Dabour Hub EGالمنهج المصري · ثانوية عامة وإعدادية

محصلة القوى المتوازية المستوية

محصلة القوى المتوازية المستوية

01 أهداف الدرس

  • أن يحسب الطالب محصلة قوتين متوازيتين.
  • أن يحدد موضع خط عمل المحصلة.
  • أن يحلل قوة إلى مركبتين متوازيتين.

02 مفاهيم أساسية

  • القوة: مؤثر خارجي يغير أو يحاول تغيير حالة الجسم من السكون إلى الحركة أو العكس.
  • القوى المتوازية: قوى خطوط عملها متوازية، وقد تكون في اتجاه واحد أو اتجاهين متضادين.
  • العزم: قدرة القوة على إدارة الجسم حول نقطة، ويقاس بحاصل ضرب القوة في البعد العمودي.
شكل 1: العزم وقدرة القوة على الإدارة
شكل 1: العزم وقدرة القوة على الإدارة

03 محصلة قوتين متوازيتين في اتجاه واحد

  • المقدار: المحصلة = ق1 + ق2.
  • الاتجاه: نفس اتجاه القوتين.
  • موضع خط العمل: يقسم المسافة بين خطي العمل بنسبة عكسية مع مقداري القوتين.

أي أن: ق1 × ف1 = ق2 × ف2، حيث ف1 و ف2 بعدا المحصلة عن خطي عمل القوتين.

شكل 2: محصلة قوتين متوازيتين في اتجاه واحد
شكل 2: محصلة قوتين متوازيتين في اتجاه واحد

04 محصلة قوتين متوازيتين في اتجاهين متضادين

  • المقدار: المحصلة = |ق1 − ق2|.
  • الاتجاه: اتجاه القوة الأكبر.
  • موضع خط العمل: يقع خارج المسافة بين القوتين من جهة القوة الأكبر.
  • إذا تساوت القوتان وتضادتا الاتجاه، تكونان ازدواجاً ولا يكون لهما محصلة واحدة، بل عزم.
شكل 3: محصلة قوتين متوازيتين في اتجاهين متضادين
شكل 3: محصلة قوتين متوازيتين في اتجاهين متضادين

05 قاعدة العزوم لإيجاد المحصلة

يمكن إيجاد موضع المحصلة بأخذ العزوم حول أي نقطة:

مجموع عزوم القوى = عزم المحصلة حول النقطة نفسها.

شكل 4: قاعدة العزوم واتزان الأجسام
شكل 4: قاعدة العزوم واتزان الأجسام

06 مثال محلول

قوتان متوازيتان في اتجاه واحد مقدارهما 6 و9 نيوتن، والمسافة بين خطي عملهما 30 سم. أوجد المحصلة وموضعها.

الحل: المحصلة = 15 نيوتن في نفس الاتجاه، ومن 6 × ف1 = 9 × ف2 و ف1 + ف2 = 30، إذن ف1 = 18 سم عن القوة 6 نيوتن، و ف2 = 12 سم عن القوة 9 نيوتن.

07 تحليل قوة إلى مركبتين متوازيتين

لتحليل قوة ق إلى مركبتين متوازيتين عند نقطتين تفصلهما مسافة ك:

  • ق1 + ق2 = ق.
  • ق1 × ف1 = ق2 × ف2.

ويمكن حل ذلك جبرياً أو بأخذ العزوم حول إحدى النقطتين.

شكل 5: تحليل قوة إلى مركبتين متوازيتين
شكل 5: تحليل قوة إلى مركبتين متوازيتين

08 تقييم سريع

  1. قوتان متوازيتان 4 و12 نيوتن في اتجاهين متضادين والمسافة بينهما 40 سم. أوجد المحصلة وموضعها.
  2. لماذا لا يكون للازدواج محصلة؟
  3. حلل قوة 20 نيوتن إلى مركبتين متوازيتين عند نقطتين تفصلهما 50 سم إذا كانت المركبة الأولى تبعد 20 سم عن خط عمل القوة.