1. General Physics (Phys 101)
فيزياء عامة (فيز ١٠١)
General Physics (Phys 101)
المحاضرة الثالثة
Lecture # 3

2. قوانين الحركة The Laws of Motion
قانون نيوتن الاول
قانون نيوتن الثاني
قانون نيوتن الثالث
قانون نيوتن للجذب العام
مفهوم الكتلة والوزن
قوة الاحتكاك

3. القوةForce
القوة هي المؤثر الذي يؤثر في الأجسام فيؤدي إلى تغيير حالتها الحركية. والقوة تعمل على إحداث التغييرات التالية :
1- إيقاف الجسم المتحرك .
2- تحريك الجسم الساكن .
3- زيادة سرعة الجسم المتحرك .
4- تقليل سرعة الجسم المتحرك .
5- تغيير اتجاه الجسم المتحرك .

4. أنواع القوى قوى لها مجال قوى لها اتصال
a) When a coiled spring is pulled, the spring stretches.
d) The gravitational force of attraction between two objects.
e) electric force that one electric charge exerts on another; example: charges of the electron and proton that form a hydrogen atom
b) When a stationary
cart is pulled hard that friction is overcome, the
cart moves.
c) When a football is kicked, it is both deformed and set in motion.
f) Force a bar magnet exerts on a piece of iron.

5. محصلة القوى هي المجموع الاتجاهي لجميع القوى المؤثرة على جسم ما.
اذا كانت المحصلة تساوي الصفر, فان التسارع يكون صفر والسرعة المتجهة تكون قيمة ثابتة.
اذا كانت السرعة المتجهة قيمة ثابتة ( بما في ذلك عندما تساوي الصفر), نستطيع القول ان الجسم في حالة اتزان

6. كيف تكون محصلة القوى صفر؟
قوة دفع الطاولة للكتاب. FT
Physics
الكتاب ساكن.
تأثير قوى الجاذبية على الكتاب FG
على الرغم من وجود قوى مؤثرة على الكتاب إلا أنه في حالة توازن وبالتالي تكون محصلة القوة على الكتاب تساوي الصفر.
SF = 0

7. قانون نيوتن الأول
يبقى الجسم الساكن ساكناً, ما لم تؤثر فيه قوة , يبقى والجسم المتحرك متحركاً وبسرعة ثابتة وفي خط مستقيم, ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تعمل على تغيير مقدار سرعته أو اتجاهها أو الاثنين معاً ".

8. قانون نيوتن الاول وبصيغة اخرى:
اذا كانت محصلة القوى المؤثرة على جسم صفر. فان السرعة المتجهة
لن تتغير أي تبقى قيمتها ثابتة . وعليه فان الجسم لن يكتسب تسارع ويكون مساو للصفر وهذا يعني:
الجسم لن يغير اتجاه حركته
الجسم لن تزداد سرعته
الجسم لن يتبطأ

9. القصور الذاتي law of inertia
تبعا لقانون نيوتن الأول
القصور الذاتي law of inertia
والقصور هو ممانعة الجسم لأي تغيير في حالته الحركية, أوعدم قدرته على إحداث تغيير في حالته الحركية, فالجسم لا يستطيع ( بنفسه ) أن يغير حالته الحركية, ولا بد من وجود قوة خارجية تعمل على ذلك.
العلاقة بين القصور الذاتي وكتلة الجسم طردية.
فكلما زادت الكتلة زاد القصور الذاتي وكلما قلت الكتلة قل القصور
تقاس الكتلة في النظام العالمي (SI) بوحدة الكيلوغرام : kg

10. أمثلة على القصور الذاتي
الشخص داخل السيارة المتحركة تكون سرعته مساوية لسرعة السيارة. وعند التوقف المفاجئ فان الشخص يقاوم هذا التغير في السرعة ويحاول مواصلة حركته وهذا مثال واضح لمفهوم القصور الذاتي

11. أمثلة على القصور الذاتي

12. النيوتن في النظام الدولي
قانون نيوتن الثاني
( القوى المحصلة على جسم تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم في تسارعه)
محصلة القوة = كتلة الجسم × تسارعه
:وحدات القوة
النيوتن في النظام الدولي
Newton (in SI system) where; 1 N = 1 kg . m /s2
النيوتن : القوة اللازمة لإكساب جسم كتلته kg1 تسارع مقداره m /s21

13. مثال
يتضح من الرسم أن القوة نفسها ينتج عنها للكتل الكبيرة تسارع اقل مقارنة بالكتل الصغيرة
العلاقة طردية بين القوة والتسارع فكلما زادت القوة المؤثرة زاد التسارع , بينما تكون عكسية بين التسارع وكتلة الجسم

14. تبعا لقانون نيوتن الثاني
التسارع (Acceleration) : ينتج عند تطبيق قوة على جسم ما.
ماذا يعني ؟
ان الاجسام الثقيلة تحتاج قوة اكبر لتتحرك نفس مقدار المسافة مقارنة بالاجسام الخفيفة.

15. مثال
تبلغ كتلتة سيارة محمد kg1000 ,وقد فرغت من الوقود وقام بدفعها محاولاًان يوصلها لمحطة البنزين مما احدث بالسيارة تسارع مقداره 0.05 m/s2. باستخدام قانون نيوتن الثاني اوجدي قيمة هذه القوة؟
𝐹 =𝑚 𝑎
𝐹=1000×0.05
𝐹=50 𝑁

16. طريقة حل المسائل Particles in Equilibrium Particles Under
a Net Force
الجسم تحت تأثير محصلة قوى
اذا كانت هناك محصلة قوى فان الجسم يكتسب تسارع وبتطبيق قانون نيوتن الثاني نجد
∑ 𝐹 = 𝑚 𝑎
𝑚 𝑎 ≠0
∑ 𝐹 ≠0
Particles in Equilibrium
الجسم في حالة اتزان
اذا كانت سرعة الجسم ثابتة او صفر , فان القوى المؤثرة تكون متعادلة وبالتالي بتطبيق قانون نيوتن الثاني نجد.
∑F = 0
m 𝑎 =0

17. قانون نيوتن الثالث
"For every action, there is an equal and opposite reaction."
لكل فعل ردة فعل مساوية له في المقدار ومعاكسة في الاتجاه
𝑭 12 =− 𝑭 21

18. أمثلة على قانون نيوتن الثالث
يتضح من الشكل قانون نيوتن الثالث حيث ينطلق الصاروخ للامام نتيجة رد الفعل المعاكس لقوة اندفاع الغازات من الخلف.
رد الفعل
reaction
الفعل
action

19. أمثلة على قانون نيوتن الثالث
عندما يكون الجهاز في حالة سكون على الطاولة فهناك قوتان مطبقتان على الجهاز
قوة وزن الجهاز باتجاه الاسفل Fg ورد الفعل لها FmE والمطبقة من الجهاز على الارض باتجاه الاعلى
القوة العامودية n من الطاولة على الجهاز باتجاه الاعلى ورد الفعل Fmt من الجهاز على الطاولة باتجاه الاسفل.

20. قانون الجذب العام لنيوتن Newton’s Law of Universal Gravitation
ينص قانون نيوتن للجذب العام على:
كل جسم في الكون يجذب كل الاجسام الاخرى بقوة (Fg) تتناسب طرديا مع حاصل ضرب كتلتيهما وتتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينهما
(1)
Fg هي قوة الجذب بين الجسمين ذي الكتلتين ( m1 , m2 ) الفاصل بينهما المسافة ( r)
ملاحظة:
الشكل الرياضي لقانون الجذب العام (معادلة (1) ) يسمى قانون التربيع العكسي.
G : ثابت الجذب العام The Universal Gravitational Constant والذي تم قياسه عمليا، حيث اعطى القيمة:
G = × N . m 2/kg 2 بوحدات SI

21. مثال: ماهي قوة الجذب المتبادلة بين الشمس والأرض إذا علمت أن الأرض تسير في مدار دائري حول الشمس وأن كتلة الأرض = 6× 1024kg وكتلة الشمس = 19.8× 1029 kg والمسافة بين الأرض والشمس = 1011m 1.5× حيث ان ثابت الجذب =
G = × N . m 2/kg 2
الحل:
𝐅 𝐠 =𝟔.𝟔𝟕𝟑× 𝟏𝟎 −𝟏𝟏 (𝟔× 𝟏𝟎 𝟐𝟒 )(𝟏𝟗.𝟖× 𝟏𝟎 𝟐𝟗 ) (𝟏.𝟓× 𝟏𝟎 𝟏𝟏 ) 𝟐
𝐅 𝐠 =𝟑𝟓.𝟐𝟏𝟔𝟕× 𝟏𝟎 𝟐𝟏 𝐍

22. قوة الجاذبية الارضية والوزن The Gravitational Force and Weight
جميع الاجسام تنجذب نحو الارض.
تسمى هذه القوة التي تمارس بواسطة الارض على الجسم بقوة الجاذبية الارضية (Fg) Force of Gravity
يكون اتجاهها نحو مركز الارض ويسمى مقدارها وزن الجسم Weight

23. الكتلة والوزن الوزن الكتلة
هو قوة تعتمد على تسارع الجاذبية (اذن فهو يتغير تبعا لموضعه الجغرافي) ويعتمد ايضا على كتلة الجسم.
يقاس بوحدة Newton تبعا للنظام SI.
من الممكن ان يساوي الصفر.
الكتلة
خاصية ثابتة للجسم لا تعتمد على الوسط المحيط بالجسم او الطريقة التي تستخدم لقياسها (قيمة ثابتة في أي زمان او مكان).
تقاس بوحدات kg تبعا للنظام SI.
لا يمكن ان تساوي الصفر.

24. الكتلة والوزن Weight & Mass
يرتبط الوزن W بالكتلة m من خلال هذه العلاقة:
⟹𝑾=𝒎 g
حيث تعبر g عن قيمة تسارع الجاذبية الارضية والذي يساوي قيمة ثابتة على سطح الارض g=9.8 m/ 𝒔 𝟐
مثال: رجل وزنه 1000N على سطح الارض ماذا تساوي كتلته؟

25. قوة الجاذبية الارضية والوزن The Gravitational Force and Weight
مثال:
يقف رجل كتلته 80 kg في مصعد يتحرك لأعلى بتسارع مقداره
2𝑚/ 𝑠 2 احسبي القوة التي تؤثر بها ارضية المصعد على الرجل؟
الحل:
يخضع الرجل أثناء حركة المصعد لاعلى إلى قوتين هما:
1- وزن الرجل واتجاها عمودي الى اسفل.
2- القوة العمودية التي تؤثر بها أرضية المصعد على الرجل.
Fn=? 𝑎
لدينا حركة رأسية فقط باتجاه محور y بتطبيق قانون نيوتن الثاني:
∑𝐹=𝑚𝑎
W=mg
𝐹 𝑛 −mg=m𝑎
𝐹 𝑛 =m𝑎+mg=944 N

26. قوة الاحتكاك The Force of Friction
قوة الاحتكاك هي القوة التي تنشا نتيجة مقاومة تحرك سطح على سطح اخر.
قوة الاحتكاك هي قوة رد فعل مماسي ( موازية للسطح ) بين السطحين المتلامسين
اتجاه قوة الاحتكاك دائما يكون عكس اتجاه الحركة
Motion

27. قوة الاحتكاك The Force of Friction
القوة الضاغطة العمودية Fn
طبيعة الاسطح المتلامسة ()
وهكذا تُعطى قوة الاحتكاك f من خلال العلاقة الرياضية التالية:
Ff=  Fn
 : يسمى معامل الاحتكاك Friction Coefficient (ليس له وحدة)
يوجد هناك نوعين لقوة الاحتكاك :
1- قوة احتكاك سكوني 𝑓 𝑠 ومعامل احتكاكه يرمز له بالرمز 𝜇 𝑠
2- قوة احتكاك حركي 𝑓 𝑘 ومعامل احتكاكه يرمز له بالرمز 𝜇 𝑘 وهو الذي سوف نهتم بدراسته هنا
**ملاحظة: قوة الاحتكاك لا تعتمد على مساحة التلامس بين الاسطح

28. الاحتكاك يعتمد على طبيعة الاسطح تبعا لمعامل الاحتكاك الحركي 𝜇 𝑘
الاحتكاك يعتمد على طبيعة الاسطح تبعا لمعامل الاحتكاك الحركي 𝜇 𝑘
معامل الاحتكاك بين خشب- خشب
wood Fn w fk
𝝁 𝒌 = 𝒇 𝒌 𝑭 𝒏 =𝟎.𝟒
معامل الاحتكاك بين خشب- اسفلت
wood Fn w fk

29. مثال- الانزلاق على سطح افقي :
مثال- الانزلاق على سطح افقي :
F=60 N
في الشكل المقابل، يُسحب صندوق كتلته 16 kg على ارض افقية خشنة بقوة مقدارها 60 N احسبي التسارع الذي يتحرك به الصندوق حيث أن معامل الاحتكاك الحركي بين الصندوق والسطح يُقدر ب
الحل:
𝐹 𝑛
بتطبيق قانون نيوتن الثاني ،،
∑𝐹=𝑚𝑎
=60 N
∑ 𝐹 𝑦 =0⟹ 𝐹 𝑛 = mg=16×9.8=156.8 N (1)
𝑓 𝑘
∑ 𝐹 𝑥 =m𝑎⟹
60− 𝑓 𝑘 =m𝑎=16 𝑎 (2)
𝑓 𝑘 = 𝜇 𝑘 𝐹 𝑛 =0. 3×156.8=47.04 N (3)
باستخدام معادلة 3 والتعويض في معادلة 2 نحصل على:
60−47.04=16 𝑎
⟹𝑎= =0.81 𝑚/ 𝑠 2

30. Home Work لماذا لا تلغي قوتا الفعل ورد الفعل احداهما الاخرى؟
احسبي القوة المحصلة المؤثرة في كرة كتلتها 0.15kg وتسارعها 20m\s ؟
اذا دفعت صندوقا كتلته 20kg بقوة 40N فما تسارع الصندوق؟
احسبي تسارع عداء كتلته 80kg اذا انطلق تحت تاثير قوة دفع مقدارها 80 N ؟
في الشكل المقابل، صندوق كتلته 8 kg يتحرك على ارض افقية خشنة معامل احتكاكها 0.04 بتسارع قدره 1.5 𝑚/ 𝑠 2 ، مامقدار القوة F؟ F