اقرأ في هذا المقال
- ما هي أنواع القوة؟
- ما هي القوة المتوازنة – Balanced Force؟
- ما هي القوة غير المتوازنة – Unbalanced Force؟
- الفرق بين القوة المتوازنة وغير المتوازنة
ما هي أنواع القوة؟
قد يسمع المرء مصطلح القوى المتوازنة وغير المتوازنة كثيرًا أثناء التعامل مع الفيزياء، هل تساءلت يومًا ما هي هذه القوى؟ لفهم القوى المتوازنة وغير المتوازنة، نحتاج أولاً إلى فهم ماهية القوة، يمكن تعريف القوة بأنّها السحب أو الدفع المطبق على جسم.
نحن نستخدم القوة، أو يتم تطبيق القوة علينا في كل جانب من جوانب حياتنا اليومية تقريبًا، إنّها العامل الدافع في كل ظاهرة في الكون تقريبًا، من جاذبية الشمس، التي تربط النظام الشمسي ببعضه إلى رفع قلم رصاص من قبل الطفل، كل شيء هو مثال على القوة، يمكن أن تكون القوة من نوعين:
- القوة المتوازنة (Balanced force).
- القوة غير المتوازنة (Unbalanced force).
وفقًا “لقانون نيوتن الأول“:
“سيبقى الجسم الساكن أو المتحرك في وضع غير متغير ما لم يتم تطبيق قوة خارجية عليه”.
ما هي القوة المتوازنة – Balanced Force؟
تُعرف القوة التي تعمل فيها قوتان متساويتان في المقدار على جسم في اتجاهات متعاكسة باسم القوة المتوازنة، في القوة المتوازنة، يستمر الجسم في البقاء في موضعه، أي أنّه قد يتحرك باستمرار بنفس السرعة وفي نفس الاتجاه أو قد يكون لا يزال في موضعه.
شرح القوة المتوازنة:
ولكن ما المقصود بالضبط بعبارة القوة المتوازنة؟ ما هي القوة غير المتوازنة؟ سننظر أولاً في الكتاب على سطح الطاولة، هناك قوتان تعملان على الكتاب، قوة واحدة وهي قوة الجاذبية الأرضية، تمارس قوة للأسفل، والقوة الأخرى هي قوة دفع الطاولة على الكتاب “يشار إليها أحيانًا بالقوة العادية”، تدفع الكتاب لأعلى.
نظرًا لأنّ هاتين القوتين متساويتان في المقدار وفي اتجاهين متعاكسين، فإنّهما يوازنان بعضهما البعض، يقال أنّ الكتاب في حالة توازن، لا توجد قوة غير متوازنة تؤثر على الكتاب، وبالتالي يحافظ الكتاب على حالته في الحركة، عندما تتوازن جميع القوى المؤثرة على جسم ما مع بعضها البعض، سيكون الجسم في حالة توازن؛ ولن يتسارع.
لنفترض مثال آخر يتضمن قوى متوازنة، شخص يقف على الأرض، هناك قوتان تعملان على الشخص، تمارس قوة الجاذبية قوة نزولية للأسفل، الأرضية أسفل الشخص تمارس قوة صاعدة، نظرًا لأنّ هاتين القوتين متساويتان في الحجم وفي اتجاهين متعاكسين، فإنّهما يوازنان بعضهما البعض، الشخص في حالة توازن، لا توجد قوة غير متوازنة تؤثر على الشخص وبالتالي يحافظ الشخص على حالته الحركية.
ما هي أمثلة القوة المتوازنة؟
- لنفترض أنّك تدفع الحائط وكما هو متوقع، الجدار لا يتحرك ولا أنت كذلك، هذا يعني أنّك والجدار تمارسان قوة متوازنة على بعضكما البعض.
- في لعبة شد الحبل بين فريقين متساويين، لا يستطيع أي من الفريقين سحب الفريق المنافس تجاه نفسه، هذا مثال على القوى المتوازنة.
ما هي القوة غير المتوازنة – Unbalanced Force؟
تُعرف القوة التي تعمل فيها قوتان في اتجاهات متعاكسة على الجسم، وليست متساوية في الحجم والمقدار، باسم القوة غير المتوازنة، في القوة غير المتوازنة، يغير الجسم موضعه، أي يمكننا ملاحظة تغيير اتجاه جسم متحرك، إمّا بزيادة السرعة أو تقليل السرعة ويبدأ الجسم في حالة السكون في التحرك والعكس صحيح.
شرح القوة غير المتوازنة:
فكر الآن في كتاب ينزلق من اليسار إلى اليمين عبر سطح الطاولة، في وقت ما في التاريخ السابق للكتاب، ربما يكون قد تمّ دفعه وتحريكه من وضع السكون، أو ربما اكتسب حركته عن طريق الانزلاق على منحدر من موضع مرتفع، مهما كانت الحالة، فإنّ تركيزنا ليس على تاريخ الكتاب بل على الوضع الحالي لكتاب ينزلق إلى اليمين عبر سطح الطاولة.
الكتاب في حالة حركة وفي الوقت الحالي لا يوجد أحد يدفعه إلى اليمين، تذكر أنّه ليست هناك حاجة إلى القوة للحفاظ على تحرك جسم متحرك إلى اليمين، قوة الجاذبية التي تسحب لأسفل وقوة الطاولة التي تدفع الكتاب لأعلى متساوية في الحجم واتجاهين متعاكسين، هاتان القوتان توازنان بعضهما البعض، ومع ذلك، لا توجد قوة موجودة لموازنة قوة الاحتكاك.
عندما ينتقل الكتاب إلى اليمين، يعمل الاحتكاك إلى اليسار على إبطاء الكتاب، هناك قوة غير متوازنة، وعلى هذا النحو، يغير الكتاب حالته، الكتاب ليس في حالة توازن وبالتالي يتسارع، القوى غير المتوازنة تسبب تسارعات، في هذه الحالة، يتم توجيه القوة غير المتوازنة عكس حركة الكتاب وستؤدي إلى إبطائها.
ما هي أمثلة القوة غير المتوازنة؟
- عمليًا أي شيء يتحرك هو نتيجة بذل قوى غير متوازنة عليه، إذا ركلت كرة قدم وانتقلت من مكان إلى آخر، فهذا يعني أنّ القوى غير المتوازنة تعمل عليها.
- لنفترض وجود شخصين على “أرجوحة لعبة التوازن”، الشخص الموجود على اليمين أثقل بشكل ملحوظ من الشخص الموجود على اليسار وتميل الأرجوحة نحوه بشكل فعّال، هذا مثال على قوتين غير متوازنتين.
الفرق بين القوة المتوازنة وغير المتوازنة:
لتحديد ما إذا كانت القوى المؤثرة على جسم ما متوازنة أو غير متوازنة، يجب أولاً إجراء تحليل لتحديد القوى التي تعمل على الجسم وفي أي اتجاه، إذا كانت قوتان فرديتان متساويتان في الحجم والاتجاه المعاكس، فيُقال إنّ القوتين متوازنتان، يُقال أنّ الجسم يتم التصرف عليه بواسطة قوة غير متوازنة فقط عندما تكون هناك قوة فردية لا يتم موازنتها بقوة متساوية الحجم وفي الاتجاه المعاكس.
جدول المقارنة بين القوة المتوازنة وغير المتوازنة:
| القوى المتوازنة (Balanced forces) | القوى غير المتوازنة (Unbalanced forces) |
| متساوية في الحجم والمقدار. | غير متكافئة في الحجم والمقدار. |
| متعاكسة في الاتجاه. | يمكن أن يكون في أي اتجاه ولكن العكس. |
| لا تسبب أي تغيير في حالة حركة الجسم. | تسبب التغيير في حالة حركة الجسم. |
