الاخوة والاخوات الاعضاء والزائرين والمهتمين بالميكانيكا الحيوية السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
انطلاقا من مبدأ النقاش يزيد المعرفة أحاول هنا وفي هذا المنبر العلمي الكبير من طرح فكرة جديدة اتمنى ان تلقى القبول من قبلكم وذلك من خلال مشاركاتكم ومناقشتكم. وبالنهاية الغاية من هذه الفكرة هو رفع المستوى العلمي للجميع ومن ضمنهم المتحدث لان العلم ليس له حدود. مع شكري وتقديري للجميع.
الفكرة هي سيكون هناك سؤال عن المبادئ الاولية للبايوميكانيك والسؤال ممكن ان يكون سهل جدا او صعب المهم هو أن تكون مشاركة سواء بالاجابة عن الاسئلة المطروحة او مناقشة اجابة مطروحة. ولابأس من ان تتضارب الاجوبة وتختلف فذلك سيزيد من النقاش وسنرى وجهة نظر كل مختص فربما الاجابة التي تكتب معروفة لدينا ولكن ليست كما نعرفها او ممكن ان تكون الاجابة جديدة علينا، وبذلك وفي كل الاحاول سيكون الكل مستفيد. فلكل شخص منا اسلوب معين في التعبير ولربما رأي مخالف لما هو متداول لنا ولكن بالتأكيد ومن خلال النقاش سنصل الى قناعة علمية واحدة يتفق عليها الجميع. وبهذا نكون قد طورنا معلومتنا وبنفس الوقت توحدت افكارنا وارائنا العلمية.
السؤال الأول:
كما هو معروف للجميع ان قانون القوة هو:
القوة = الكتلة × التعجيل
وهذا القانون يستعمل عندما يراد معرفة القوة المؤثرة لحركة جسم معين اذا كان ثابت. أو معرفة القوة المؤثرة التي غيرت من سرعته اذا كان متحرك.
وبما ان كتلة الجسم ثابتة لاتتغير سواء كان الجسم ثابت او متحرك إذن معرفة القوة المؤثرة هنا تعتمد على متغير تعجيل الجسم أي التغير في السرعة.
السؤال هو:
كيف يمكن تطبيق هذا القانون عندما يكون الجسم متحرك وبسرعة منتظمة أي أن تعجيل الجسم يساوي صفر. فإذا حاولنا تطبيق هذا القانون سيكون مقدار القوة المؤثرة يساوي صفر. إذن ماهي القوة المؤثرة التي تعمل على استمرار حركة الجسم بسرعة منتظمة؟ وكيف يتم استخراجها؟
اولا يجب ان تعلم ان عتابكم لنا لايمكن الا ان نقف امامه الف الف مرة قبل ان نتجاوزه ، وصدقني ان عدم الرد على موضوعكم ليس نابعا الا من تقصيرا منا نحوكم . ولكن مايشفع لنا هو معرفتكم بحبنا وتقديرنا لشخصكم الغالي..
لقد تعودنا منكم كل ماهو جميل وغريب في نفس الوقت ولطالما كانت اسئلتكم مدار حوار طويل بيننا قد يستمر لاكثر من يوم.. وبالنسبة لسؤالكم هذا فانني اضع بين ايديكم مااعتقده مناسبا للرد عليه راجيا ان اكون موفقا ولو بكلمة في سبيل الوصول الى الحقيقة التي ينشدها كل باحث
اولا يجب ان نتطرق الى قانون نيوتن الاول قبل ان ننطلق الى قانون نيوتن الثاني
قانون نيوتن الأول
"كل جسم يحتفظ بحالته من السكون أو الحركة ما لم تؤثر فيه قوة خارجية".
ونقصد بلفظ "قوة خارجية" في القانون إنها محصلة القوى المؤثرة في الجسم. فالقانون يوضح حالة الجسم سواء لم تؤثر فيه أية قوة على الإطلاق أم كان واقعاً تحت تأثير مجموعة من القوى المتزنة, أي أن محصلتها تساوي صفراً. ففي كلتا الحالتين يبين لنا القانون الأول في الحركة أن الجسم الساكن يبقى ساكناً والجسم المتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم يظل في حركته المنتظمة ما لم تؤثر في الجسم في الحالتين قوة إضافية. أي أن القانون لا يفرق من حيث المبدأ بين الجسم الساكن والجسم المتحرك حركة خطية منتظمة حيث أن مقدار محصلة القوى المؤثرة في الجسم في الحالتين يساوي صفراً. لا شك أن القانون الأول يدل ضمنياً على ما سيحدث للجسم عندما تؤثر فيه قوة أو قوى غير متزنة. إن هذا الجسم لن يتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم وهو أمر يمكننا التوصل إليه بخبراتنا في الحياة. فمثلاً لتحريك جسم ساكن نحتاج لدفعه، ولإيقافه إذا كان متحركاً فإننا نؤثر قيه بقوة في إتجاه معاكس لحركته. كما أننا إذا أردنا أن نحرف جسماً متحركاً من مساره فإننا نؤثر فيه بقوة جانبية. وهذه العمليات جميعاً، زيادة السرعة أو تقليل السرعة أو تغيير إتجاهها، تتضمن تعييراً في متجه السرعة ، سواء في المقدار أو الإتجاه ولهذا فإن الجسم في هذه الحالات لا يتحرك بسرعة منتظمة بل يتحرك بتعجيل وتكون القوة الخارجية هي التي تسببت في إحداث هذا التعجيل. وهذا يقودنا إلى إستنتاج أن هناك علاقة ما بين القوة والتعجيل .
واعتقد ان الجميع متفق على هذا المبدأ
القانون الثاني لنيوتن
"االتعجيل الذي تحدثه قوة ما (قوة محصلة) في جسم يتناسب طردياً مع مقدار هذه القوة ويكون في إتجاهها، كما يتناسب عكسياً مع كتلة الجسم . او يمكن صياغة هذا القانون كما يلي
إذا أثرت قوة محصلة في جسم أكسبته تعجيلاً، يتناسب مقداره تناسباً طردياً مع مقدار القوة المحصلة، وعكسيا مع كتلته ويكون اتجاهه في اتجاه القوة المحصلة نفسها وَيمكن تمثيل هذا القانون رياضياً باستخدام العلاقة التالية:
القوة( محصلة القوة) = الكتلة X التعجيل
من خلال دراسة قانون نيوتن الأول نرى أنه في حالة عدم وجود قوة مؤثرة في جسم ما، أو وجود مجموعة من القوى المتزنة المؤثرة فيه فإن هذا الجسم سيكون في حالة سكون أو حركة منتظمة في خط مستقيم. ونستمر الآن في دراسة حركة الأجسام عندما تؤثر فيها قوة ما، أو بتعبير آخر عندما تكون تحت تأثير مجموعة من القوى غير المتزنة، وهذه القوى بالطبع يكون لها محصلة فيبدو الجسم كما لو كان واقعاً تحت تأثير قوة واحدة فقط – هي المحصلة.. إن علاقة القوة بالتعجيل هي الموضوع الذي يتناوله القانون الثاني في الحركة والمعروف بالقانون الثاني لنيوتن،
ويكون التعجيل موجباً (بالنسبة لاتجاه حركة الجسم)، إذا كانت القوة المحصلة باتجاه الحركة فيؤدي إلى زيادة سرعته؛ ويكون سالباً إذا كان اتجاه القوة المحصلة بعكس اتجاه حركة الجسم، تتناقص سرعة الجسم إلى أن يتوقف في النهاية.
وَإذا كانت القوة المحصلة صفراً، فإن التسارع الذي يكتسبه الجسم = صفراً، وهذا هو قانون نيوتن الأول. وعلى ذلك فإن قانون نيوتن الأول يمكن اعتباره حالة خاصة من قانون نيوتن الثاني؛ أو أن القانونين يمكن اعتبارهما قانوناً واحداً هو قانون نيوتن في الحركة.
أي انه في حالة كون الحركة تكون بتعجيل منتظم (وهذا نادر الحدوث في المجال الرياضي) فهذا لايعني عدم وجود قوة او ان تكون القوة صفرا استنادا الى قانون نيوتن الثاني
ق = ك X ج
ولكن يعني ان هناك مجموعة من القوى ولكن محصلة هذه القوى كان صفرا
ان تطبيق استخدام هذا القانون(قانون نيوتن الثاني) في مجال دراسات البايوميكانيك يكون من خلال استخراج التعجيل وليس العكس.
مثال : ماهو تعجيل جسم رياضي كتلته 80 كغم يسلط قوة على الارض مقدارها 870 نيوتن (تم قياسها بواسطة منصة قياس القوة)؟
التعجيل = ( قوة العضلات – وزن الجسم ) / الكتلة
= 870 – (80 * 9.8) / 80
= 1.075 متر / ثانية2
انطلاقا من مبدأ النقاش يزيد المعرفة أحاول هنا وفي هذا المنبر العلمي الكبير من طرح فكرة جديدة اتمنى ان تلقى القبول من قبلكم وذلك من خلال مشاركاتكم ومناقشتكم. وبالنهاية الغاية من هذه الفكرة هو رفع المستوى العلمي للجميع ومن ضمنهم المتحدث لان العلم ليس له حدود. مع شكري وتقديري للجميع.
الفكرة هي سيكون هناك سؤال عن المبادئ الاولية للبايوميكانيك والسؤال ممكن ان يكون سهل جدا او صعب المهم هو أن تكون مشاركة سواء بالاجابة عن الاسئلة المطروحة او مناقشة اجابة مطروحة. ولابأس من ان تتضارب الاجوبة وتختلف فذلك سيزيد من النقاش وسنرى وجهة نظر كل مختص فربما الاجابة التي تكتب معروفة لدينا ولكن ليست كما نعرفها او ممكن ان تكون الاجابة جديدة علينا، وبذلك وفي كل الاحاول سيكون الكل مستفيد. فلكل شخص منا اسلوب معين في التعبير ولربما رأي مخالف لما هو متداول لنا ولكن بالتأكيد ومن خلال النقاش سنصل الى قناعة علمية واحدة يتفق عليها الجميع. وبهذا نكون قد طورنا معلومتنا وبنفس الوقت توحدت افكارنا وارائنا العلمية.
السؤال الأول:
كما هو معروف للجميع ان قانون القوة هو:
القوة = الكتلة × التعجيل
وهذا القانون يستعمل عندما يراد معرفة القوة المؤثرة لحركة جسم معين اذا كان ثابت. أو معرفة القوة المؤثرة التي غيرت من سرعته اذا كان متحرك.
وبما ان كتلة الجسم ثابتة لاتتغير سواء كان الجسم ثابت او متحرك إذن معرفة القوة المؤثرة هنا تعتمد على متغير تعجيل الجسم أي التغير في السرعة.
السؤال هو:
كيف يمكن تطبيق هذا القانون عندما يكون الجسم متحرك وبسرعة منتظمة أي أن تعجيل الجسم يساوي صفر. فإذا حاولنا تطبيق هذا القانون سيكون مقدار القوة المؤثرة يساوي صفر. إذن ماهي القوة المؤثرة التي تعمل على استمرار حركة الجسم بسرعة منتظمة؟ وكيف يتم استخراجها؟
اولا يجب ان تعلم ان عتابكم لنا لايمكن الا ان نقف امامه الف الف مرة قبل ان نتجاوزه ، وصدقني ان عدم الرد على موضوعكم ليس نابعا الا من تقصيرا منا نحوكم . ولكن مايشفع لنا هو معرفتكم بحبنا وتقديرنا لشخصكم الغالي..
لقد تعودنا منكم كل ماهو جميل وغريب في نفس الوقت ولطالما كانت اسئلتكم مدار حوار طويل بيننا قد يستمر لاكثر من يوم.. وبالنسبة لسؤالكم هذا فانني اضع بين ايديكم مااعتقده مناسبا للرد عليه راجيا ان اكون موفقا ولو بكلمة في سبيل الوصول الى الحقيقة التي ينشدها كل باحث
اولا يجب ان نتطرق الى قانون نيوتن الاول قبل ان ننطلق الى قانون نيوتن الثاني
قانون نيوتن الأول
"كل جسم يحتفظ بحالته من السكون أو الحركة ما لم تؤثر فيه قوة خارجية".
ونقصد بلفظ "قوة خارجية" في القانون إنها محصلة القوى المؤثرة في الجسم. فالقانون يوضح حالة الجسم سواء لم تؤثر فيه أية قوة على الإطلاق أم كان واقعاً تحت تأثير مجموعة من القوى المتزنة, أي أن محصلتها تساوي صفراً. ففي كلتا الحالتين يبين لنا القانون الأول في الحركة أن الجسم الساكن يبقى ساكناً والجسم المتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم يظل في حركته المنتظمة ما لم تؤثر في الجسم في الحالتين قوة إضافية. أي أن القانون لا يفرق من حيث المبدأ بين الجسم الساكن والجسم المتحرك حركة خطية منتظمة حيث أن مقدار محصلة القوى المؤثرة في الجسم في الحالتين يساوي صفراً. لا شك أن القانون الأول يدل ضمنياً على ما سيحدث للجسم عندما تؤثر فيه قوة أو قوى غير متزنة. إن هذا الجسم لن يتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم وهو أمر يمكننا التوصل إليه بخبراتنا في الحياة. فمثلاً لتحريك جسم ساكن نحتاج لدفعه، ولإيقافه إذا كان متحركاً فإننا نؤثر قيه بقوة في إتجاه معاكس لحركته. كما أننا إذا أردنا أن نحرف جسماً متحركاً من مساره فإننا نؤثر فيه بقوة جانبية. وهذه العمليات جميعاً، زيادة السرعة أو تقليل السرعة أو تغيير إتجاهها، تتضمن تعييراً في متجه السرعة ، سواء في المقدار أو الإتجاه ولهذا فإن الجسم في هذه الحالات لا يتحرك بسرعة منتظمة بل يتحرك بتعجيل وتكون القوة الخارجية هي التي تسببت في إحداث هذا التعجيل. وهذا يقودنا إلى إستنتاج أن هناك علاقة ما بين القوة والتعجيل .
واعتقد ان الجميع متفق على هذا المبدأ
القانون الثاني لنيوتن
"االتعجيل الذي تحدثه قوة ما (قوة محصلة) في جسم يتناسب طردياً مع مقدار هذه القوة ويكون في إتجاهها، كما يتناسب عكسياً مع كتلة الجسم . او يمكن صياغة هذا القانون كما يلي
إذا أثرت قوة محصلة في جسم أكسبته تعجيلاً، يتناسب مقداره تناسباً طردياً مع مقدار القوة المحصلة، وعكسيا مع كتلته ويكون اتجاهه في اتجاه القوة المحصلة نفسها وَيمكن تمثيل هذا القانون رياضياً باستخدام العلاقة التالية:
القوة( محصلة القوة) = الكتلة X التعجيل
من خلال دراسة قانون نيوتن الأول نرى أنه في حالة عدم وجود قوة مؤثرة في جسم ما، أو وجود مجموعة من القوى المتزنة المؤثرة فيه فإن هذا الجسم سيكون في حالة سكون أو حركة منتظمة في خط مستقيم. ونستمر الآن في دراسة حركة الأجسام عندما تؤثر فيها قوة ما، أو بتعبير آخر عندما تكون تحت تأثير مجموعة من القوى غير المتزنة، وهذه القوى بالطبع يكون لها محصلة فيبدو الجسم كما لو كان واقعاً تحت تأثير قوة واحدة فقط – هي المحصلة.. إن علاقة القوة بالتعجيل هي الموضوع الذي يتناوله القانون الثاني في الحركة والمعروف بالقانون الثاني لنيوتن،
ويكون التعجيل موجباً (بالنسبة لاتجاه حركة الجسم)، إذا كانت القوة المحصلة باتجاه الحركة فيؤدي إلى زيادة سرعته؛ ويكون سالباً إذا كان اتجاه القوة المحصلة بعكس اتجاه حركة الجسم، تتناقص سرعة الجسم إلى أن يتوقف في النهاية.
وَإذا كانت القوة المحصلة صفراً، فإن التسارع الذي يكتسبه الجسم = صفراً، وهذا هو قانون نيوتن الأول. وعلى ذلك فإن قانون نيوتن الأول يمكن اعتباره حالة خاصة من قانون نيوتن الثاني؛ أو أن القانونين يمكن اعتبارهما قانوناً واحداً هو قانون نيوتن في الحركة.
أي انه في حالة كون الحركة تكون بتعجيل منتظم (وهذا نادر الحدوث في المجال الرياضي) فهذا لايعني عدم وجود قوة او ان تكون القوة صفرا استنادا الى قانون نيوتن الثاني
ق = ك X ج
ولكن يعني ان هناك مجموعة من القوى ولكن محصلة هذه القوى كان صفرا
ان تطبيق استخدام هذا القانون(قانون نيوتن الثاني) في مجال دراسات البايوميكانيك يكون من خلال استخراج التعجيل وليس العكس.
مثال : ماهو تعجيل جسم رياضي كتلته 80 كغم يسلط قوة على الارض مقدارها 870 نيوتن (تم قياسها بواسطة منصة قياس القوة)؟
التعجيل = ( قوة العضلات – وزن الجسم ) / الكتلة
= 870 – (80 * 9.8) / 80
= 1.075 متر / ثانية2
0 commentaires :
إرسال تعليق