الدرس الاول ... القانون الاول لنيوتن

القانون الأول لنيوتن
 قانون نيوتن الأول
- يبقى الجسم الساكن ساكن والجسم المتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم متحرك ما لم تؤثر عليه قوة تغير من حالته
- في غياب القوى المحصلة المؤثرة على الجسم يبقى الجسم الساكن ساكن ويبقى الجسم المتحرك في خط مستقيم متحرك بسرعة منتظمة
 العلاقة البيانية لقانون نيوتن الأول :
* الشق الأول للقانون
- شكل (1 ،2 ) يمثل العلاقة بين الزمن والمسافة حالة جسم ساكن
* الشق الثاني للقانون
-يمثل العلاقة بين ( زمن والسرعة ) حالة
جسم يتحرك بسرعة ثابتة منتظمة (3)
-يمثل العلاقة بين ( الزمن والمسافة )
حالة جسم يتحرك بسرعة ثابتة منتظمة (4)
 الشق الأول من القانون
يمكن إدراكه بسهولة لأنه عند وضع كتاب أو أي شيء من الجوامد على منضدة لا
يمكن يتحرك إلا إذا امتدت إليه يد تحركه
 الشق الثاني من القانون
-من الصعب تصوره لأنه مثلا راكب الدراجة عندما يحرك البدال تنطلق الدراجة على الطريق
-عندما يوقف راكب الدراجة البدال فإن الدراجة سوف تتوقف تماما بعد قطع مسافة
تطول أو تقصر تبعاً لنعومه أو خشونة الطريق (قوى الاحتكاك)
 الصيغة الرياضية لقانون نيوتن الأول :
عند تطبيق قانون نيوتن الأول يجب مراعاة غياب القوى الخارجية التي تؤثر على الجسم
Σ F =0
*الاتزان الاستاتيكى :-
يحدث عندما يتأثر الجسم بقوتين متساويتين فى المقدار ومتضادتين فى الإتجاة فيكون محصلة القوى المؤثرة علية تساوى صفر 0اى أن القوة المؤثرة يلاشى بعضها البعض 0
Σ F =0
 علل لا يعتبر السكون هو المظهر الوحيد للجسم المتزن
لان اى جسم يمكن ن يكون تحت تأثير قوة متزنة فى حالتين هم :- السكون وحالة الحركة بسرعة منتظمة
قـــــوى الاحتكاك :
 قوة الاحتكاك
- هى قوى تكون بين سطح ما والجسم الذي يتحرك عليه
 فعل قوى الاحتكاك
تعمل قوى الاحتكاك على تقليل سرعة الجسم المتحرك نتيجة حدوث احتكاك بين السطح والجسم الذى يتحرك عليه
-إذا كانت قوة الاحتكاك كبيرة :- تقل المسافة التي يقطعها الجسم
-إذا كانت قوة الاحتكاك صغيرة : - تزداد المسافة التي يقطعها الجسم
-إذا انعدمت قوة الاحتكاك - يستمر الجسم متحرك في خط مستقيم بسرعة منتظمة
 علل : تتناقص سرعة جسم عندما يتحرك في خط مستقيم على سطح خشن
- بسبب وجود قوى الاحتكاك بين الجسم والسطح الخشن و وجود مقاومة الهواء للجسم
الـوسادة الهوائية
 الوسادة الهوائية :
وسيلة لإنقاص قوى الاحتكاك لأقل قيمة ممكنة
 فكرة العمل
بنيت فكرة العمل على أساس أن الهواء المندفع من الثقوب تحت ضغط عالي يرفع
الجسم المتحرك على سطح الوسادة لأعلى فتقل قوة الاحتكاك لأقل درجة ممكنة
 علل : استخدام الوسادة الهوائية في تجارب تحقيق القانون الأول لنيوتن
- لأنها أحسن وسيلة لتقليل قوة الاحتكاك بين السطح والجسم المتحرك عليه لأقل درجة ممكنة لأن الهواء المندفع من الثقوب بقوة يدفع الجسم على الوسادة لأعلى فيقلل من قوة الاحتكاك بينهما
-
القصور الذاتى :
 تعريف القصور الذاتى
هو خاصية احتفاظ الجسم بحالته من السكون أو الحركة فى خط مستقيم بسرعة ثابتة .
مــــــــــلاحظات
- يزداد القصور الذاتي لجسم بزيادة كتلته
- يتناسب القصور الذاتي لجسم طردياً مع كتلته
- من السهل تحريك جسم كتلته صغيرة من الصعب تحريك جسم كتلته كبيرة
-قانون نيوتن الأول يعبر عن القصور الذاتي ويعرف باسم القصور الذاتى
تطبيقات على القصور الذاتى
 علل : يسهل تحريك جسم كتلته صغيرة
- لأن الكتلة الصغيرة يكون قصورها الذاتى صغير .
 علل : يصعب تحريك جسم كتلته كبيرة
- لأن الكتلة الكبيرة يكون قصورها الذاتى كبير .
 علل : يجب تقليل سرعة السيارة في المنحنيات
حتى لا تتعرض السيارة للانقلاب عند تغير اتجاه حركة السيارة وهى على سرعة كبيرة
بواسطة خاصية القصور الذاتي نتيجة محاولة السيارة الاحتفاظ باتجاة السرعة التي كانت عليها
 علل : اندفاع ركاب الأتوبيس إلى الخلف عند تحركه فجأة
- لأنه عند تحرك السيارة فجأة إلى الأمام يحاول الركاب الاحتفاظ بحالة السكون التي كانوا عليها بخاصية القصور الذاتي فيسبب اندفاعهم للخلف
- علل : يستمر انطلاق الصاروخ بعد نفاذ وقوده وهو على ارتفاع كبير جداً من سطح الأرض
لأنه عندما يبتعد الصاروخ عن سطح الأرض أو الكواكب والنجوم تنعدم القوة الخارجية المؤثرة عليه ويكون ( مج ق = صفر ) فيسير بسرعة منتظمة فى خط مستقيم طبقا لقانون نيوتن الأول
 علل : ينصح باستخدام حزام الأمان عند قيادة السيارة
حتى لا نصطدم بجسم السيارة عند توقفها فجأة 0 نتيجة اندفاع جسمه للأمام وذلك لأن جسم الراكب يحاول الاحتفاظ بحالته من الحركة بخاصية القصور الذاتي
 علل : ينصح بعدم الهبوط من الترام وهو يسير
حتى لا نقع على الأرض أثناء سير الترام لآن الجسم يحاول الاحتفاظ بحالتة من الحركة بخاصية القصور الذاتى
 علل : تظل المروحة في الدوران بعد انقطاع التيار الكهربي
لأن أذرع المروحة تكون متأثرة بقوة تجعلها تدور بفعل خاصية القصور الذاتي لأنها تحاول الاحتفاظ بحالتها من الحركة
 علل : يعرف القانون الأول لنيوتن بقانون القصور الذاتي
لأن القانون الأول لنيوتن يوضح خاصية القصور الذاتي حيث يحتفظ الجسم بحالته الموجود فيها من حيث السكون أو الحركة أي أن الجسم يقاوم التغير لأنه قاصر على تغيير حالته ما لم تؤثر عليه قوى خارجية تغير من حالته
 علل : تسقط قطعة النقود في الكوب عند سحب لوح الورق المصقول من تحتها
لأنه عند سحب لوح الورق فجأة فإن قطعة النقود تحاول الاحتفاظ بحالة السكون التي كانت عليها بخاصية القصور الذاتي
 علل : بقاء قطعة الرخام فوق المنضدة بعد سحب لوح الورق من تحتها
لأن قطعة الرخام تحاول بخاصية القصور الذاتي الاحتفاظ بحالة السكون التي كانت عليها فتبقى على المنضدة
 علل تتناقص سرعة الدراجة تدريجيا عندما تترك تلقائيا على طريق افقى فى حين يظل الصاروخ مندفعا بنفس السرعة اندفاعا تلقائيا عندما يكون على ارتفاع كبير من سطح الأرض
-تتناقص سرعة الدراجة تدريجيا عندما تتحرك تلقائيا على طريق افقى بسبب قوة الاحتكاك بين الدراجة والطريق مج ق# صفر
- يظل الصاروخ مندفعا بنفس السرعة اندفاعا تلقائيا عندما يكون على ارتفاع كبير من سطح الأرض لآن الصاروخ يتحرك طبقا لقانون نيوتن الأول مج ق =صفر
 علل : اندفاع الركاب للأمام إذا توقفت السيارة فجأة
عندما تتوقف السيارة فجأة يحاول الركاب الاحتفاظ بحالة الحركة التي كانوا عليها بخاصية القصور الذاتي مما يسبب اندفاعهم للأمام
 علل : قد يسقط الشخص على وجهه عندما يصطدم بحجر وهو يسير
لأنه عند اصطدام قدمه بحجر تتوقف القدم عن الحركة ويظل جسمه من أعلى متحرك بخاصية القصور الذاتي
الكتلة القصورية :
 تعرف الكتلة القصورية
هي مقدار مقاومة الجسم لتغير سرعته عند التصادم
تجربــة :
1- ضع ركابين الأول كتلته m1 والثاني كتلته m2
على وسادة هوائية
2- ضع بين الركابين سلك زنبركي مضغوط
3- اربط الركابين معاً بخيط
4- احرق الخيط فينقطع
الملاحظـة :
يندفع كل من الركابين بعيداً عن الآخر في اتجاهين متضادين بفعل مرونة السلك الزنبركى
5- عين سرعة كل من الركابين الأول ولتكن V1 والثاني ولتكن V2
6- أوجد خارج قسمة ( نسبة ) V2/V1
7- كرر العمل السابق عدة مرات مع نفس الركابين ولكن باستخدام ملفات زنبركية مختلفة المرونة مع تعين نسبة V2 / V1كل مرة
الملاحظـة :
نلاحظ أن V2/V1= مقدار ثابت
9- أوجد نسبة m1/m2 نجد أن
=
-عند وضع m2=1 k g نحصل على
m1 = 1 k g ×
تعرف هذة المعادلة بالصيغة الرياضية للكتلة القصورية

مـــــــــلاحظات
-تعتبر كتلة الجسم مقياساً لقصوره الذاتي
-الكتلة القصورية كمية قياسية
-تتناسب سرعة الجسم تناسبا عكسيا مع كتلته {1/m  V}
-تقاس الكتلة القصورية بوحدة الكيلو جرام
-عندما تتضاعف كتلة الجسم تقل سرعتة إلى النصف
-عندما تقل كتلة الجسم إلى النصف تتضاعف السرعة
-يمكن معرفة مقلوب النسبة بين الكتلتين بمعرفة النسبة بين السرعتين
-النسبة بين سرعة الجسيم V2/V1 تساوى مقلوب النسبة بين كتلة الجسمين m1/m2

مسائل محلولة
1-فى تجربة لارتداد الركابين كانت كتلة أحداهما 1 كيلو جرام و يتحرك بسرعة 4.5 م/ث بينما كانت كتلة الركاب الثانى مجهولة ويتحرك بسرعة 1.5 م/ث احسب قيمة الكتلة المجهولة
V2= 1.5 m/s , V1 = 4.5 m/s m1 = 1k g , m2 = ?
=
=
m2 = = 3 kg
======================================================
2-فى تجربة لارتداد الركابين كانت سرعة الركاب المجهول الكتلة = 6 م/ث وسرعة الركاب الثانى 2 1 م/ ث و كتلتة 1 كجم اوجد الكتلة المجهولة
V2=6 m/s , V1 =12 m/s , m1 = 1k g , m2 = ?
=
=
m2 =12 × 1 /6 = 2 kg
=====================================================
3-عربتان (أ،ب) على وسادة هوائية تم ربطهما معا بخيط بعد وضع بينهم زنبرك مضغوط وعند حرق الخيط ابتعدت العربة (أ) وكتلتها 1 كجم بسرعة 8,8 م /ث وكانت سرعة ابتعاد العربة (ب) 4,4 م/ث احسب كتلة العربة (ب)
V2=404 m/s , V1 =808 m/s , m1 = 1k g , m2 =? Kg
=
=
m2= 8.8 ×1/4.4 = 2 kg
======================================================
كمية الحركة الخطية PL
 تعريف كمية التحرك
هى حاصل ضرب كتلة الجسم فى سرعته
الكمية العلاقة الرياضية وحدة القياس نوع الكمية
كمية الحركة الخطية PL PL = m V kg m /s -مشتقة و متجهة
-اتجاهها هو نفس اتجاة السرعة
 التغير فى كمية التحرك والمعدل الزمني للتغير فى كمية التحرك
عندما يتحرك جسم كتلته (m) كجم بسرعة ابتدائية Vo m/sوأصبحت سرعته (Vt m/s)
بعد زمن قدره t s
- التغير فى كمية التحرك
PL = m( Vt –Vo) =m  V
-المعدل الزمنى للتغير فى كمية التحرك :
PL = =
 علل كمية تحرك رجل يجرى أكبر من كمية تحرك قطار ساكن
لآن كمية التحرك = ك× ع والرجل الذي يجرى يكون لة سرعة أما القطار الساكن
تكون السرعة = صفر
س : ما معنى أن كمية التحرك لجسم = 100 k g m/s
معنى ذلك أن حاصل ضرب كتلة الجسم بالكيلو جرام في سرعته بالمتر = 100 k g
m/s
 العلاقة البيانية لكمية التحرك :
*العلاقة بين كمية التحرك والسرعة *العلاقة بين كمية التحرك والكتلة
عبارة عن خط مستقيم يمر بنقطة الأصل
Slop = = m
PL = m ×V
PL = costant V
PL V
عبارة عن خط مستقيم يمر بنقطة الأصل
Slop = =V

PL = m.V= costant . m
PL m---- (2)
من العلاقة 1 ,2 نجد ان
PL m×V

» الدرس الثانى ... القانون الثانى لنيوتن
» الدرس الثالث ... القانون الثالث لنيوتن
» الدرس الاول ... المحاليل
» الدرس الاول ... الوقود
» الدرس الاول ... الصوت