قوة الجسم
في الفيزياء ، تُعرَّف قوة الجسم بأنها قوة تؤثر في جميع أنحاء حجم الجسم. [ 1 ] ومن أمثلة قوى الجسم: قوى الجاذبية ، والمجالات الكهربائية ، والمجالات المغناطيسية . وتختلف قوى الجسم عن قوى التلامس أو قوى السطح التي تؤثر على سطح الجسم. ومن الأمثلة الأخرى على قوى الجسم: القوى الوهمية مثل قوة الطرد المركزي ، وقوة أويلر ، وتأثير كوريوليس .
تعريف
نوعي
القوة الجسدية هي ببساطة نوع من أنواع القوة، ولذا فهي تمتلك نفس أبعاد القوة ، [M][L][T] −2 . ومع ذلك، من الملائم غالبًا الحديث عن القوة الجسدية بدلالة القوة لكل وحدة حجم أو القوة لكل وحدة كتلة . إذا كانت القوة لكل وحدة حجم هي محل الاهتمام، يُشار إليها بكثافة القوة في جميع أنحاء النظام.
تختلف قوة الجسم عن قوة التلامس في أن الأخيرة لا تتطلب تلامسًا لانتقالها. لذا، فإن القوى الشائعة المرتبطة بتدرجات الضغط وانتقال الحرارة بالتوصيل والحمل الحراري ليست قوى جسم، لأنها تتطلب تلامسًا بين الأنظمة.
ومن الأمثلة الأخرى على قوى الجسم الشائعة ما يلي:
- جاذبية ،
- القوى الكهربائية المؤثرة على جسم مشحون في جميع أنحاء حجمه،
- القوى المغناطيسية المؤثرة على التيارات داخل جسم ما، مثل قوة الكبح الناتجة عن التيارات الدوامية ،
يمكن اعتبار القوى الوهمية (أو قوى القصور الذاتي) بمثابة قوى جسمية. ومن قوى القصور الذاتي الشائعة ما يلي:
- القوة الطاردة المركزية ،
- قوة كوريوليس ،
- قوة أويلر (أو القوة المستعرضة)، التي تحدث في إطار مرجعي دوار عندما يتغير معدل دوران الإطار
مع ذلك، فإن القوى الوهمية ليست قوى حقيقية، بل هي تصحيحات لقانون نيوتن الثاني عند صياغته في إطار مرجعي متسارع . (يمكن اعتبار الجاذبية أيضاً قوة وهمية في سياق النسبية العامة ).
كمي
يتم تعريف كثافة قوة الجسم بحيث يعطي التكامل الحجمي (في جميع أنحاء حجم معين) لها القوة الكلية المؤثرة في جميع أنحاء الجسم؛
حيث d V هو عنصر حجم متناهي الصغر ، و f هو مجال كثافة قوة الجسم الخارجية المؤثرة على النظام.
تسريع
كما هو الحال مع أي قوة أخرى، تتسبب قوة الجسم في تسارعه. بالنسبة لجسم غير صلب، فإن قانون نيوتن الثاني المطبق على عنصر حجم صغير هو
- ،
حيث ρ ( r ) هي كثافة كتلة المادة، و f هي كثافة القوة، و a ( r ) هي التسارع ، وكل ذلك عند النقطة r .
قضية الجاذبية
في حالة وجود جسم في مجال جاذبية على سطح كوكب، تكون قيمة a ( r ) ثابتة تقريبًا ( g ) ومنتظمة. بالقرب من الأرض
في هذه الحالة ببساطة
حيث m هي كتلة الجسم.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ موقع سبرينغر - كتاب "ميكانيكا المواد الصلبة". معاينة فقرة "قوى الجسم".
- ↑ "قوة تُشكّل كوكبنا" . www.esa.int . تاريخ الوصول: 16 أكتوبر 2025 .
- قوة
