نسخة الفيديو النصية
القوة المحصلة المؤثرة على جسم تساوي صفرًا. أي العبارات الآتية عن الجسم يجب أن تكون صوابًا؟ (أ) السرعة القياسية للجسم تساوي صفرًا. (ب) السرعة القياسية للجسم ثابتة. (ج) تؤثر قوة واحدة مقدارها أكبر من الصفر على الجسم. (د) تؤثر عدة قوى مقاديرها أكبر من الصفر على الجسم.
يتعلق هذا السؤال بجسم تساوي القوة المحصلة المؤثرة عليه صفرًا، أي جسم لا تؤثر عليه أية قوة محصلة. ولدينا أربع عبارات محتملة عن الجسم، ومطلوب منا تحديد أي من هذه العبارات صواب.
للإجابة عن هذا السؤال، لعلنا نتذكر أن قانون نيوتن الأول للحركة يخبرنا بمعلومات مفيدة عن الأجسام التي لا تؤثر عليها قوة محصلة. وعلى وجه التحديد، ينص هذا القانون على أن الجسم الساكن يظل ساكنًا والجسم المتحرك بسرعة متجهة ثابتة يظل متحركًا بهذه السرعة المتجهة نفسها ما لم تؤثر عليه قوة غير متوازنة. والقوة غير المتوازنة تعني قوة محصلة لا تساوي صفرًا.
وعليه، فإن قانون نيوتن الأول للحركة يعني أنه إذا كانت القوة المحصلة تساوي صفرًا، وإذا كان الجسم ساكنًا في البداية، أي إنه في حالة سكون ابتدائي، فإن الجسم سيظل ساكنًا. وإذا كان الجسم يتحرك في البداية بسرعة متجهة ثابتة، فسيظل يتحرك بالسرعة المتجهة نفسها. بعبارة أخرى، تظل السرعة المتجهة للجسم ثابتة.
ومع وضع كل ذلك في الاعتبار، دعونا نتناول الآن كل عبارة من العبارات المعطاة لنا في السؤال.
تنص العبارة الأولى على أن سرعة الجسم القياسية تساوي صفرًا. ينص قانون نيوتن الأول على أنه إذا لم تؤثر أي قوة محصلة على جسم، وبدأت سرعة الجسم القياسية عند صفر، فإن سرعته القياسية ستظل صفرًا. إذن، فإن العبارة الواردة في الخيار (أ) قد تكون صوابًا. ولكن قانون نيوتن الأول ينص أيضًا على أن الجسم يمكن أن يتحرك بسرعة متجهة لا تساوي صفرًا. ويطلب منا السؤال تحديد أي العبارات يجب أن تكون صوابًا، وليس فقط العبارة التي قد تكون صوابًا. إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة على جسم تساوي صفرًا، فإن سرعة هذا الجسم القياسية قد تساوي صفرًا، ولكن ليس بالضرورة في جميع الحالات. إذن، فالعبارة الواردة في الخيار (أ) ليست صوابًا في كل الأحوال. إذن، هذه ليست الإجابة الصحيحة.
وإذا نظرنا الآن إلى العبارة الواردة في الخيار (ب)، فسنرى أنها تنص على أن السرعة القياسية للجسم ثابتة. وينص قانون نيوتن الأول للحركة على أنه إذا كانت هناك قوة محصلة مقدارها صفر توثر على جسم، وكانت السرعة المتجهة للجسم تساوي صفرًا، فإنها تظل صفرًا. وإذا كانت السرعة المتجهة للجسم مقدارها أي قيمة ثابتة لا تساوي صفرًا، فإنها تظل بالقيمة الثابتة نفسها. وفي كلتا الحالتين، تظل السرعة القياسية للجسم ثابتة. ففي إحدى الحالات، قد يساوي هذا الثابت صفرًا. وفي حالة أخرى، قد يساوي هذا الثابت أي قيمة لا تساوي صفرًا. وفي كلتا الحالتين، بالنسبة إلى جسم لا تؤثر عليه قوة محصلة، يجب أن تكون العبارة الواردة في الخيار (ب) صوابًا.
تنص العبارة الواردة في الخيار (ج) على أن قوة واحدة مقدارها أكبر من الصفر تؤثر على الجسم. إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة على جسم تساوي صفرًا، فهذا يعني أنه مهما كان عدد القوى المؤثرة على هذا الجسم، فإن القوة الإجمالية الناتجة ستساوي صفرًا. وعليه، فإن أي قوى محصلة تؤثر على الجسم تلغي إحداها الأخرى بطريقة ما. وهذا يعني أنه إذا كان لدينا جسم مثل هذا تؤثر عليه قوة في اتجاه اليمين، فلا بد أيضًا من وجود قوة تؤثر على الجسم في اتجاه اليسار بحيث تلغي هاتان القوتان إحداهما الأخرى.
وعليه، فإن جسمًا تؤثر عليه قوة واحدة مقدارها أكبر من صفر لا يمكن أن تؤثر عليه قوة محصلة تساوي صفرًا لأنه لا يوجد ما يلغي هذه القوة. وعليه، فإن العبارة الوادة في الخيار (ج) لا يمكن أن تكون صوابًا.
وأخيرًا، سنتناول العبارة الواردة في الخيار (د). وتنص على أن عدة قوى مقاديرها أكبر من الصفر تؤثر على الجسم. وهذه العبارة بالطبع يمكن أن تكون صوابًا. على سبيل المثال، رأينا كيف يمكن أن يكون لدينا جسم تؤثر عليه قوة واحدة في اتجاه اليمين، وقوة أخرى في اتجاه اليسار. وإذا كانت هاتان القوتان متساويتان في المقدار، فستلغي كل منهما الأخرى بحيث تكون القوة المحصلة المؤثرة على الجسم صفرًا.
ولكن هذه العبارة الواردة في الخيار (د) ليست صوابًا في كل الأحوال. إحدى طرق الحصول على قوة محصلة تساوي صفرًا هي وجود عدة قوى تلغي إحداها الأخرى. إلا أنه يمكننا أيضًا الحصول على قوة محصلة تساوي صفرًا في حالة عدم وجود أي قوى مؤثرة على الإطلاق. وعليه، فالعبارة التي تنص على أن عدة قوى يجب أن تؤثر على الجسم ليست صوابًا في كل الأحوال. وعليه، فهذا يعني أن إجابتنا عن هذا الجزء الأول من السؤال هي أن العبارة التي يجب أن تكون صوابًا عن الجسم هي العبارة الواردة في الخيار (ب)، والتي تقول إن السرعة القياسية للجسم ثابتة.
لنتناول الآن الجزء الثاني من السؤال.
أي العبارات الآتية عن الجسم يجب أن تكون خطأ؟ (أ) السرعة القياسية للجسم تساوي صفرًا. (ب) السرعة القياسية للجسم ثابتة. (ج) تؤثر قوة واحدة مقدارها أكبر من الصفر على الجسم. (د) تؤثر عدة قوى مقاديرها أكبر من الصفر على الجسم.
أعطيت لنا الإجابات الأربع المحتملة نفسها كما في الجزء الأول من السؤال. ولكن هذه المرة، مطلوب منا إيجاد العبارة التي يجب أن تكون خطأ. ولقد أنجزنا بالفعل غالبية ما هو مطلوب للإجابة عن هذا السؤال.
فقد علمنا أنه بالنسبة إلى جسم تؤثر عليه قوة محصلة تساوي صفرًا، فإن قانون نيوتن الأول ينص على أن سرعة الجسم القياسية يجب أن تظل ثابتة. وهذا يعني أن العبارة الواردة في الخيار (ب) يجب أن تكون صوابًا. وهذا يعني أيضًا أن العبارة الواردة في الخيار (أ) يمكن أن تكون صوابًا؛ لأن هذه السرعة القياسية الثابتة للجسم يمكن أن تساوي صفرًا. كما رأينا أيضًا أنه إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة على جسم تساوي صفرًا، فهذا يعني إما عدم وجود أي قوى تؤثر على هذا الجسم على الإطلاق، وإما وجود عدة قوى تؤثر على الجسم، ولكنها متوازنة بحيث تلغي إحداها الأخرى.
وتنص العبارة الواردة في الخيار (ج) على أن هناك قوة واحدة تؤثر على الجسم. وأي قوة واحدة لا بد أن تكون غير متوازنة، من ثم لا يمكن للقوة المحصلة أن تساوي صفرًا. إذن، هذه العبارة لا يمكن أن تكون صوابًا. بينما تشير العبارة الواردة في الخيار (د) إلى وجود عدة قوى مقاديرها أكبر من صفر تؤثر على الجسم. وقد يكون هذا صحيحًا؛ لأنه في حالة وجود عدة قوى مؤثرة، فقد تكون هذه القوى متوازنة بحيث تساوي القوة المحصلة صفرًا. إذن، فالعبارة الواردة في الخيار (د) يمكن أن تكون صوابًا.
وإجمالًا، فإن العبارة الوحيدة التي لا يمكن أن تكون صوابًا هنا هي العبارة الواردة في الخيار (ج). وعليه، فإن إجابة هذا الجزء الثاني من السؤال هي أنه إذا كانت القوة المحصلة المؤثرة على جسم تساوي صفرًا، فإن العبارة التي يجب أن تكون خطأ عن هذا الجسم هي تلك الواردة في الخيار (ج)، والتي تقول إن قوة واحدة مقدارها أكبر من الصفر تؤثر على الجسم.
