أسئلة على حساب القوة المحصلة

قانون حساب القوة المحصلة

تعرف القوة المحصلة (بالإنجليزية: Net Force) بأنها مجموع القوى المؤثرة على جسم في مستوى واحد، والقوة المحصلة مهمة جدًا لأنها تساعد في وصف حركة الجسم، كما يمكن استخدامها لتحديد التسارع، وفيما يأتي قانون حساب القوة المحصلة:^[١][٢]

القوة المحصلة = القوة الأولى المؤثرة على الجسم + القوة الثانية المؤثرة على الجسم + القوة الثالثة المؤثرة على الجسم

بالرموز:

ق ح = ق1 + ق2 + ق3

بالرموز الإنجليزية:

Fnet= F1 + F2 + F3

أسئلة على حساب القوة المحصلة

فيما يأتي أسئلة متنوعة مع حلولها لتوضيح كيفية حساب القوة المحصلة:



السؤال:

جسيم كتلته 2 كغم يتعرض لقوة سحب باتجاه اليمين مقدارها 5 نيوتن، وقوة سحب من اليسار مقدارها 3 نيوتن، احسب مقدار واتجاه التسارع الذي يتحرك به الجسم.^[٤]

إظهار الحل

الحل:

بالنظر إلى معطيات السؤال:

قوة السحب باتجاه اليمين= 5 نيوتن

قوة السحب باتجاه اليسار= -3 نيوتن، والسالب للتعبير عن كونها قوة معاكسة لاتجاه القوة الأولى.

وعليه:

القوة المحصلة ₍F_net)= قوة السحب باتجاه اليمين ₍F_{1) +} قوة السحب باتجاه اليسار ₍F₂₎

القوة المحصلة ₍F_net)= 3- +5

القوة المحصلة ₍F_net)= 2 نيوتن باتجاه اليمين.

ولحساب التسارع:

القوة المحصلة ₍F_net)= الكتلة _(m)× التسارع _(a)

2= 2 × التسارع

التسارع = 1م/ ث².

اتجاه التسارع = اتجاه القوة المحصلة= اتجاه اليمين.

إخفاء الحل





السؤال:

جسيم كتلته 2 كغم يتعرض لقوة سحب باتجاه اليمين مقدارها 10 نيوتن وبزاوية مقدارها 60 درجة فوق محور السينات الموجب، وقوة سحب من اليسار مقدارها 1 نيوتن، احسب مقدار واتجاه التسارع الذي يتحرك به الجسم.^[٤]

إظهار الحل

الحل:

بالنظر إلى معطيات السؤال:

قوة السحب باتجاه اليمين= 10 نيوتن بزاوية 60 درجة.

قوة السحب باتجاه اليسار= -1 نيوتن، والسالب للتعبير عن كونها قوة معاكسة لاتجاه القوة الأولى.

قوة السحب باتجاه اليمين على محور السينات = قوة السحب باتجاه اليمين (F₁) × جتا(60)

قوة السحب باتجاه اليمين على محور السينات= 10× 0.5

قوة السحب باتجاه اليمين على محور السينات= 5 نيوتن.

وعليه:

القوة المحصلة ₍F_net)= قوة السحب باتجاه اليمين على المحور السيني (F_1x) ₊ قوة السحب باتجاه اليسار (F₂)

القوة المحصلة ₍F_net)= 1- +5

القوة المحصلة ₍ F_net)= 4 نيوتن باتجاه اليمين.

ولحساب التسارع:

القوة المحصلة ₍F_net)= الكتلة _(m) × التسارع _(a)

4= 2 × التسارع

التسارع = 2 م/ ث².

اتجاه التسارع = اتجاه القوة المحصلة = اتجاه اليمين على محور السينات.

إخفاء الحل





السؤال:

جسيمان مربوطان ببعضهما، كتلة الجسيم الأول مقدارها 2 كغم وتؤثر عليه قوة سحب باتجاه اليمين مقدارها 10 نيوتن، وكتلة الجسم الثاني 1 كغم وتؤثر عليه قوة مقدارها1 نيوتن باتجاه اليسار، احسب التسارع المؤثر على الجسيمين وحدد اتجاه تسارعهما.^[٤]

إظهار الحل

الحل:

بالنظر إلى معطيات السؤال:

قوة السحب باتجاه اليمين= 10 نيوتن

قوة السحب باتجاه اليسار= -1 نيوتن، والسالب للتعبير عن كونها قوة معاكسة لاتجاه القوة الأولى.

وعليه فإن:

القوة المحصلة ₍F_net)= قوة السحب باتجاه اليمين ₍F_{1) +} قوة السحب باتجاه اليسار ₍F₂₎

القوة المحصلة ₍F_net)= 1- +10

القوة المحصلة ₍F_net)= 9 نيوتن باتجاه اليمين.

ولحساب التسارع:

القوة المحصلة ₍F_net)= مجموع كتلة الجسيمين (m1+m2) × التسارع (a)

9= (2+1) × التسارع

التسارع = 3 م/ ث².

اتجاه التسارع= اتجاه القوة المحصلة= اتجاه قوة السحب نحو اليمين.

إخفاء الحل





السؤال:

صندوق أسود كتلته 40 كغم تؤثر عليه قوة مقدارها 200 نيوتن، ويتسارع بمقدار 3 م/ ث² ، احسب مقدار قوة الاحتكاك التي تؤثر في هذا الجسم.^[٤]

إظهار الحل

الحل:

بالنظر إلى معطيات السؤال:

القوة المؤثرة على الجسم= 200 نيوتن

تسارع الصندوق= 3 م/ ث²

كتلة الصندوق= 40 كغم.

لحساب قوة الاحتكاك يجب أولاً حساب القوة المحصلة:

القوة المحصلة ₍F_net)= الكتلة (m) × التسارع (a)

القوة المحصلة ₍F_net)= 3 ×40

القوة المحصلة ₍F_net)= 120 نيوتن.

ولحساب قوة الاحتكاك:

القوة المحصلة ₍F_net)= القوة المؤثرة على الجسم ₍F_{1) +} - قوة الاحتكاك ₍F₂₎

وسبب وجود الإشارة السالبة يعود إلى كون قوة الاحتكاك تكون معاكسة دائماً للقوة المؤثرة على الجسم.

وعليه:

120₌ - قوة الاحتكاك ₍F₂₎ + 200

قوة الاحتكاك ₍F₂₎₌ 80 نيوتن.

إخفاء الحل





السؤال:

تؤثر 4 قوى مختلقة على جسم معين؛ وهي: قوة سحب باتجاه اليمين مقدارها 5 نيوتن، وقوة احتكاك مقدارها 5 نيوتن باتجاه اليسار، وقوة رفع للأعلى مقدارها 3 نيوتن، وقوة جذب للأسفل بمقدار 3 نيوتن، احسب مقدار القوة المحصلة المؤثة على الجسم.^[٥]

إظهار الحل

الحل:

بالنظر إلى معطيات السؤال:

القوة المؤثرة= 5 نيوتن باتجاه اليمين

قوة الاحتكاك= -5 نيوتن، والسالب للتعبير عن كونها قوة معاكسة لاتجاه القوة المؤثرة.

قوة الرفع= 3 نيوتن باتجاه الأعلى

قوة الجذب للأسفل= -3 نيوتن، والسالب للتعبير عن كونها قوة معاكسة لاتجاه قوة الرفع.

وعليه فإن:

القوة المحصلة على محور السينات ₍F_netX)= قوة السحب ₍F_{1) +} قوة الاحتكاك ₍F₂₎

القوة المحصلة على محور السينات ₍F_netX)= 5 + -5

القوة المحصلة على محور السينات ₍F_netX)= صفر.

القوة المحصلة على محور الصادات₍F_netY)= قوة الرفع ₍F₁₎₊ قوة الجذب للأسفل ₍F₂₎

القوة المحصلة على محور الصادات ₍F_net)= 3 + -3

القوة المحصلة على محور الصادات ₍F_net)= صفر نيوتن

بما أن القوة المحصلة على كلا المحورين صفر؛ فإن القوة المحصلة الكلية المؤثرة على الجسم تساوي صفر.

إذ إن:

₍F_net)= ₍F_{netX) + (}F_netY)

₍F_net)= 0 + 0

₍F_net)= 0

إخفاء الحل