ما هي القوة المؤثرة في مضرب البيسبول، نلاحظ أنه عند اصطدامها بكرة التنس البيضاء الصغيرة، فإنها تأخذ مسار نصف قوس حتى النهاية الأخرى، نتيجة تعرضها لقوة الخفاش، وتختلف الأشكال عن القوة المؤثرة على الأشياء، و هنا جميع المعلومات عن القوة على النحو التالي
- قوة الدفع هي القوة المؤثرة على مضرب البيسبول.
- تنتج القوة نتيجة لرد الفعل الذي ينشأ أثناء اصطدام الكرة بالمضرب.
- بالإشارة إلى قانون نيوتن الثالث لحركة الأجسام.
- ينص القانون على أنه لكل فعل رد فعل له نفس المقدار والاتجاه المعاكس.
- يمكن استنتاج أن الدفع هو رد الفعل عند تطبيق مقدار من القوة على جسم ما.
- ما يجعل الجسم يكتسب تسارعًا يتناسب مع القوة المؤثرة يتناسب طرديًا.
- أي أنه كلما زاد حجم القوة المؤثرة، زادت قبضتها على الكرة وقطعت مسافات أطول.
- كما أنه يتناسب عكسياً مع كتلة الجسم، لذلك كلما انخفض حجم الجسم، تزداد التسارع.
تعريف القوة التي تعمل على مضرب بيسبول.
تُعرف القوة عمومًا في العلوم الفيزيائية والرياضية بأنها التأثير الخارجي الذي يؤثر على الأجسام بمقدار معين، مما يتسبب في تغيير الجسم لحالته من السكون إلى الحركة، وكذلك تغيير اتجاه حركته، مثل الدفع أو الرمي. تتشكل القوة نتيجة تفاعل الجسم مع جسم آخر، وقوة الدفع هي مضرب البيسبول له عدة خطوات وهي
- قبل ضرب الكرة، يمتلك مضرب البيسبول طاقة كامنة تجعله يستريح.
- عندما يتم دفع الخفاش في الهواء باتجاه الكرة، ستتغير حالته من الطاقة الكامنة إلى الطاقة الحركية.
- عندما تتلامس الكرة مع المضرب، تكتسب الكرة القوة بسبب الطاقة الحركية للمضرب.
- تغير الكرة كل من الحالة والاتجاه ؛ نتيجة رد الفعل ضد قوة المضرب.
- وفقًا لقانون نيوتن الثالث، القوة التي يمارسها المضرب على الكرة تساوي قوة تأثير الكرة على المضرب.
- تصبح قوة رد الفعل قوة دافعة تأخذ الاتجاه المعاكس لحركتها الأصلية.
- لإظهار الظاهرة الفيزيائية Magnus على الكرة التي تقود الكرة للسير في مسار يشبه نصف قوس.
وحدة القوة في مضرب بيسبول.
- كان إسحاق نيوتن أول عالم وضع مبادئ وقوانين القوة وحركة الأجسام.
- أشارت الأبحاث والدراسات التي أجراها نيوتن إلى أن الرمز الخاص للقوة هو الحرف N.
- تقاس وحدة القوة بالنيوتن. بحسب الفيزيائي إسحاق نيوتن.
- قوة الدفع هي نوع من القوة التي تؤثر على الجسم وتجعله يتحرك.
- لكنها تؤثر عليك في وقت محدد.
- لذلك، يتم قياس القوة المؤثرة على مضرب بيسبول بواسطة كرة التنس في NS وفقًا للنظام الدولي.
- في الرمز S هو رمز الثاني، ورمز N هو رمز النيوتن.
- يمكن أيضًا قياس الدفع بالكيلو جرام / ثانية.
- لتمثيل وحدة kg كتلة الجسم المتأثرة بالقوة.
- الوحدة م هي المسافة التي دفعت بها الكرة.
قانون القوة الذي يعمل على مضرب بيسبول.
باستخدام قانون نيوتن الثالث للحركة، يمكن استنتاج قانون الحركة، لأن القانون يؤسس العلاقة الرياضية الدفع = القوة × الوقت = الكتلة × المسافة / الوقت.
مثال
يدفع اللاعب كرة تنس وزنها 3 كجم إلى لاعب آخر وتستغرق الكرة 4 ثوانٍ على مسافة 10 أمتار. أوجد مقدار دفع الكرة بالنيوتن.
الحل
- نحدد البيانات في السؤال السابق وهي
- كتلة كرة التنس (ك) = 3 كجم.
- المسافة (ف) = 10 أمتار.
- الوقت (ن) = 4 ثوان
- يتم إجراء الاستبدال في المعادلة الرياضية التالية
- الدفع = الكتلة × المسافة / الوقت
- الدفع = 3 × 10 4 = 7.5 نيوتن.
تأثير ماغنوس
- اكتشف العالم هاينريش جوستاف هذه الظاهرة عام 1852 م بعد دراسات وبحوث عديدة.
- هذه الظاهرة هي شرح حركة انحراف الأشياء في حالة الحصول على قياس القوة.
- مثل كرة القدم أو البيسبول أو كرة التنس.
- لأنه يحدث نتيجة لتأثير الأجسام الدوارة التي لها حركة دورانية نسبية لمقدار من القوة الخارجية.
- يمكن التعرف على الظاهرة ورؤيتها في جسم دوار في الهواء مثل كرة التنس.
- يحدث تأثير Magnus أيضًا في حركة بعض السوائل.