مجموعة · عدد الألعاب: 4

اتزان القوى: حين يلغي كل شيء بعضه

يبقى الجسم المتزن ساكنًا لأن القوى المؤثرة فيه وتأثيراتها الدورانية تلغي بعضها. تستخدمه كل هذه الألعاب القادمة من موضوعين: العبها لتوازن المتجهات، وتحدد متانة الكوابل، وتضع الأثقال على رافعة، وتوزّع حمولة بين الدعامات.

شرطا الاتزان

لا يبقى الجسم الساكن ساكنًا إلا إذا كان المجموع المتجه للقوى المؤثرة فيه صفرًا، ⁦ΣF = 0⁩: بالمركّبات ⁦ΣFₓ = 0⁩ و ⁦ΣF_y = 0⁩، وإذا رُسمت القوى رأسًا لذيل أغلقت مضلعًا. ويجب ألا يبدأ بالدوران أيضًا، لذا تلغي العزوم حول أي نقطة بعضها، ⁦ΣM = 0⁩، حيث كل عزم هو القوة مضروبة في بُعدها العمودي، ⁦M = F·d⁩. القوى التي تؤثر كلها في نقطة واحدة تحتاج إلى الشرط الأول فقط؛ أما اللوح أو الرافعة أو الجسر فيحتاج إلى الشرطين معًا.

اتزان القوى
ΣF = 0
اتزان العزوم
ΣM = 0

ألعاب هذه المجموعة

عدد الألعاب: 4

العب الآن · 19

طاولة القوى: وازن الحلقة

وازن حلقة تسحبها خيوط بزوايا مختلفة. اكتشف لماذا تحتاج القوتان ⁦3 N⁩ و⁦4 N⁩ إلى ⁦5 N⁩ بالضبط لإلغائهما، ولماذا لا يهم إلا المجموع المتجه.

مجموع المتجهاتالاتزان
العب طاولة القوى
الاتزان
ΣF = 0
المقادير
|F₁ + F₂| ≤ |F₁| + |F₂|

العب الآن · 32

اللافتة المعلّقة: وازن الكوابل

علّق لافتة كتلتها ⁦20 kg⁩ بكابل واحد أو كابلين. استخدم ⁦ΣF = 0⁩ لتجد كل قوة شد، واكتشف لماذا تشد الكوابل الأفقية أقوى بكثير، وجِد أصغر زاوية يمكن أن يأخذها كابل.

اتزان القوىالشد
العب اللافتة المعلّقة
إلى الأعلى والأسفل
Σ T·sin θ = W
أفقيًا
T₁·cos θ₁ = T₂·cos θ₂

العب الآن · 33

أرجوحة التوازن: وازن العزوم

وازن أرجوحة توازن عليها أطفال بكتل مختلفة. استخدم العزم، أي الوزن × المسافة، لتضعهم في أماكنهم، واحسب وزن اللوح نفسه، وجِد القوة التي ترفع عربة يد.

العزمالاتزان الدوراني
العب أرجوحة التوازن
التوازن
ΣM = 0
العزم
M = m·g·d

العب الآن · 34

جسر اللوح: تقاسَم الحِمل

حمّل لوحًا يرتكز على دعامتين. استخدم ⁦ΣF = 0⁩ و⁦ΣM = 0⁩ لتجد رد فعل كل دعامة، واحسب وزن اللوح، وجِد الموضع الذي تتشقق عنده دعامة أو ينقلب اللوح.

الاتزان السكونيردود أفعال الدعامات
العب جسر اللوح
القوى
R_A + R_B = W + w
العزوم حول ⁦A⁩
R_B·L = W·x + w·x_c

كيف تستخدمها كل لعبة

  1. طاولة القوى ثلاثة خيوط تسحب حلقة بزوايا مختلفة. جِد القوة التي تجعل المجموع المتجه صفرًا لتبقى الحلقة في المركز.
  2. اللافتة المعلّقة لافتة معلّقة بكابل واحد أو كابلين. حلّل كل قوة شد إلى مركّباتها باستخدام ⁦ΣF = 0⁩ لتعرف مدى المتانة المطلوبة لكل كابل.
  3. أرجوحة التوازن يجلس الأطفال على أبعاد مختلفة من نقطة الارتكاز. وازن العزوم باستخدام ⁦ΣM = 0⁩، مع احتساب وزن اللوح نفسه.
  4. جسر اللوح لوح يرتكز على دعامتين. استخدم ⁦ΣF = 0⁩ و ⁦ΣM = 0⁩ معًا لتجد كل رد فعل، والموضع الذي تتشقق عنده دعامة أو ينقلب اللوح.

تصفّح حسب الموضوع

كل المواضيع

عدد الألعاب: 27

الأمواج

ما الموجة، والسعة، والطول الموجي، والتردد، والزمن الدوري، والصوت.

عدد الألعاب: 16

الدوائر الكهربائية

الجهد والتيار والمقاومة والطاقة التي تنقلها الدوائر.