القوى المتوازية
الغرض من هذه التجربة هو تحليل آثار تأثير القوى المتوازية على جسم ما، وتحديد شروط التوازن.
ما يتعلمه الطلاب
- تجميع القوى المتوازية
الجانب العلمي وراء هذه التجربة
في الفيزياء، القوة هي دفع أو شد يمكن أن يتسبب في تسارع جسم له كتلة. للقوة مقدار واتجاه، مما يجعلها كمية متجهة. وفقًا للقانون الثاني لنيوتن، يتسارع الجسم بشكل يتناسب مع القوة الصافية المؤثرة عليه، ويتناسب عكسيًا مع كتلة الجسم. وهناك صيغة مكافئة مفادها أن القوة الصافية المؤثرة على الجسم تساوي معدل تغير الزخم الذي يمر به. قد تؤدي القوى المؤثرة على الأجسام ثلاثية الأبعاد أيضًا إلى دورانها أو تشوهها، أو تؤدي إلى تغير في الضغط. ويُطلق على ميل القوة إلى إحداث دوران حول محور ما اسم «عزم الدوران». أما التشوه والضغط فهما نتيجة لقوى الإجهاد داخل الجسم.
منذ العصور القديمة، استخدم العلماء مفهوم القوة في دراسة الأجسام الثابتة والمتحركة. وتوجت هذه الدراسات بالأوصاف التي قدمها الفيلسوف أرخميدس في القرن الثالث قبل الميلاد حول كيفية عمل الآلات البسيطة. ولا تزال القواعد التي حددها أرخميدس لكيفية تفاعل القوى في الآلات البسيطة جزءًا من الفيزياء الحديثة. تضمنت الأوصاف السابقة للقوى التي قدمها أرسطو سوء فهم جوهري، لم يتم حله إلا في القرن السابع عشر عندما وصف إسحاق نيوتن بشكل صحيح سلوك القوى. وظلت الأوصاف النيوتونية للقوى دون تغيير لمدة تقارب ثلاثمائة عام.
المعدات المستخدمة
- رافعة، قضيب مثقوب، مزود بزوج من الأسطوانات الملولبة (الوزن: حوالي 18 غرامًا لكل منها) — 4114.13
- رأس زعيم مصنوع من مادة PVC — 5401.22
- أوزان أسطوانية مزودة بخطاف (50، 25، 10 غرام) — 4111.08-10-12
- بكرات مزودة بخطاف — 4112.10
- "S" هوك، الطول 30 ملم — 4113.35
- قضيب مزود بخطاف، قطره 10 مم، طوله 127 مم — 4113.53
- خيط بوليستر غير مرن، قطره 0.8 مم، طوله 10 م — 4113.20
- قضيب بساق ملولب M3، قطره 8 مم، طوله 70 مم — 4861.10-021
المواد الكيميائية والمواد الكاشفة
ملاحظات السلامة
أسئلة للطلاب
- ما السبب وراء توازن قضيبنا؟ وبموجب أي مبدأ نحصل على هذا التوازن؟
ما يمكن توقعه
فيما يلي قائمة بمجموعة محتملة من القيم التجريبية من بين العديد من الخيارات المحتملة الأخرى.
التخلص
قم بإجراء هذه التجربة في فصلك الدراسي
تُعد هذه التجربة جزءًا من برنامج «مختبر العلوم المتنقل» (ATP) Mobile Lab — وهو مختبر متكامل يحول الفصل الدراسي العادي إلى مختبر علوم فعال، ويضم أكثر من 200 تجربة في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والروبوتات والهندسة. ويقوم « Gali » — وهو المعلم الذكي المدمج في موقع ATP Connect — بتوجيه الطلاب خلال كل خطوة والإجابة على أسئلتهم أثناء إجراء التجارب.
انظر Mobile Labتواصل مع فريقنا