فيديو السؤال: تحديد القوة الناتجة عن تصادم كرتين الفيزياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

تصادمت الكرة ‪A‬‏ بالكرة ‪B‬‏، كما هو موضح في الشكل الآتي. أثناء التصادم، إذا أثرت الكرة ‪A‬‏ بالقوة ‪𝐹‬‏ على الكرة ‪B‬‏، فإن الكرة ‪B‬‏ تؤثر بالقوة (فراغ) على الكرة ‪A‬‏. أ: ‪𝐹‬‏، ب: سالب ‪𝐹‬‏، ج: اثنان ‪𝐹‬‏ على خمسة، د: خمسة ‪𝐹‬‏ على اثنين.

في هذا السؤال، مطلوب منا إيجاد القوة التي تؤثر بها الكرة ‪B‬‏ على الكرة ‪A‬‏ عندما تتصادم الكرتان.

للإجابة عن هذا السؤال، علينا أن نسترجع قانون نيوتن الثالث للحركة. تذكر أن قانون نيوتن الثالث يطبق عند وجود جسمين بينهما تأثير متبادل. في هذه الحالة، لدينا كرتان تتصادمان، ويشكل هذا التصادم تأثيرًا متبادلًا. عادة ما يصاغ قانون نيوتن الثالث بقولنا إن لكل فعل رد فعل مساويًا له في المقدار ومعاكسًا له في الاتجاه. ما يعنيه هذا هو أنه إذا كان لدينا جسمان، وكان الجسم الأول يؤثر بقوة على الجسم الثاني، فإن الجسم الثاني يؤثر أيضًا على الجسم الأول بقوة مساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه.

نعلم من المعطيات أن الكرة ‪A‬‏ تؤثر بالقوة ‪𝐹‬‏ على الكرة ‪B‬‏؛ أي قوة مقدارها ‪𝐹‬‏ تؤثر في الاتجاه الموجب. في الرسم الموضح لدينا، تتصادم الكرتان، وتتحرك الكرة ‪A‬‏ إلى اليمين وتتحرك الكرة ‪B‬‏ إلى اليسار. هذا يعني أنه عند التصادم، يجب أن تؤثر الكرة ‪A‬‏ على الكرة ‪B‬‏ بقوة في اتجاه اليمين. وهذا يعني أنه جرى اعتبار اتجاه اليمين هنا الاتجاه الموجب.

يخبرنا قانون نيوتن الثالث أن الكرة ‪B‬‏ ستؤثر أيضًا بقوة على الكرة ‪A‬‏، بنفس مقدار ‪𝐹‬‏، ولكن في الاتجاه المعاكس. هذا يعني أن القوة التي تؤثر بها الكرة ‪B‬‏ على الكرة ‪A‬‏ قوة مقدارها ‪𝐹‬‏ في اتجاه اليسار؛ أي الاتجاه السالب. وهذا يماثل قولنا إن القوة التي تؤثر بها الكرة ‪B‬‏ على الكرة ‪A‬‏ تساوي سالب ‪𝐹‬‏. إذن، الإجابة الصحيحة هي الخيار ب؛ سالب ‪𝐹‬‏.

بالمناسبة، لاحظ أننا لم نحتج إلى استخدام المعلومات المتعلقة بكتلتي الكرتين المعطاة لنا في الشكل. فقانون نيوتن الثالث للحركة لا يعتمد على كتلتي الجسمين.