التحصيلي

اختبار التحصيل الدراسي — المسار العلمي

← الميكانيكا
١٠

القسم ٢ · الميكانيكا — الموضوع ١٠ من ١٧

الوزن الظاهري والقوة المعيقة

الوزن الظاهري

الوزن الظاهري هو قراءةُ الميزان لجسمٍ يتحرّك بتسارع، وهو القوة العمودية Fn التي يدفع بها الميزانُ الجسمَ. ويختلف عن الوزن الحقيقي Fg = m · g تبعًا لاتجاه التسارع:

تسارعٌ لأعلىتسارعٌ لأسفلسرعةٌ ثابتةaFn = m(g + a)الظاهري أكبرaFn = m(g − a)الظاهري أقلّFn = m·gالظاهري يساوي الحقيقي
الوزن الظاهري (قراءة الميزان) في مصعد: يزيد بتسارعٍ لأعلى، وينقص بتسارعٍ لأسفل، ويساوي الوزن الحقيقي عند ثبات السرعة
  • عند تسارع المصعد إلى أعلى: الوزن الظاهري أكبرُ من الوزن الحقيقي.
Fn = m · (g + a)
  • عند تسارع المصعد إلى أسفل: الوزن الظاهري أقلُّ من الوزن الحقيقي.
Fn = m · (g − a)
  • عند توقّف المصعد أو تحرّكه بسرعةٍ ثابتة: الوزن الظاهري يساوي الوزن الحقيقي.
Fn = m · g
تحقّق سريع
متى ينعدم وزنُك الظاهري (انعدام الوزن)؟
اعرض الإجابة
عند السقوط الحرّ، حين يكون تسارع المصعد لأسفل a = g، فتصبح Fn = m(g − g) = 0.

القوة المعيقة والسرعة الحدّية

القوة المعيقة (Fd) قوةُ ممانعةٍ يؤثّر بها مائعٌ (هواءٌ أو سائل) في جسمٍ يتحرّك خلاله، وتعاكس حركته. وهي تعتمد على:

  • حركة الجسم: تزداد القوة المعيقة كلّما زادت سرعة الجسم.
  • خصائص الجسم: الشكل والحجم.
  • خصائص المائع: اللزوجة ودرجة الحرارة.

السرعة الحدّية سرعةٌ منتظمةٌ (قصوى) يصل إليها الجسم الساقط حين تتساوى القوة المعيقة الصاعدة مع وزنه الهابط، فتنعدم المحصّلة ويتوقّف التسارع:

Fg = Fd
FgNالوزن (الجاذبية)
FdNالقوة المعيقة
FdFgعند التساوي: المحصّلة صفرvtvt
السرعة الحدّية: يسقط الجسم متسارعًا حتى تساوي القوة المعيقة Fd وزنَه Fg، فتنعدم المحصّلة وتثبت سرعته عند القيمة القصوى vt
تنبيه

🔑 قبل بلوغ السرعة الحدّية يكون الوزن أكبرَ من القوة المعيقة فيتسارع الجسم؛ وعند التساوي Fg = Fd تنعدم المحصّلة فتثبت السرعة.

أمثلة على «الوزن الظاهري والقوة المعيقة»

مثال ١

طاولة كتلتها 10 kg على سطح أفقي، ومعامل احتكاكها الحركي μk = 0.2، فما مقدار قوة الاحتكاك الحركي بالنيوتن؟ (g = 10 m/s²)

◎ توقّع الإجابة أولًا:

الموضوع السابق →← الموضوع التالي
قدّام | منصة التدريب على اختبارات القدرات والتحصيلي وموهبة