ما هي وحدة قياس القوة وأنواعها؟

تعرف وحدة قياس القوة باسم نيوتن، لأن العالم نيوتن هو من قام بوضع المبادئ الأساسية لقياس القوة، ورياضيا هي متر/ كيلوغرام ثانية أي القوة التي تؤثر على كتلة حجمها كيلو جرام تكسبها متر لكل ثانيتين، والقوة لها علاقة رياضية وهي (القوة = الكتلة في التسارع)، وهذا معناه أننا إذا امتلكنا كتلة وحدة قياسها بالكيلو جرام هذه الكتلة تتأثر بالقوة التي تنتجها الجاذبية الأرضية، تابعوا معنا في موقع مفاهيم لمعرفة المزيد عن هذا الموضوع الهام.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• وحدة قياس القوة
• مفهوم القوة
• قوة الطبيعة الأساسية
  • العلاقة بين القوة والطاقة
  • وحدة نيوتن والضغط
  • قانون تحويل النيوتن للكيلو جرام
• ما هي تأثيرات القوة؟
• أشكال القوة
  • قوة الاتصال
  • قوة عدم الاتصال
• عناصر القوة في الفيزياء
• أنواع القوة

وحدة قياس القوة

يجب العلم أن الأخذ في الحسبان أن عجلة الجاذبية تساوي (٩.٨ متر / ثانية مربعة)، وفقا للعلاقة التالية ( قوة التجاذب = وزن الجسم = ٩.٨ × الكتلة) تساعد هذه العلاقة في حساب قوة الجاذبية بين الجسم والأرض، وهناك فرق بين الكتلة والوزن عند حساب القوة في مجال الفيزياء، في الكتلة تقاس بوحدة الكيلو جرام والوزن يقاس بوحدة الكيلو جرام/متر لكل ثانية مربعة.

مفهوم القوة

القوة من الناحية الرياضية عبارة عن نسبة تغير الحركة أو هي الزخم بالنسبة للزمن، وهي أيضا قدرة التأثير على أي جسم وذلك من خلال تغير حالة الطبيعية، ولأي قوة كمية متجهة، وأول من عرف القوة تاريخيا هو أرخميدس وكان ذلك خلال القرن الثالث قبل الميلاد، ومع ذلك فإن نيوتن في القرن السابع قام بوضع مجموعة من المبادئ الرياضية، في مفهوم القوة قبل نيوتن كان مرتبط بشكل وثيق على الآلات البسيطة، حيث تمكن أرخميدس من تحليل خصائص هذه القوة، وقد عبر عنها بما يعرف بقوة الطفو على السوائل.

قوة الطبيعة الأساسية

هناك أربعة قوة أساسية في الطبيعة وهي:

• قوة الجاذبية وهي أضعف القوى الأربع.
• القوة المغناطيسية.
• القوة النووية القوية.
• القوة النووية الضعيفة.

العلاقة بين القوة والطاقة

هي علاقة عبارة عن الطاقة المبذولة على الأجسام مضروبا في القوة على المسافة، مثال قوة مقدارها واحد نيوتن على مسافة متر فإن الشغل الناتج هو (واحد نيوتن/ متر)، ومعنى هذا أن الطاقة المبذولة تساوي التغير في طاقة الجسم نفسه.

وحدة نيوتن والضغط

يوجد في هذا التطبيق العديد من الاستخدامات عبر العلاقات الرياضية، حيث أن الضغط والضغط الجوي كليهما يتم استخدامه في وحدة نيوتن، وحدة قياس الضغط هي الباسكال وهي تساوي نيوتن لكل متر مربع، حيث أن الضغط الجوي الواحد يساوي 100.000 باسكال.

قانون تحويل النيوتن للكيلو جرام

النيوتن = 0.10197 كيلوجرام، أي عند تحويل النيوتن للكيلو جرام يتم ضربه في 0.10197، مثال لدينا ٥٠ نيوتن ، ٥٠ × 0.10197 = 5.0985 كيلو جرام.

ما هي تأثيرات القوة؟

تعرف الحركة في الفيزياء بأنها التغيير في الموضع، وتوصف الحركة على النحو التالي:

• التغير في السرعة.
• التغيير في الاتجاه.

وهناك تأثيرات مختلفة أخرى للقوة منها:

• للقوة قدرة على جعل الجسم في حالة راحة للتحرك.
• للقوة تأثير على توقف الجسم المتحرك أو يبطئه.
• للقوة تأثير على تسريع الجسم المتحرك.
• للقوة تأثير في تغيير اتجاه الجسم المتحرك حسب شكله وحجمه.

أشكال القوة

في ظل الحديث عن وحدة قياس القوة، فإن القوة عبارة عن سبب فيزيائي يمكن لهذا السبب تغيير حالة الحركة أو أبعاد الجسم وهناك شكلين من القوة هما:

قوة الاتصال

وهي القوى التي تعمل على الجسم إما بطريقة مباشرة أو غير مباشرة من خلال وسيط قوى الاتصال منها ما يلي:

• القوة العضلية.
• القوى الميكانيكية.
• قوة الاحتكاك.

يمكن الاستفادة من القوة العضلية الحيوانات، مثل الخيول والجمال والثيران التي يمكنها القيام بالأنشطة.

قوة عدم الاتصال

وهي القوة التي تعمل من خلال المساحات دون أن تتصل مباشرة بالجسم ومنها ما يلي:

• قوة الجاذبية
• القوة الكهروستاتيكية
• القوة المغناطيسية

قوة الجاذبية هي قوة تمارسها الأرض على الأجسام المختلفة حيث تجعل هذه الأجسام تسقط على الأرض، والقوة المغناطيسية هي قوة يمارسها المغناطيس على المغناطيسات الأخرى، وتؤثر هذه القوة والقوة الكهروستاتيكية أيضا علي الجسم من مسافة بعيدة.

عناصر القوة في الفيزياء

نقطة التطبيق:

• وهي عبارة عن مكان محدد يتم فيه تطبيق القوة على الجسم.
• ويتم وصف نقطة التطبيق من خلال مجموعة من الإحداثيات.
• ويتم تمثيل تلك الإحداثيات بيانيا على شكل رأس السهم، وتكون القوة فريدة من نوعها في حالة وجود عدة قوى متساوية في الحجم حيث تقوم نقطة التطبيق بفتح خط العمل وإحساسهم.
• ويمكن أن تشترك قوى متساوية في الحجم في نفس نقطة التطبيق، وهنا يتم تحديد خط العمل والإحساس تفردها.

خط العمل:

• ينظر إلى القوة على أنها عبارة عن خط طويل وغير محدد المدة وكل قوة مرتبطة بخط مميز يشار إليه بخط عملها.
• ولوصف اتجاه هذا الخط يتم استخدام المحور المرجعي.
• ويمكن وصف خط العمل من حيث الميل والزاوية، وإذا لم يمر خط عمل القوة خلال الجسم فإن القوة تقوم بتدوير الجسم.

الإحساس:

• يتم تحديد الاتجاه الموجب أو السالب الذي تتحرك فيه القوة عن طريق الشعور بالقوة.
• ويمكن تمثيل المعنى بيانيا رأس سهم يشير لاتجاه النشط، ويتم التعبير عن الاتجاه إما وصفا شفهيا وإما مكتوبا، أي إلي أعلي وإلى اليسار أو إلي أعلي وإلى اليمين أو إلى أسفل وإلى اليسار أو إلى أسفل وإلى اليمين ويمكن التعبير عن الاتجاه بشكل أدق وأكثر ملاءمة من حيث ٣٦٠ درجة، ويرتبط الاتجاه بخط عمل المتجه.

أنواع القوة

بعد التعرف على وحدة قياس القوة نتعرف على أنواعها:

• قوة الاحتكاك: تنتج قوة الاحتكاك عن طريق تحرك الجسم عبر سطح، ويمكن أن تكون هذه القوة ثابتة أو انزلاقية، والاحتكاك يعتمد على طبيعة السطحين المتفاعلين فتختلف قوة الاحتكاك باختلاف السطحين، مثال قوة الاحتكاك الناتجة من انزلاق كتاب على الطاولة غير القوة الناتجة من تتدحرج الكرة على الأرض.
• قوة التوتر: وهي قوة تنتقل عبر حبل أو كابل أو خيط أو سلك عند شدها بإحكام عن طريق الجسم الموجود الطرف المقابل وتختلف القوة باختلاف طول السلك.
• قوة مقاومة الهواء: تنتج هذه القوة عن طريق احتكاكية الهواء على الأشياء، وحالة وجودك في الهواء تقوم حركة جسمك بمقاومة الهواء، وهناك أشياء تنتقل في الهواء بسرعة عالية، وتختلف قوة المقاومة باختلاف شدة الهواء.
• القوة التطبيقية: وهي قوة تنتج عن طريق سحب الجسم أو دفعه، ويتم تطبيق هذه القوة من قبل شخص على كائن ، مثال على ذلك شخص يقوم بدفع الكرسي إلى الجانب الآخر من المكان.
• قوة الجاذبية: وهي قوة ناتجة من جذب الأرض أو الشمس أو القمر أجسام أخرى اتجاهها، حيث تتعرض كل الكائنات الموجودة على سطح الأرض قوة الجاذبية والتي توجيهها للأسفل نحو مركز الأرض، وهذه القوة متساوية دائما لوزن الجسم.
• القوة الكهربائية: وهي إحدى القوى الأساسية للكون، موجودة في جميع الجسيمات المشحونة، إنها حولنا، فهذه القوة مسؤولة عن وقوف شعرنا في يوما باردا، مسؤولة عن رؤيتك عند تشغيل المصباح فهي طاقة ثابتة.
• القوة المغناطيسية: وهي قوة ناتجة عن طريق شد أو دفع المغناطيس للأشياء، وتسمى قوة التجاذب بين المغناطيس والجسم بالمغناطيسية، ولجميع المغناطيسات قطب شمالي وقطب جنوبي، وهي قوة عبارة عن تجاذب أو تنافر ينشأ بين الجسيمات المشحونة، مثل عند وضع مسامير من الحديد بجانب المغناطيس فسوف تنجذب المسامير تجاهه.