الوزن الظاهري

• الأهداف :

1. المقارنة بين الوزن الحقيقي  و الوزن الظاهري.
2. المقارنة بين حالات الوزن الظاهري الثلاثة.

• الوزن الظاهري و الوزن الحقيقي : 

يقاس وزن أي جسم عادة بوضعه على كفة ميزان ساكن في اغلب الأحيان , وفي هذه الحالة يؤثر الميزان على الجسم بقوة حاملة تساوي قوة الجاذبية , أي أن ما يقاس هو في الواقع قيمة هذه القوة الحاملة . فمثلا , عندما ترفع جسما في يدك لتقدير وزنه فانك تحاول في الحقيقة أن تقدر مقدار القوة التي يجب عليك بذلها حتى تحمل هذا الجسم. 

وبذلك القوة اللازم بذلها لحمل الجسم تساوي قوة الجاذبية عندما لا يكون الجسم متسارعا فقط .

ولإيضاح هذه النقطة سوف نقوم بدراسة الوزن الظاهري لجسم كتلته m في مصعد , إذا كان المصعد المبين بالشكل ( أ ) ساكنا فان قانون نيوتن الثاني يخبرنا أن القوة المحصلة المؤثرة على الجسم تساوي صفرا لان العجلة تساوي صفرا ( a = 0 ) ,وبالتالي فان الوزن الظاهري يساوي الوزن الحقيقي (حتى إذا كان المصعد متحركا إلى أعلى أو أسفل بسرعة ثابتة) وإذا رمزنا لقوة الجذب التثاقلي المؤثرة على الجسم ( أي وزنه ) بـ w وللشد في الخيط الذي يحمل الجسم بـ T فان : T – W = 0 أو T = W

أما إذا كان المصعد متسارعا إلى أسفل كما في الشكل ( ب ), فنجد انه عند تطبيق قانون نيوتن الثاني كما سبق نجد أن :

W – T = ma ومنه : T = W – ma

لاحظ أن الشد في الخيط وقراءة الميزان بالتالي , اقل من W بمقدار ma , وعندئذ سوف يبدو أن وزن الجسم بالنسبة لمشاهد موجود في المصعد المتسارع اقل من W ويكون الوزن الظاهري للجسم في هذه الحالة W – ma , (أي ان الوزن الظاهري اقل من الوزن الحقيقي ).

• حالات الوزن الظاهري (الثلاثة) :

الحالة الأولى : عندما يكون المصعد ساكنا أو يتحرك بسرعة ثابتة إلى الأعلى أو إلى الأسفل .
بما أنّ سرعة المصعد ثابتة إذا التسارع صفر ، وهذا يعني كذلك أنّ محصلة القوى المؤثرة على المصعد تساوي صفر ،
فلا يتأثر حينها الميزان بل يعطي الوزن الحقيقي للرجل لأن القوة العمودية تساوي الوزن ( N = mg ) .

الحالة الثانية : عندما يتحرك المصعد بتسارع إلى الأعلى ( عادة يكون ذلك عند لحظات الانطلاف إلى الأعلى ) بما أن المصعد يتسارع إلى الأعلى فهذا يعني أنّ محصلة القوى المؤثرة - التي تسبب هذا التسارع - اتجاهها إلى الأعلى ، وهذا يعني أنّ القوة العمودية ستكون أكبر من الوزن ( N > mg ) لأن اتجاه القوة المحصلة في نفس اتجاه القوة العمودية ، وبالتالي ستكون قراءة الميزان أكبر من الوزن الحقيقي لذلك تشعر في هذه الحالة أنّ وزنك أثقل وأنّ رأرضية المصعد تضغط على قدميك .

الحالة الثالثة : عندما يتحرك المصعد بتسارع إلى الأسفل ( عادة يكون ذلك عند لحظات الانطلاف إلى الأسفل ) بما أن المصعد يتسارع إلى الأسفل فهذا يعني أنّ محصلة القوى المؤثرة - التي تسبب هذا التسارع - اتجاهها إلى الأسفل ، وهذا يعني أنّ القوة العمودية ستكون أصغر من الوزن ( N < mg ) لأن اتجاه القوة المحصلة عكس اتجاه القوة العمودية وبالتالي ستكون قراءة الميزان أصغر من الوزن الحقيقي لذلك تشعر في هذه الحالة أنّ وزنك أخف .






















(مشروع الحاسب)

عمل الطالبات :
غيداء الغامدي , نجود مجرشي , سارة النمشان , هيا المنجف
102