محصلة القوى لجسم معلق بزنبرك تساوي صفراً عندما يصل الجسم إلى أعلى نقطة في اهتزازه .-صواب-خطأ
هل تعلم أن الجسم المعلّق بزنبرك لا يكون في حالة توازن عند أعلى نقطة من اهتزازه؟ 🤔 هذا السؤال يختبر فهمك الحقيقي لقوانين الحركة والقوى!
هل العبارة التالية صحيحة أم خاطئة؟
الحقيقة 1: التسارع لا يساوي صفرًا في الطرفين
في أعلى وأسفل نقطة من الاهتزاز، يكون الجسم متوقفًا لحظيًا، لكنه يتسارع باتجاه نقطة الاتزان. وهذا يعني أن محصلة القوى لا تساوي صفرًا.
الحقيقة 2: قانون هوك يتحكم في القوة
القوة التي يؤثر بها الزنبرك تُعطى بالعلاقة F = -kx، حيث x هو الإزاحة عن موضع الاتزان. في أعلى نقطة، تكون الإزاحة عظمى، لذا القوة عظمى أيضًا.
الحقيقة 3: التوازن فقط في منتصف الاهتزاز
محصلة القوى تساوي صفرًا فقط عند موضع الاتزان (منتصف المسار)، حيث تكون قوة الزنبرك مساوية لوزن الجسم ومتعاكسة معه.
ابحث بذكاء 🔍
جرب أن تكتب في جوجل الآن: “محصلة القوى لجسم معلق بزنبرك تساوي صفراً عندما يصل الجسم إلى أعلى نقطة في اهتزازه .-صواب-خطأ ajwibat“
ما المقصود بمحصلة القوى؟
محصلة القوى هي القوة الكلية المؤثرة على جسم ما. وفقًا لقانون نيوتن الثاني، إذا كانت محصلة القوى تساوي صفرًا، فإن الجسم إما ساكن أو يتحرك بسرعة ثابتة (لا يتسارع).
أما إذا كانت محصلة القوى غير صفر، فإن الجسم يتسارع في اتجاه القوة المحصلة.
كيف يهتز الجسم المعلق بزنبرك؟
عند سحب الجسم لأسفل ثم تركه، يبدأ في الحركة التوافقية البسيطة. يتحرك بين نقطتين: أقصى ارتفاع (أعلى نقطة) وأقصى انخفاض (أسفل نقطة)، ومرورًا بنقطة الاتزان في المنتصف.
في كل لحظة، تؤثر قوتان: وزن الجسم (لأسفل) وقوة الزنبرك (لأعلى أو لأسفل حسب التمدد).
تحليل القوى عند أعلى نقطة
في أعلى نقطة، يكون الزنبرك أقل تمددًا من موضع الاتزان، لذا تكون قوة الزنبرك لأعلى أقل من وزن الجسم. بالتالي، محصلة القوى تكون لأسفل، وليس صفرًا.
هذا التسارع لأسفل هو ما يجعل الجسم يبدأ بالعودة نحو نقطة الاتزان.
متى تكون محصلة القوى صفرًا؟
فقط عند نقطة الاتزان (حيث يكون الزنبرك ممتدًا بمقدار يعوّض وزن الجسم تمامًا). هناك، تكون قوة الزنبرك لأعلى مساوية لوزن الجسم لأسفل، فتتعادل القوتان.
ولكن حتى هناك، الجسم لا يكون ساكنًا! بل يمر بسرعة عظمى.
لماذا يخطئ الكثيرون في هذا المفهوم؟
لأن الجسم يتوقف لحظيًا في أعلى وأسفل نقطة، يظن البعض أنه في حالة توازن. لكن التوقف اللحظي لا يعني توازن القوى، بل يعني أن السرعة صفر بينما التسارع ليس كذلك.
الفرق بين “السرعة” و”التسارع” هو مفتاح الفهم الصحيح.
ربط المفهوم بمنهج وزارة التعليم السعودية
في الفيزياء للمرحلة الثانوية (النظام الفصلي)، يُدرَّس هذا المفهوم ضمن وحدة “الحركة التوافقية البسيطة”. ويُشدّد المنهج على أن التسارع يكون عكسيًا مع الإزاحة، وعظمى عند الطرفين.
العبارة في سؤالنا تناقض هذا المبدأ، لذا فهي خاطئة.
خلاصة علمية واضحة
العبارة: “محصلة القوى لجسم معلق بزنبرك تساوي صفراً عندما يصل الجسم إلى أعلى نقطة في اهتزازه” هي خاطئة.
لأن الجسم في أعلى نقطة يكون تحت تأثير محصلة قوى غير صفرية (لأسفل)، مما يسبب تسارعه نحو نقطة الاتزان.
هل فهمت الفكرة؟ جرّب أن تشرحها لصديقك الآن!
اكتشف مئات الأسئلة المحلولة