فيديو السؤال: العجلة والقوة الفيزياء

كوب كتلته ‪125 g‬‏ كان في حالة سكون على مكتب عندما اصطدمت به ذراع شخص عن طريق الخطأ. تحرك الكوب في الاتجاه الذي دفع فيه بعجلة مقدارها ‪0.25 m/s^2‬‏. ما مقدار القوة التي أثرت بها الذراع على الكوب؟ قرب إجابتك لأقرب منزلتين عشريتين.

٠٣:٣٦

‏نسخة الفيديو النصية

كوب كتلته 125 جرامًا كان في حالة سكون على مكتب عندما اصطدمت به ذراع شخص عن طريق الخطأ. تحرك الكوب في الاتجاه الذي دفع فيه بعجلة مقدارها 0.25 متر لكل ثانية مربعة. ما مقدار القوة التي أثرت بها الذراع على الكوب؟ قرب إجابتك لأقرب منزلتين عشريتين.

نعلم من معطيات السؤال أن لدينا كوبًا كتلته 125 جرامًا، وكان في البداية في حالة سكون على مكتب. ويخبرنا السؤال بعد ذلك أن ذراع شخص قد اصطدمت بهذا الكوب مؤثرة عليه بقوة ما، وهو ما جعله يتحرك بعجلة في الاتجاه الذي دفع فيه. نعلم من المعطيات أن مقدار العجلة يساوي 0.25 متر لكل ثانية مربعة. علينا إيجاد مقدار القوة التي أثرت بها الذراع على الكوب عندما اصطدمت به، والتي رمزنا لها بالرمز ‪𝐅‬‏.

لحل هذا السؤال، علينا إيجاد علاقة بين عجلة الكوب، ‪𝑎‬‏، والقوة المؤثرة على الكوب، ‪𝐅‬‏، وكتلة الكوب، ‪𝑚‬‏. هذه العلاقة هي قانون نيوتن الثاني للحركة، الذي ينص على أن القوة ‪𝐅‬‏ المؤثرة على جسم تساوي كتلة الجسم، ‪𝑚‬‏، مضروبة في العجلة، ‪𝑎‬‏، التي يتحرك بها الجسم. وبما أننا في هذه الحالة نعرف قيمة كل من ‪𝑚‬‏، و‪𝑎‬‏، يمكننا استخدام هذه المعادلة من قانون نيوتن الثاني لإيجاد مقدار القوة المؤثرة على الكوب. لكن قبل القيام بذلك، علينا التفكير في وحدات قياس هذه الكميات.

إذا أردنا إيجاد القوة بالنيوتن، وهي الوحدة المعيارية للقوة في النظام الدولي للوحدات ‪(SI)‬‏، نحتاج إلى أن تكون الكتلة والعجلة بوحدتيهما المعياريتين أيضًا. الوحدة المعيارية للكتلة هي الكيلوجرام، والوحدة المعيارية للعجلة هي متر لكل ثانية مربعة. قيمة العجلة، ‪𝑎‬‏، التي تحرك بها الكوب، معطاة بالفعل بوحدة متر لكل ثانية مربعة. لكن قيمة الكتلة، ‪𝑚‬‏، معطاة بوحدة الجرام بدلًا من الكيلوجرام. ومن ثم علينا تحويل هذه القيمة من الجرام إلى الكيلوجرام. لعلنا نتذكر أن الكيلوجرام الواحد يساوي 1000 جرام. وبقسمة طرفي هذه المعادلة على 1000، نجد أن الجرام الواحد يساوي واحدًا على ألف من الكيلوجرام. إذن لتحويل هذه الكتلة ‪𝑚‬‏ من الجرام إلى الكيلوجرام، علينا ضربها في واحد على 1000 كيلوجرام لكل جرام. وبذلك نجد أن كتلة الكوب تساوي 0.125 كيلوجرام.

نحن الآن جاهزون للتعويض بقيمة الكتلة، ‪𝑚‬‏، وقيمة العجلة، ‪𝑎‬‏، في هذه المعادلة لإيجاد مقدار القوة، ‪𝐅‬‏. بذلك يصبح لدينا ‪𝐅‬‏ تساوي 0.125 كيلوجرام مضروبًا في 0.25 متر لكل ثانية مربعة. وبحساب ذلك، نحصل على قوة مقدارها 0.03125 نيوتن. لكن لاحظ أنه مطلوب منا تقريب الإجابة لأقرب منزلتين عشريتين. لأقرب منزلتين عشريتين، يقرب الناتج لأسفل إلى 0.03 نيوتن.

إذن، الإجابة النهائية هي أن مقدار القوة التي أثرت بها الذراع على الكوب عندما اصطدمت به يساوي 0.03 نيوتن.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.