مشروع فيزياء عن قانون نيوتن الثاني
المقدمة :
قانون نيوتن الثاني Newton's second law هو أحد قوانين الحركة التي وضعت من قبل العالم الإنكليزي إسحق نيوتن وينص على التالي :
إذا أثرت قوة أو مجموعة قوى على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً (أو عجلة) a، يتناسب مع محصلة القوى المؤثرة، ومعامل التناسب هو كتلة القصور الذاتي m للجسم ..أي أن :
الموضوع :
هذا القانون يتعلق بدراسة الأجسام المتحركة، وهو ينص بصيغة أخرى على أن
تسارع جسم ما أثناء حركته، يتناسب مع القوة التي تؤثر عليه، وفي تطبيق هذا
القانون على تساقط الأجسام تحت تأثير جاذبية الأرض تكون النتيجة أنه إذا سقط
جسمان من نفس الارتفاع فإنهما يصلان إلي سطح الأرض في نفس اللحظة بصرف
النظر عن وزنهما ولو كان أحدهما كتلة حديد والآخر ريشة، ولكن الذي يحدث من
اختلاف السرعة مرده إلى اختلاف مقاومة الهواء لهما في حين أن قوة تسارعهما
واحدة.
اسم المشروع :
القانون الثاني لنيوتن .
المواد:
1-عربة ديناميكية
2-دقاق زمني ذو شريط ورقي
3-مجرى عربة
4-أثقال متنوعة
5-ورقة رسم بياني
6-مسطرة مترية
7-شريط لاصق
8-بكرة
9-خيط خفيف
10-حامل أثقال
الاهداف والتوقعات :
• قياس الجسم المتحرك .
• حساب القوة المؤثرة في الجسم المتحرك .
• دراسة العلاقة بين كل من العجلة والقوة والكتلة.
• تمثيل بيانيا العلاقة بين العجلة وكل من القوة والكتلة .
• تحليل الرسوم البيانية للتوصل إلى العلاقة الرياضية للقانون الثاني لنيوتن.
أولا:العلاقة بين العجلة والقوة:
خطوات العمل:
1. ركب الأدوات
2. قس بميزان كتلة العربة بدقة
3. أضف إلى العربة مجموعة من الأثقال من فئتي 10g و 20g
4. لمعادلة الاحتراك اضبط ميل مجرى العربة بزيادة زاوية ميلة ، بحيث تتحرك العربة عليه بسرعة ثابتة تقريبا إذا دفعتها دفعة خفيفة.
5-أضف إلى حامل الإثقال كتله مقدارها 10 gواحسب مقدار محصلة القوي المؤثرة بحساب وزن حامل الأثقال وما عليه من أثقال .
6- اضبط الزمن الدوري للعداد على القيمة t=100ms=0.1s.
7-اجمع كتله العربة وحامل الأثقال بما عليه من أثقال والكتل المضافة إلى العربة في الخطوة 3 لتحصل على قيمة الكتلة المتحركة والتي ستبقى ثابتة في جميع خطوات التجربة .
8- شغل الدقاق الزمني وأطلق العربة للحركة وأوقفها قبل اصطدامها بالبكرة أو سقوطها على الأرض .
9-افصل الشريط عن العربة وتفحص النقاط التي طبعت عليه وقم بكتابة قيمة كتلة حامل الأثقال وما عليه .
10- انقل احد الأثقال من فئة 10gالموضوعة في العربة إلى حامل الأثقال وكرر الخطوتين 9-8 .
11-كرر الخطوة 10ثلاث مرات إلي أن تصبح الكتلة المضافة إلى الأثقال 40g.
الجدول التالي يوضح المحاولات والنتائج المحصول عليها :
المحاولة الكتلة الكلية m كتلة الحامل وما عليه من أثقال محصلة القوي (n) ^x1 ^x2 العجلة
1 0.1 0.01 0.1 0.065 0.075 0.1
2 0.1 0.02 0.2 0.115 0.135 0.2
3 0.1 0.03 0.3 0.147 0.917 0.23
4 0.1 0.04 0.4 0.14 0.188 0.48
4- مثل بيانيا العلاقة بين العجلة ومحصلة القوة في الجدول السابق ،العجلة على المحور الرأسي ومحصلة على المحور الأفقي
الاستنتاجات:
1-كلما زادت القوة زادت العجلة.
2-العلاقه الناتجة بين العجلة ومحصلة القوي علاقة طرديه .
3-كلما زادت العجلة بالتالي تقل الكتلة .
4- العلاقة الناتجة بين العجلة والكتلة علاقة عكسية .
الخاتمة :
وهكذا فبخطوات بسيطة قمنا بعمل المشروع ، وقد عملنا فيه على تطبيق قانون نيوتن الثاني عمليا ، ولعل من أهم ما توصلنا إليه في مشروعنا هو أهمية الفيزياء في حياتنا وأهمية العمل الجماعي ، وكذلك أهمية تطبيق ماندرسه في حياتنا كي يثبت ما تعلمناه ولا يتبخر سريعا بعد انتهاء العام ودخول الامتحانات0
