نسخة الفيديو النصية
تتحرك سيارة كتلتها ١٫٨ طن متري بسرعة ثابتة على طريق أفقي. إذا كانت المقاومة للحركة ٥٧٫٦ ثقل كيلوجرامًا لكل طن من كتلة السيارة، فأوجد قوة محرك السيارة.
للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نتذكر قانون نيوتن الأول للحركة. ينص قانون نيوتن الأول على أن أي جسم ساكن يظل في حالة سكون، وأي جسم متحرك يظل في حالة حركة بالسرعة نفسها ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. يكتب هذا القانون أحيانًا بصيغة أخرى تنص على أنه إذا كانت القوة المحصلة؛ أي المجموع الاتجاهي لجميع القوى المؤثرة على الجسم، تساوي صفرًا، فإن السرعة المتجهة للجسم تكون ثابتة.
في هذا السؤال، تتحرك السيارة بالفعل بسرعة ثابتة. وهذا يعني أن القوة المحصلة أو المجموع الاتجاهي لجميع القوى المؤثرة على السيارة لا بد أن يساوي صفرًا. دعونا نرسم شكلًا توضيحيًّا مبسطًا ونفهم ما يحدث.
تؤثر قوتان على السيارة في اتجاه أفقي. إذ تؤثر عليها قوة محركة، في الاتجاه الأمامي، وقوة مقاومة. أسميت قوة المقاومة ﻡ. لكننا نعلم من المعطيات أن مقاومة الحركة تساوي ٥٧٫٦ ثقل كيلوجرامًا لكل طن. ونعلم أيضًا أن كتلة السيارة تساوي ١٫٨ طن متري.
ومن ثم، إذا كانت مقاومة الحركة تساوي ٥٧٫٦ ثقل كيلوجرامًا لكل طن من كتلة السيارة، فإن المقاومة لكل ١٫٨ طن متري تساوي ٥٧٫٦ في ١٫٨. إذن، ﻡ يساوي ١٠٣٫٦٨ ثقل كيلوجرامات.
بما أن السرعة تظل ثابتة، فإننا نعرف من ذلك أن القوة المحصلة تساوي صفرًا. ولأن السيارة تتحرك نحو اليمين في هذا الشكل، فإن ﻕ ناقص ﻡ لا بد أن يساوي صفرًا. وهذا يعني أن ﻕ ناقص ١٠٣٫٦٨ يساوي صفرًا. نحل هذه المعادلة لإيجاد قيمة ﻕ بإضافة ١٠٣٫٦٨ إلى كلا الطرفين. إذن ﻕ لا بد أن يساوي ١٠٣٫٦٨ ثقل كيلوجرامات.
