عنوان البحث :
اتـــزان (مادة الفيزياء)
اتزان الأجسام الصلبة :
يمكن تصنيف الأجسام عندما تؤثر
عليها القوى إلى أجسام متماسكة وأجسام غير متماسكة . والجسم المتماسك هو الجسم
الذي لا تتغير أبعاد نقاطه الهندسية عند تأثير القوى عليه ، مثل كرة معدنية أو
قطعة من الخشب ... أما الجسم غير المتماسك فهو الجسم الذي تتغير أبعاد نقاطه
الهندسية عندما تؤثر عليه قوة مثل كرة عجين ، أو طين رطب ...
الجسم المتماسك:
هو الجسم الصلب الذي تكون جميع
أجزاؤه مثبتة بعضها ببعض بحيث يحتفظ بشكل ثابت عند التأثير عليه بقوى خارجية.
ونتيجة لتماسك الجسم الصلب ، فإنه إذا أثرنا عليه بقوة خارجية عند نقطة منه ، فإن
تأثيرها ينتقل بالتساوي إلى كل أجزائه.
إذا أثرت قوة على جسم - نقطة
مادية - فإن النقطة المادية تنتقل من مكانها في اتجاه القوة ، ويقال أن القوة
أحدثت حركة انتقالية للنقطة ، وتتوقف هذه الحركة على اتجاه القوة ، ونقطة تأثير
القوة في الجسم. وبشكل عام إذا أثرت قوة على جسم ما حر الحركة فإن حركته بوجه عام
هي مزيج من حركتين معا ، حركة يقوم بها الجسم ككل وهي حركة انتقالية - انسحابية -
، وحركة دورانية يمكن أن يقوم بها الجسم حول محور.
ويؤدي تطبيق قوة وحيدة على الجسم
إلى تغير في حركته الانتقالية والدورانية في آن واحد . وقد يؤدي تطبيق عدة قوى على
الجسم في آن واحد إلى أن تكافئ هذه القوى بعضها بعضا ، مما يؤدي إلى عدم حصول تغير
في حركة الجسم الانتقالية أو الدورانية . وإذا أثرت في الجسم ثلاث قوى مستوية وغير
متوازية فإنه يجب أن تكون محصلة القوى أية قوتين منها مساوية ومعاكسة
للقوة الثالثة إذا أردنا للجسم أن يكون متزنا ، أي يجب أن تلتقي القوى الثلاث في
نقطة واحدة.
ونقول في هذه الحالة أن الجسم في
حالة اتزان . وهذا يعني أن الجسم ككل إما أن يبقى في حالة سكون أو إنه يتحرك في خط
مستقيم وبسرعة منتظمة.
الاتزان :
يقال عن الجسم الصلب إنه متزن إذا
كان ساكنًا ، أو إذا كان يتحرك بسرعة منتظمة - سرعة ثابتة - في خط مستقيم ، وذلك
عندما تتحقق شروط الاتزان . مثل : كتاب على طاولة ، مروحة معلقة في سقف
الغرفة ، سيارة تتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم.
شروط الاتزان :
يتزن الجسم الصلب الخاضع لتأثير
قوتين عندما تكون القوتان متساويتان مقدارا ومتعاكستان اتجاها ، ولهما نفس خط
العمل.
الشرط الأول للاتزان :
عندما يكون الجسم في حالة اتزان
فإن محصلة القوى المؤثرة عليه تكون مساوية للصفر. ق = صفر ولذلك لابد أن يكون
محصلة القوى المؤثرة رأسيا وأفقيا يساوي صفر . أي أن ق س = صفر ق ص = صفر وهذا
الشرط يضمن الاتزان الانتقالي للجسم.
الشرط الثاني للاتزان : لابد
أن يكون للقوتين المؤثرتين المتوازيتين نفس خط العمل ، أي لابد أن تكون القوى
المتوازية متلاقية في نقطة واحدة. عز = صفر وهذا الشرط يضمن الاتزان الدوراني
للجسم.
الاتزان الاستاتيكي :
الاتزان الديناميكي :
الاتزان الانتقالي : يكون
الجسم في حالة اتزان انتقالي ، وليس في حالة اتزان دوراني عندما تكون القوتان
المؤثرتان متساويتان مقدارا ومتضادتان اتجاها ويكون خط
عملهما مختلف . ق = صفر عز = صفر
الاتزان الدوراني :
حالات الاتزان الاستاتيكي :
توجد للاتزان الاستاتيكي ثلاث حالات أو درجات من الثبات وهي تعرف كالتالي :
الحالة الأولى : الاتزان المستقر : وهو للأجسام المستقرة في توازنها .
وفيه إذا دفع الجسم لإبعاده عن حالة الاتزان فإنه يعود إليه مرة ثانية . مثل كتاب
موضوع على سطح طاولة ، فإنه إذا رفع أحد أطرافه قليلا ثم ترك فإنه يعود إلى حالته
الأولى .
الحالة الثانية: الاتزان غير
المستقر : وهو للأجسام التي لها اتزان غير مستقر -
قلق - . وفيه
إذا دفع الجسم لإبعاده عن حالة الاتزان فإنه يبتعد عنها نهائيا . مثل دفع كرسي
يستقر على رجلين فقط فإنه ينقلب عند دفعه.
الحالة الثالثة: الاتزان المحايد
- المتعادل -: وفيه إذا دفع الجسم لإبعاده عن حالة الاتزان فإنه ينتقل لحالة اتزان
جديدة ، ولا يرجع للحالة الأولى ، ولايبتعد الجسم عن حالة الاتزان إلا بقدر ما
يفرض عليه . مثل اسطوانة موضوعة
على طاولة .
الخلاصة : ان الجسم الصلب
يتزن تحت تأثير مجموعة من القوى ، إذا كانت هذه القوى مستوية ومتلاقية في نقطة ،
ومحصلتها تساوي صفر . أما إذا كانت القوتان المؤثرتان في الجسم متوازيتين
ومتساويتين ومتضادتين في الاتجاه ، فإن الجسم لا يتزن بل يكتسب حركة دورانية مع أن
محصلة هاتين القوتين تساوي صفر.
No comments:
Post a Comment