توازن جسم صلب خاضع لقوتين Equilibre d’un corps solide soumis à deux forces نشاط 1: شرطي التوازن القوتين المؤثرتين على الحلقة لهما نفس خط التأثير, ومنحيين متعاكسين, ونفس الشدة. نستنتج أنه لا يتحقق توازن جسم خاضع لقوتين إلا إذا توفرت فيهما الشروط السابقة. شرطي التوازن عندما يكون جسم صلب في توازن تحت تأثير قوتين و فإن: : شرط أول لازم لسكون مركز قصور الجسم. للقوتين نفس خط التأثير (شرط لازم لغياب دوران الجسم في حالة تحقق الشرط الأول). ملحوظة: هذين الشرطين لازمين لكن غير كافيين (مبدأ القصور). نشاط 2: تحديد العلاقة بين توتر النابض وإطالته m (g) 50 100 150 200 250 300 l (cm) 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1 الجسم (S) في توازن إذن: ومنه P = T. 3.0 T (N) l (cm)∆ 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
توازن جسم صلب خاضع لقوتين المنحنى عبارة عن مستقيم يمر من الأصل. إذن الدالة الرياضية الممثلة لهذا المنحنى هي: T = K.∆l حيث: K هو المعامل الموجه للمستقيم. وقيمته هي: القوة المطبقة من طرف نابض العلاقة بين توتر النابض T وإطالته ∆l شدة توتر النابض اطرادا مع إطالته ∆l وذلك حسب العلاقة: T = K.∆l حيث: K: صلابة النابض, وهي ثابتة تميزه. وحدتها في النظام العالمي للوحدات (S.I) هي: N.m-1. ملحوظة: تبقى العلاقة T = K.∆l صالحة أكان النابض مطالا أم مكبسا. وبالتالي نعمم العلاقة فنكتب: نشاط 3: تحديد مميزات دافعة أرخميدس يطبق السائل قوة نحو الأعلى تسمى دافعة أرخميدس على الجسم المغمور (S), مما يؤدي نقصان القيمة التي يشير إليها الدينامومتر. قبل غمر (S) بالماء أشار الدينامومتر إلى القيمة T1 = 2N, وبعد غمره أشار إلى القيمة T2 = 1.4N. إذن شدة دافعة أرخميدس هي: Fa = T1 – T2 = 0.6N.
توازن جسم صلب خاضع لقوتين حجم الجسم (S) هو V = 58cm3. أي حجم السائل المزاح هو V. ووزنه هو: Pliquide = ρ.V.g ت.ع: Pliquide = 0.58N وبالتالي نستنتج أن: Fa ≈ Pliquide دافعة أرخميدس تعريف عندما يغمر جسم جزئيا أو كليا في مائع (سائل أو غاز) فإن هذا المائع يطبق على الجسم قوة تماس موزعة تسمى دافعة أرخميدس. مميزات دافعة أرخميدس دافعة أرخميدس هي قوة تماس موزعة, وبالتالي فقد اصطلح على تمثيلها بمتجهة لها المميزات التالية: نقطة التأثير: مركز ثقل المائع المزاح. خط التأثير: المستقيم الرأسي المار من نقطة التأثير. المنحى: من الأسفل نحو الأعلى. الشدة: وزن المائع المزاح. F = ρ.V.g حيث: ρ: الكتلة الحجمية للمائع, وحدتها Kg.m-3. V: حجم المائع المزاح, وحدته m3. g: شدة الثقالة, وحدتها N.Kg-1.