أبجدية الفيزياء: القوة

نستمر معكم في توضيح المزيد من المفاهيم الأساسية لعلم الفيزياء واليوم نتحدث عن القوّة.

لكل منا تعريفٌ خاص به للقوة (Force). فدفع عربة التسوق أو ركل الكرة بعيدًا فعالياتٌ تستلزم قوة، وقد يرتبط مفهوم القوة لدينا بالقوة العضلية أو تحريك جسمٍ ما، ولكن القوة فيزيائيًا لا تقتصر على حركة الجسم فقط، بل تتجاوزها إلى سكونه، فعند جلوسك مثلًا للقراءة فإن قوة الجاذبية تؤثر فيك لكنك تبقى ثابتًا دون حركة (1).

للتعريف عن القوة، نحتاج معرفة مقدارها واتجاه تأثيرها؛ وهذا يجعلها من الكميات المتجهة (Vector Quantity)، مثل السرعة والتسارع، فمثلًا يؤثر المدفع بقوة كبيرة في القذيفة لتنطلق عالياً نحو الأعلى في الهواء في حين تؤثر الأرض في حشرة طائرة بقوة سحب ضئيلة نحو الأسفل. ولكن ماذا لو أثرت قوى متعددة على جسم ما؟. لنفرض أن قوتين باتجاهين متعامدين أثرتا في جسم ما، فإن هذا الجسم سوف يتحرك بتأثير القوة المحصلة باتجاه يختلف عن اتجاه القوتين المسببتين للحركة (3،2).

تسمى هذه القوة القوةَ الكلية أو المحصلة (resultant force). إذا كانت هذه القوة تساوي صفرًا فإن تسارع الجسم يساوي صفرًا ومن ثم  فإن سرعتهُ تبقى ثابتة؛ فإذا كان بحالة سكون يبقى ساكنًا وإذا كان متحركًا بسرعة ثابتة فإنه يبقى كذلك، ويسمى جسم بحالة توازن (1).

هناك عدة أنواع للقوة بحالة التوازن منها: قوة الوزن (الجاذبية) وهي قوة تسحب الجسم للأسفل وتساوي حاصل ضرب كتلته في التعجيل الأرضي، وقوة النابض وهي قوة تؤثر في طول النابض عبر سحبه أو ضغطه، وقوة الشد تكون دائمًا بنفس اتجاه الحبل، والقوة العامودية تكون دائما باتجاه عمودي على السطح، وأخيراً قوى الاحتكاك (3).

في الطبيعة هناك أربعة قوى أساسية: قوة الجاذبية بين الأجسام، والقوة الكهرومغناطيسية بين الأجسام المشحونة كهربائياً، وقوى نووية تربط الجسيمات ما دون الذرية، وقوى ضعيفة تنشأ في عملية الانحلال الإشعاعي (1).

المصادر: