الدرس 1-4: التحليل في اتجاهات أخرى

1. لماذا "اتجاهات أخرى"؟ 📐

حتى الآن، حللنا القوى أفقياً ورأسياً. لكن ماذا لو كان الجسم يتحرك على سطح مائل (مثل سيارة تصعد منحدراً)؟

في هذه الحالة، من الأسهل أن نختار محاور جديدة:

• محور موازٍ للسطح: (وهو اتجاه الحركة).
• محور عمودي على السطح: (وهو اتجاه الاتزان).

[رسم توضيحي: سيارة على منحدر، ومحاور إحداثيات مائلة (موازية وعمودية على المنحدر) وليست أفقية ورأسية]

2. قائمة القوى (أبطال المسرحية) 🎭

لكي ترسم مخطط الجسم الحر (Free Body Diagram) بشكل صحيح، يجب أن تعرف القوى المؤثرة واتجاهاتها بدقة:

• أ. الوزن ($W$): المصدر: جاذبية الأرض.
  الاتجاه: دائماً رأسياً لأسفل (نحو مركز الأرض)، بغض النظر عن ميل السطح.
  في السطح المائل: الوزن لا ينطبق على المحاور الجديدة، لذا يجب تحليله دائماً:
  • مركبة عمودية على السطح: $W \cos \theta$
  • مركبة موازية للسطح (للأسفل): $W \sin \theta$
• ب. قوة الاتصال العمودية ($R$ أو $N$): المصدر: السطح الذي يلمسه الجسم.
  الاتجاه: دائماً عمودية على السطح وتتجه خارجة منه.
  تنبيه: على السطح المائل، $R$ لا تساوي الوزن $W$، بل تساوي مركبة الوزن العمودية ($R = W \cos \theta$) غالباً.
• ج. قوة الاحتكاك ($f$): المصدر: خشونة السطح.
  الاتجاه: دائماً موازية للسطح، وفي عكس اتجاه الحركة (أو محاولة الحركة).
• د. قانون نيوتن الثالث (لكل فعل رد فعل): عندما يضغط جسم على سطح بقوة، فإن السطح يرد عليه بقوة مساوية ومعاكسة ($R$). نحن في هذا الفصل نهتم بالقوة التي تؤثر على الجسم (أي رد فعل السطح $R$).