توازن جسم صلب

ملخص الدرس

شكل (١٤): قطعة صفيح تحت تأثير قوة، ثم قوتين تشكلان ازدواجاً، ثم متوازنة توازن جسم صلب خاضع لتأثير ثلاث قوى مستوية متلاقية تعلمت من الدروس السابقة بأنه إذا أثرت قوة خارجية على جسم صلب؛ فإنه لابد وأن تغير هذه القوة من وضعه، أو شكله إلاّ أن ما نشاهده في حياتنا اليومية أحياناً، أن أجساماً تؤثر عليها مجموعة من القوى الخارجية، ومع ذلك تظل ساكنة، أي في حالة اتزان، فكيف يحدث ذلك؟ وما هي شروط حدوثه؟ ولمعرفة ذلك أجرِ النشاط (٢). إذا ربطت خيطاً بالثقب (أ)، وأثرت عليه بقوة (ق₁) (واقعة في مستوى الطاولة) تستدل على قيمتها من قراءة ميزان زنبركي، كما في الشكل (١٤ أ)؛ فإذا كانت قطعة الصفيح في البدء ساكنة؛ فإنها تشرع في حركة انسحابية وذلك بحسب قانون نيوتن الثاني. إذا ربطت خيطاً آخر في الثقب (ب)، وأثرت عليه بقوة (ق₂) مساوية في المقدار للقوة (ق₁)، ومعاكسة لها في الاتجاه أي (ق⃗₁ = −ق⃗₂)؛ بحيث يكون (ق⃗₁ + ق⃗₂ = صفراً) وخطّي عملهما ليسا على استقامة واحدة، كما في الشكل (١٤ ب)، تلاحظ أن القطعة تكون واقعة تحت تأثير ازدواج، يؤدي إلى دورانها في اتجاه دوران عقارب الساعة، حتى ينطبق خطّا عمل القوتين فتتوقف عن الدوران، كما هو مبين في الشكل (١٤ جـ)، وتصبح عندئذ القطعة ساكنة، ومتوازنة تحت تأثير القوتين. نستنتج من ذلك أن شرطي توازن جسم صلب خاضع لتأثير قوتين واقعتين في مستوى واحد، هما: ١ – أن تكون محصلة القوتين المؤثر