مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
قياس القوة باستخدام الدينامومتر
القوة هي مؤثر يغير من حالة الجسم (حركته أو شكله). لقياس القوة نستخدم جهازاً يسمى الدينامومتر. في هذا الدرس سنتعرف على القوى وكيف نقيسها.
ما هي القوة؟
القوة هي شد أو دفع يؤثر على جسم ما. للقوة خواص مهمة: لها مقدار (شدة) يقاس بالنيوتن، ولها اتجاه (خط التأثير)، ولها نقطة تأثير. القوة يمكن أن تغير سرعة الجسم (تجعله يتحرك أسرع أو أبطأ)، تغير اتجاه حركته، تغير شكله (تمدده أو ضغطه). نيوتن هي وحدة قياس القوة في النظام العالمي للوحدات، سميت على اسم العالم إسحاق نيوتن مكتشف قوانين الحركة والجاذبية.
الدينامومتر: كيف يعمل؟
الدينامومتر (مقياس القوة) يعتمد على مبدأ قانون هوك: استطالة النابض تتناسب طرداً مع القوة المؤثرة عليه. يتكون الدينامومتر من: نابض حلزوني مرن، خطاف لتعليق الأجسام أو سحبها، جسم أسطواني شفاف (زجاج أو بلاستيك) يحوي النابض، ومقياس مدرج بالنيوتن. عند تعليق جسم في الخطاف، يتمدد النابض بقوة تساوي وزن الجسم، ويشير مؤشر متصل بالنابض إلى مقدار القوة على التدريج. كلما زاد وزن الجسم، زادت استطالة النابض.
أنواع الدينامومترات
هناك أنواع مختلفة من مقاييس القوة: الدينامومتر الزنبركي (النابضي) المستخدم في مختبرات الفيزياء والمدارس لقياس الأوزان والقوى الصغيرة والمتوسطة، الدينامومتر الرقمي الإلكتروني الذي يعطي قراءة رقمية دقيقة، ميزان الحمام (الميزان الزنبركي) لقياس وزن الإنسان، ميزان المطبخ الزنبركي، مقاييس القوة الهيدروليكية المستخدمة في المصانع لقياس القوى الكبيرة جداً. الدينامومتر الرقمي أكثر دقة ويمكنه قياس قوى صغيرة جداً تصل إلى أجزاء من النيوتن.
تطبيقات قياس القوة
قياس القوة يستخدم في مجالات متعددة: في الفيزياء لدراسة القوى والحركة والتجارب العلمية، في الهندسة لاختبار قوة المواد والهياكل (اختبار الشد والضغط)، في الطب لقياس قوة العضلات وليد اليد، في الرياضة لقياس قوة اللكمة والركل، في الزراعة لقياس قوة شد الجرارات، في النقل لقياس قوة سحب المركبات. علم الديناميكا (علم دراسة القوى والحركة) أساسي في تصميم السيارات والطائرات والجسور والمباني.
قوانين نيوتن للحركة
قوانين نيوتن الثلاثة هي أساس فهم القوى: القانون الأول (القصور الذاتي): الجسم الساكن يبقى ساكناً والمتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. القانون الثاني: تسارع الجسم يتناسب طرداً مع القوة المؤثرة عليه وعكساً مع كتلته (ق = ك × ت). القانون الثالث: لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. هذه القوانين تفسر حركة الكرات والمقذوفات والكواكب وحتى الصواريخ!
للمزيد من المعلومات، راجع درس القوى في الفيزياء ودرس الكهرباء: الدائرة الكهربائية.