تشرح هذه المقالة ما هي القوى المستوية وسترى أيضًا أمثلة على القوى المستوية. سوف تجد أيضًا الفرق بين القوى المستوية وغير المستوية وعندما تكون القوتان متحدة المستوى وتتنافسان في نفس الوقت.
ما هي القوى المستوية؟
القوى المستوية هي القوى التي تعمل في نفس المستوى. أي أن قوتين أو أكثر تكونان مستويتين عندما تكونان موجودتين في نفس المستوى.
لذلك، يمكن تعريف القوى المستوية رياضيًا باستخدام ناقلات مكونة من عنصرين. عادة، عندما تبدأ بدراسة الفيزياء، فإنك تبدأ عادةً بممارسة تمارين القوى المستوية، لأنه من الأسهل العمل مع القوى ثنائية الأبعاد.
المفهوم المتعلق بمسائل هذا النوع من القوى هو مفهوم ظروف التوازن، لأنه من هذه الشروط يمكن أن تنشأ مجهولة ويمكن العثور على قوى مجهولة. يمكنكم التدرب على حل التمارين الخاصة بهذا الموضوع على الرابط التالي:
مثال على القوى المستوية
بالنظر إلى تعريف القوى المستوية، سنرى مثالاً على هذا النوع من القوى.
على سبيل المثال، عندما ندفع جسمًا على الأرض، فإن مجموعة القوى المؤثرة عليه تكون مستوية.
تؤثر قوتان عموديتان على الجسم: الوزن الناتج عن الجاذبية الأرضية، والقوة العمودية التي تعارض قوة الوزن. ومن ناحية أخرى، تؤثر قوة أفقية واحدة فقط، وهي القوة المؤثرة على الجسم في محاولة لتحريكه.
وبالتالي، بما أن جميع قوى النظام يمكن تعريفها في مستوى واحد (مستوى الشاشة)، فهذه ثلاث قوى مستوية.
نصيحة لتحديد القوى المستوية هي أنه إذا كانت جميع القوى موجودة داخل الشاشة (أو الورقة)، وإذا لم تكن هناك قوى متجهة إلى الخارج أو إلى الداخل من الشاشة، فهي قوى مستوية.
تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تبسيط أي نظام من القوى المستوية واستبدال جميع القوى بقوة ناتجة. ويمكنك أن ترى كيف يتم ذلك بالضغط هنا:
القوى المستوية وغير المستوية
الفرق بين القوى المستوية والقوى غير المستوية هو أن القوى المستوية تعمل في نفس المستوى، بينما تعمل القوى غير المستوية في مستويات مختلفة.
ولذلك، لتحديد القوى المستوية، هناك حاجة إلى متجهات ذات إحداثيتين فقط، ولكن للتعبير عن القوى غير المستوية، هناك حاجة إلى متجهات ذات إحداثيات ثلاثة. لأن القوى غير المستوية محددة في الفضاء.
عندما تبدأ بتدريس الفيزياء، فإنك عادةً ما تقوم فقط بحل المسائل المتعلقة بالقوى المستوية، لأن الصعوبة تزداد بشكل كبير مع الأبعاد الثلاثة جميعها. لذا، إذا كنت قد بدأت للتو، فإن أي مشاكل ستواجهها ستتضمن بالتأكيد قوى مستوية.
القوى المستوية والمتزامنة
تكون القوتان متحدتان في المستوى ومتزامنتان عندما تؤثران في نفس المستوى، علاوة على ذلك، يتقاطع خطا عملهما عند نقطة ما.
إحدى الطرق لتحديد القوى المستوية والمتزامنة هي معرفة أنها في نفس المستوى وليست متوازية. إذا كانت قوتان متجهتان أو أكثر تنتميان إلى نفس المستوى وغير متوازيتين، فهذا يعني أن امتداداتهما تتقاطع عند نقطة ما على المستوى؛ ولذلك، فهي قوى مستوية ومتنافسة.
لرؤية أمثلة على هذا النوع من القوة، انقر هنا: