محصلة القوى لجسم معلق بزنبرك تساوي صفراً عندما يصل الجسم إلى أعلى نقطة في اهتزازه .-صواب-خطأ

محصلة القوى لجسم معلق بزنبرك تساوي صفراً عندما يصل الجسم إلى أعلى نقطة في اهتزازه .-صواب-خطأ

محصلة القوى لجسم معلق بزنبرك تساوي صفراً عندما يصل الجسم إلى أعلى نقطة في اهتزازه .-صواب-خطأ

تم النسخ!

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.

حقيقة ممتعة: حتى لو كان الجسم متوقفًا لحظيًا (كما في أعلى نقطة من الاهتزاز)، فقد يكون يتسارع!

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).

حقيقة ممتعة: هذا النوع من الحركة يشبه تمامًا حركة البندول البسيط في بعض الخصائص!

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.

حقيقة ممتعة: التسارع يكون أعظم ما يمكن عند طرفي الاهتزاز، ويساوي صفرًا عند 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.

حقيقة ممتعة: في نقطة الاتزان، الطاقة الحركية تكون عظمى، والطاقة الكامنة تكون دنيا!

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.

حقيقة ممتعة: حتى الصاروخ عند وصوله لأقصى ارتفاع، سرعته صفر لكنه يتسارع بسبب الجاذبية!

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.

حقيقة ممتعة: هذا المفهوم يظهر في اختبار القدرات والاختبار التحصيلي!

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.

حقيقة ممتعة: كلما زادت كتلة الجسم، زادت فترة الاهتزاز، لكن العلاقة بين القوة والتسارع تبقى كما هي!
هل الجسم في حالة توازن عند أعلى نقطة من اهتزاز الزنبرك؟
لا، الجسم ليس في حالة توازن عند أعلى نقطة. التوازن يعني أن محصلة القوى تساوي صفرًا، لكن في أعلى نقطة تكون محصلة القوى لأسفل (بسبب أن قوة الزنبرك أقل من الوزن)، لذا يتسارع الجسم نحو الأسفل.
ما الفرق بين السرعة والتسارع في الحركة التوافقية؟
السرعة تكون صفرًا عند طرفي الاهتزاز (أعلى وأسفل)، وعظمى عند نقطة الاتزان. أما التسارع فيكون عظمى عند الطرفين (لأن الإزاحة عظمى)، وصفرًا عند نقطة الاتزان.
هل يمكن أن تكون محصلة القوى صفرًا في أي لحظة أثناء الاهتزاز؟
نعم، فقط عند نقطة الاتزان (منتصف المسار)، حيث تكون قوة الزنبرك مساوية لوزن الجسم تمامًا، فتتعادل القوتان وتصبح محصلتهما صفرًا.

هل فهمت الفكرة؟ جرّب أن تشرحها لصديقك الآن!

اكتشف مئات الأسئلة المحلولة
موقع أجوبة | ajwibat.com

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Scroll to Top