أخطاء شائعة

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الخطأ
  • استخدام جا بدلاً من جتا للمركبة الأفقية. الصواب: المركبة الأفقية تُحسب بـ جتا θ
  • والرأسية بـ جا θ
  • عندما تكون الزاوية مقاسة من المحور الأفقي
استخدامبدلاللمركبةالأفقية
الخطأوضع الآلة الحاسبة على وضع الدرجات الغلط (Rad بدلاً من Deg). الصواب: تأكد دائماً أن الآلة على وضع الدرجات قبل الحسابالآلةالحاسبةالدرجاتالغلط
الخطأجمع المركبتين بدلاً من تربيعهما عند حساب المقدار. الصواب: ق = √(قس2 + قص2)، ولا تُجمع المركبتان مباشرة.المركبتينبدلاتربيعهماحساب
الخطأإهمال إشارة المركبة عند تحديد الربع. الصواب: ارسم المحورين وحدد الربع الذي تقع فيه القوة قبل كتابة الزاوية النهائيةإهمالإشارةالمركبةتحديد
تحليل القوى · 5 / 6
ملخص الدرس

ملخص الدرس

  • تحليل القوة هو إيجاد مركبتين متعامدتين تكافئان القوة الأصلية في تأثيرها.
  • المركبة الأفقية قس = ق جتا θ، والمركبة الرأسية قص = ق جا θ.
  • من المركبتين ق = √(قس2 + قص2)، وظا θ = قص ÷ قس.
  • القيم الخاصة جا 30° = جتا 60° = 1 ÷ 2، وجا 60° = جتا 30° = √3 ÷ 2، وجا 45° = جتا 45° = √2 ÷ 2.
تحليل القوى · 6 / 6