تعريف محصلة القوى
في علم الميكانيكا، تعرف محصلة القوى (بالإنجليزية: Net Force) بأنها مجموع القوى المؤثرة على جسم ما. أو هي القوة التي يمكن أن تحل محل عدة قوى بحيث يكون تأثيرها هو نفس تأثير القوى الاصلية مجتمعة.
مكونات محصلة القوى
تتكون محصلة القوى من مقدار واتجاه.
- المقدار: هو قيمة القوة المحصلة، ويتم قياسه بوحدة نيوتن (N).
- الاتجاه: هو اتجاه القوة المحصلة، ويتم تمثيله بسهم يشير إلى اتجاه القوة.
طرق حساب محصلة القوى
هناك طريقتان لحساب محصلة القوى:
- الطريقة الرسومية: تعتمد هذه الطريقة على رسم القوى المؤثرة على الجسم في نظام إحداثيات، ثم إضافة هذه القوى باستخدام قوانين الجمع الهندسي.
- الطريقة الرياضية: تعتمد هذه الطريقة على استخدام قانون نيوتن الثاني للحركة، والذي ينص على أن محصلة القوى المؤثرة على جسم ما تساوي كتلة الجسم مضروبة في تسارعه.
تأثير محصلة القوى على جسم ما
تؤثر محصلة القوى على جسم ما بأحد الطرق التالية:
- تغيير سرعة الجسم: إذا كانت محصلة القوى غير صفرية، فإنها تؤدي إلى تغيير سرعة الجسم، إما بتغيير مقدارها أو اتجاهها أو كليهما.
- تغيير شكل الجسم: إذا كانت محصلة القوى كبيرة بما يكفي، فإنها يمكن أن تؤدي إلى تغيير شكل الجسم، مثل ثنيه أو تكسيره.
- تحريك الجسم: إذا كانت محصلة القوى غير صفرية وليست متعامدة مع اتجاه حركة الجسم، فإنها تؤدي إلى تحريك الجسم في اتجاه محصلة القوى.
أمثلة على محصلة القوى
- جسم يتحرك بسرعة ثابتة: في هذه الحالة، تكون محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوي صفرًا، أي أن القوى المؤثرة على الجسم متعادلة.
- جسم يتحرك في خط مستقيم بسرعة متزايدة: في هذه الحالة، تكون محصلة القوى المؤثرة على الجسم موجبة، أي أن هناك قوة واحدة أو أكثر تؤثر على الجسم في نفس الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم.
- جسم يتحرك في خط مستقيم بسرعة متناقصة: في هذه الحالة، تكون محصلة القوى المؤثرة على الجسم سالبة، أي أن هناك قوة واحدة أو أكثر تؤثر على الجسم في اتجاه معاكس لاتجاه حركة الجسم.
تطبيقات محصلة القوى
تستخدم محصلة القوى في العديد من التطبيقات العملية، مثل:
- الهندسة الميكانيكية: تستخدم محصلة القوى لتصميم وتحليل الآلات.
- الطيران: تستخدم محصلة القوى لتصميم وتشغيل الطائرات.
- السيارات: تستخدم محصلة القوى لتصميم وتشغيل السيارات.
- الهندسة المدنية: تستخدم محصلة القوى لتصميم وبناء المباني والجسور.
