توازن جسم خاضع لقوتين

توازن جسم خاضع لقوتين
Equilibre d’un corps soumis à deux forces

       1- شروط التوازن

كل جسم ساكن ولايتحرك بالنسبة لمرجع معين فهو في حالة توازن . فماهي الشروط اللازمة لتحقيق هذا التوازن ؟

أ - تجربة وملاحظة

                                            F₁                 F₂

                 دينامومتر1                          حلقةخفيفة                             دينامومتر2

    توجد هذه الحلقة الخفيفة في حالة توازن وهي خاضعة إلى قوتين فقط وهما القوتان المطبقتان عليها  من طرف الدينامومترين ونلاحظ أن هاتين القوتين لهما نفس الشدة ومنحيان مختلفان ونفس خط التأثير .

    ب- شرطا التوازن

  إذا كان جسم في توازن وهو خاضع إلى قوتين فإن هاتين القوتين يكون لهما نفس الشدة ونفس خط التأثير ومنحيان متعاكسان ونعبر رياضيا عن هذه الشروط بشرطين نسميهما شرطي التوازن وهما :

الشرط 1 : مجموع متجهتي القوتين منعدم أي :               F₁+  F₂  =  0

الشرط 2 : لمتجهتي القوتين  نفس الحامل .

ملحوظات

            -  F₁+ F₂ = 0 تعني أن   :    F₁-  = F₂ ونقول إنهما متقابلتان وهذا يعني أن القوتين لهما نفس الشدة ومنحيان متعاكسان ونفس الإتجاه .

            - لايمكن لجسم أن يكون في توازن تحت تأثير قوة واحدة .

2-  تطبيق شروط التوازن

- نطبق شرطي التوازن لتحديد المميزات غير المعروفة لإحدى القوتين إنطلاقا من المميزات المعروفة للقوة الأخرى ولهذه الغاية يجب تحديد الجسم المدروس وجرد القوتين المطبقتين عليه .

أ -  تحديد مميزات الوزن

* تجربة وملاحظة  عندما نعلق جسما ثقيلا بدينامومتر فإنه يصبح في حالة توازن تحت تأثير قوتين وهما

     قوة التماس المطبقة عليه من طرف الدينامومتر والقوة عن بعد  المطبقة عليه من طرف كوكب الأرٍض والتي تسمى وزن الجسم ونرمز لها ب  P   وحسب شروط التوازن فإن هاتين القوتين لهما نفس الشدة ونفس خط التأثير ومنحيان مختلفان.

* إستنتاج

  وزن جسم ما هو القوة عن بعد التي تطبقها الأرض على هذا الجسم ومميزاته  هي  :                                                                                        

* نقطة تأثيرالوزن : هي مركز ثقل الجسم G.

F

 * خط تأثيرالوزن : هو المستقيم الرأسي المار من مركز الثقل G .

 * منحى الوزن : نحوالأسفل أي نحو مركز الأرض .              

 * شدة الوزن : هي القيمة P   التي يشير إليها الدينامومتر والجسم معلق به .

P

ب -  تحديد مميزات قوى أخرى

         

         توتر الخيط او النابض  T                                                       دافعة ارخميدس  F                                  رد الفعل  R                     

هي القوة التي يطبقها الخيط او النابض على                     هي القوة التي تطبقها الموائع أي السوائل             هي القوة التي يطبقها سطح على

 الجسم المعلق به  .                                                    والغازات على الأجسام المغمورة فيها .             جسم موضوع عليه .

        

 

                                                  

حسب شروط توازن جسم تحت تأثير قوتين فإن :

T = P                                                     و                      F = P                        و            R = P

إضافة إلى أن القوتين لهما نفس خط التأثير ومنحيان متعاكسان .