Page 167 - STEEM2021
P. 167
الف�صل الخام�س :اكت�شاف ا آللات الب�سيطة بالحركة ا إلبداعية
بع�ض الدوران� ،أو القليل من الدوران .وريا�ض ًيا ،يتنا�سب مقدار العزم الذي توفره القوة مع
كل من القوة و «ذراع الرافعة» أ�و الم�سافة من نقطة الدوران ،ويو�صف ذلك كما يلي:
عزم الدوران = القوة × ذراع الرافعة
وكم�ا ه�و الح�ال مع القوى الت�ي تدفع ا ألج�س�ام على طول الم�س�ار ،يمكننا الآن ح�س�اب
ع�زم ال�دوران الناتج عن كل قوة منف�صلة ،و�إ�ضافت�ه ،وبالتالي يمكننا التنب�ؤ بحدوث دوران
م�ن عدم�ه ،إ�ذا كان �إجمالي عزم الدوران ال�صافي غير �صفري ،ف�س�يبد�أ الكائن بالدوران.
أ�م�ا م�ن حيث الحركة ا إلبداعية ،فقد يربط المدرب بين �س�بب دوران الذراعين من �أ�س�فل
الكتفين عند رفعهما على ا�ستقامتهما :فهما تدوران ب�سبب العزم الناتج عن قوة الجاذبية.
توفر الع�ضلات في الكتفين تواز ًنا لعزم الدوران من أ�جل الحفاظ على الذراعين مرفوعين
ب�ش�كل م�س�تقيم ،أ�م�ا إ�ذا كان�ت هن�اك قوة أ�خ�رى ،على �س�بيل المثال� ،ش�خ�ص ي�ض�ع وز ًنا
ف�ي ي�ده المب�س�وطة ،فهن�اك الآن ع�زم دوران آ�خر يريد تدوي�ر الذراع �إلى الأ�س�فل وتحتاج
ع�ض�الت الكت�ف إ�ل�ى العمل بجهد أ�كب�ر ،و�إذا و ِ�ض َع ال�وزن بد ًل من ذلك عل�ى المرفق ،ف إ�ن
«ذراع الرافعة» يكون �أقل ،والعزم الذي يوفره الكتف لي�س بال�ضرورة �أن يكون قو ًيا.
القوى والعمل
عندم�ا ن ؤ�ث�ر بق�وة م�ا على ج�س�م ويبد أ� الج�س�م في الت�س�ارع ،ف�إن�ه يتحرك م�س�افة معينة،
والعلاقة بين الم�س�افة التي يتحركها الج�س�م والقوة التي ت�ؤثر عليه يتم �إي�ضاحها بالمفهوم
«العم�ل» �أو الطاق�ة الم�س�تهلكة ،ولا ب�د لي من العمل على ج�س�م (ا�س�تهلاك الطاقة أ�و بذل
جه�د) لنقل�ه م�س�افة معينة م�ن خلال تطبي�ق القوة .يمكن�ك فهم هذا المفه�وم من خلال
التدبر مرة أ�خرى في الجهد الخا�ص بدفع طاولة عبر �سجادة ،ولو�صف هذا الأمر ،قد يفكر
الطلبة في كلمات مثل العمل أ�و الجهد أ�و ال�شدة أ�و المحاولة �أو الطاقة �أو القوة أ�و ال�صعوبة،
ولك�ن عن�د التدب�ر في كيفية نقل الطاولة من هنا �إلى هناك� ،س�يفهم الطلبة ب�ش�كل طبيعي
أ�نك تحتاج إ�لى «دفع» الطاولة أ�و «�سحبها» ،على �سبيل المثال :تطبيق قوة ،عندها قد يطرح
المدرب �س� ؤ�ا ًل ما إ�ذا كان الأمر يتطلب المزيد من الجهد لدفع الطاولة لم�س�افة �أبعد �أم لا،
وبالطبع الإجابة هي نعم .لذا يتم التعبير عن مفهوم العمل ،ريا�ض ًيا ،على النحو التالي:
العمل = القوة × الم�سافة
124
