الميكانيكا
قوى متعاكسة
راقب الصندوق يتباطأ ثم يتوقف ثم يرتد تحت قوة أصغر من أن توقفه لحظيًا.
قوى متعاكسة — محاكاة الميكانيكا تفاعلية. راقب الصندوق يتباطأ ثم يتوقف ثم يرتد تحت قوة أصغر من أن توقفه لحظيًا. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
المحصلة والتباطؤ
حين تعارض قوة الحركةَ، تصغر المحصلة عن أي من القوتين منفردة ويتباطأ الجسم.
هذا القالب يتحرك يمينًا لكنه يشعر بقوة مطبقة يسارية. المحصلة مجموع متجه لكل القوى، فيتباطأ القالب ويتوقف وقد ينعكس — حالة ملموسة لقانون نيوتن الثاني بمساهمات متعاكسة.
- F_net = ΣF
- a = F_net / m
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
قالب يتحرك يمينًا تجرّه قوة ثابتة في الاتجاه المعاكس. ماذا يحدث لحركته مع مرور الزمن؟
توقعات للموازنة
- يتباطأ ويتوقف توقفًا دائمًا
- يتباطأ ويتوقف ثم يتسارع في الاتجاه المعاكس
- يتباطأ قليلًا ثم يواصل بسرعة ثابتة أخفض
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- الكتلة m (kg)
- السرعة الابتدائية v₀ (m/s)
- القوة المعاكسة F (N)
ما تقيسه:
- الزخم p = m·v عند t = 3 s (kg·m/s)
- السرعة النهائية عند t = 3 s (m/s)
كيف يجري التحقيق
- افتح محاكاة القوى المتعاكسة واضغط إعادة.
- فعّل مسبر السرعة على القالب.
- لكل محاولة، اضبط السرعة الابتدائية للقالب، واضغط تشغيل، وتوقف عند t = 4 s باستخدام الخط الزمني، وسجّل قراءة السرعة.
المعادلة الحاكمة
الزخم — p = m·v
كتلة القالب وسرعته الابتدائية تحددان زخمه قبل عمل القوة المعاكسة.
قانون نيوتن الثاني — F = m·a
القوة المعاكسة الثابتة مقسومة على الكتلة تعطي تباطؤًا ثابتًا للقالب، وهو ما يبطئه ويوقفه ثم يعكسه في النهاية.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- أظهر عملك في حساب الزخم الابتدائي p = mv لمحاولة واحدة.
- باستخدام a = F/m، توقع سرعة القالب عند t = 4 s لكل محاولة وقارنها بجدولك. هل ما يزال القالب يتحرك في اتجاهه الأصلي، أم ساكن لحظيًا، أم يتحرك للخلف؟
أين يظهر هذا خارج المختبر
- لو تضاعفت كتلة القالب مع بقاء القوة المعاكسة نفسها، هل يستغرق التوقف وقتًا أطول أم أقصر؟ اشرح باستخدام F = ma.
- القوالب الحقيقية المنزلقة على سطح حقيقي تشعر بالاحتكاك أيضًا. هل يجعل الاحتكاك القالب يتوقف أبكر أم أبطأ مما تتنبأ به هذه المحاكاة المثالية؟
- AP Physics 1 — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Forces & Newton's laws
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- أهلًا بك في القوى المتعاكسة
- حدد القالب
- اضغط تشغيل
- تباطؤ
- افتح البيانات
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.