ما هي القوى الأساسية في الفيزياء وانواعها

كتابة: نورهان ناصر آخر تحديث: 19 أبريل 2021 , 18:38

القوة في الفيزياء

القوة هي الكمية التي يتم قياسها باستخدام الوحدة المترية القياسية المعروفة باسم نيوتن ، يتم اختصار نيوتن بحرف “N” ، اي أن نقول “10.0 N” يعني 10.0 نيوتن من القوة ، واحد نيوتن هو مقدار القوة المطلوبة لإعطاء كتلة تساوي 1 كجم تسارعًا قدره 1 م / ث / ث ، وبالتالي ، يمكن ذكر معادلة الوحدة التالية: 1 نيوتن = 1 كجم • م / ث 2

القوة هي كمية متجهة ، وكما نعلم ، فإن الكمية المتجهة هي كمية لها حجم واتجاه ، لوصف القوة المؤثرة على جسم ما بشكل كامل ، يجب أن تصف الحجم (الحجم أو القيمة العددية) والاتجاه ، وبالتالي ، فإن 10 نيوتن ليس وصفًا كاملاً للقوة المؤثرة على شيء ما.

نظرًا لأن القوة عبارة عن متجه له اتجاه ، فمن الشائع تمثيل القوى باستخدام المخططات التي يتم فيها تمثيل القوة بواسطة سهم ، يعكس حجم السهم مقدار القوة ويكشف اتجاه السهم عن اتجاه تأثير القوة.

علاوة على ذلك ، نظرًا لأن القوى هي نواقل ، غالبًا ما يتم إلغاء تأثير القوة الفردية على كائن من خلال تأثير قوة أخرى ، على سبيل المثال ، يتم إلغاء تأثير قوة 20 نيوتن الصعودية التي تعمل على كتاب بتأثير قوة هبوط مقدارها 20 نيوتن تعمل على الكتاب ، في مثل هذه الحالات ، يقال أن القوتين الفرديتين توازنان بعضهما البعض ؛ اي لن يكون هناك قوة غير متوازنة تؤثر على الكتاب.

يمكن تخيل مواقف أخرى حيث تلغي اثنتان من القوى الموجهة الفردية بعضهما البعض (“التوازن”) ، ومع ذلك توجد قوة فردية ثالثة غير متوازنة بواسطة قوة أخرى ، على سبيل المثال ، تخيل كتابًا ينزلق عبر السطح الخشن لطاولة من اليسار إلى اليمين.

وتعمل قوة الجاذبية الهابطة والقوة الصاعدة للطاولة التي تدعم الكتاب في اتجاهين متعاكسين وبالتالي يوازن كل منهما الآخر ، ومع ذلك ، فإن قوة الاحتكاك تعمل باتجاه اليسار ، ولا توجد قوة يمينية لموازنتها ، في هذه الحالة ، تعمل قوة غير متوازنة على الكتاب لتغيير حالة حركته ، ومن هنا فأن القوة عامل اساسي من العوامل المؤثرة في طاقة الحركة.[1]

القوى الأساسية في الفيزياء

القوة هي دفع أو سحب جسم ناتج عن تفاعل الجسم مع جسم آخر ، عندما يكون هناك تفاعل بين جسمين ، يكون هناك قوة على كل كائن ، عندما يتوقف التفاعل ، لم يعد الجسمان يواجهان القوة ، تتواجد القوى فقط كنتيجة للتفاعل.

انواع القوى الأساسية في الفيزياء

من أجل التبسيط ، يمكن تصنيف جميع القوى (التفاعلات) بين الكائنات في فئتين رئيسيتين: قوات الاتصال ، والقوى الناتجة عن العمل على مسافة؛

قوى الاحتكاك

هي تلك الأنواع من القوى التي تنتج عندما يُنظر إلى الكائنين المتفاعلين على أنهما يتواصلان جسديًا مع بعضهما البعض ، تتضمن أمثلة؛

  • قوى الاحتكاك
  •  وقوى التوتر
  • والقوى العادية
  • وقوى مقاومة الهواء
  • والقوى المطبقة.

قوى عدم الاحتكاك

قوى عدم الاحتكاك والذي يطلق عليها قوى العمل على مسافة ، هي تلك الأنواع من القوى التي تنتج حتى عندما لا يكون الجسمان المتفاعلان على اتصال جسدي مع بعضهما البعض ، ومع ذلك يكونان قادرين على ممارسة الدفع أو السحب على الرغم من الفصل المادي بينهما ، تتضمن أمثلة قوى العمل على مسافة؛

  • قوى الجاذبية: على سبيل المثال ، تمارس الشمس والكواكب قوة جاذبية لبعضها البعض على الرغم من الفصل المكاني الكبير بينهما ، حتى عندما تغادر قدميك الأرض ولم تعد على اتصال جسدي بالأرض ، فهناك قوة جاذبية بينك وبين الأرض.
  • القوى الكهربائية هي قوى العمل على مسافة ، على سبيل المثال ، تتعرض البروتونات الموجودة في نواة الذرة والإلكترونات خارج النواة لسحب كهربائي تجاه بعضها البعض على الرغم من الفصل المكاني الصغير بينهما.
  • والقوى المغناطيسية هي قوى تعمل على مسافة ، على سبيل المثال ، يمكن لمغناطيسين ممارسة شد مغناطيسي على بعضهما البعض حتى عند الفصل بينهما بمسافة بضعة سنتيمترات.

أنواع القوى في الطبيعة

قوى الطبيعة معروفة باسم القوى الأساسية ، وتسمى أيضًا التفاعل الأساسي ، في الفيزياء ، أي من القوى الأساسية الأربعة – الجاذبية ، والكهرومغناطيسية ، والنووية القوية ، والنووية الضعيفة – التي تتحكم في كيفية تفاعل الأشياء أو الجسيمات وكيف تتحلل بعض الجسيمات ، ويمكن إرجاع جميع قوى الطبيعة المعروفة إلى هذه القوى الأساسية ، ويتم تمييز القوى الاربع الأساسية في الكون على أساس المعايير الأربعة التالية: أنواع الجسيمات التي تتعرض للقوة ، والقوة النسبية للقوة ، والمدى الذي تكون فيه القوة فعالة ، وطبيعة الجسيمات التي تتوسط القوة.

تم التعرف على الجاذبية والكهرومغناطيسية قبل وقت طويل من اكتشاف القوى القوية والضعيفة لأن تأثيرها على الأشياء العادية يمكن ملاحظته بسهولة ، قوة الجاذبية ، التي وصفها إسحاق نيوتن بشكل منهجي في القرن السابع عشر ، تعمل بين جميع الأجسام ذات الكتلة ؛ يتسبب في سقوط التفاح من الأشجار ويحدد مدارات الكواكب حول الشمس.

اما القوة الكهرومغناطيسية ، حسب التعريف العلمي لجيمس كليرك ماكسويل في القرن التاسع عشر ، هي المسؤولة عن تنافر المتشابهات وجذب الشحنات الكهربائية على عكس ما هو عليه ، كما يشرح السلوك الكيميائي للمادة وخصائص الضوء.

اكتشف الفيزيائيون القوى القوية والضعيفة في القرن العشرين عندما بحثوا أخيرًا في لب الذرة ، تعمل القوة الشديدة بين الكواركات ، وهي مكونات كل الجسيمات دون الذرية ، بما في ذلك البروتونات والنيوترونات ، ترتبط التأثيرات المتبقية للقوة الشديدة بالبروتونات والنيوترونات في النواة الذرية معًا على الرغم من التنافر الشديد للبروتونات الموجبة الشحنة لبعضها البعض ، تتجلى القوة الضعيفة في أشكال معينة من الانحلال الإشعاعي وفي التفاعلات النووية التي تغذي الشمس والنجوم الأخرى ، وتعتبر الإلكترونات من بين الجسيمات دون الذرية الأولية التي تعاني من القوة الضعيفة ولكن ليس القوة الشديدة.[2]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق