14/10/2025
ِحُب
سؤال تحدي النواس المرن الأفقي ما هي العلاقة المعبرة عن قوة الإرجاع في لحظة بدء الزمن؟
تُعطى العلاقة الرياضية الأساسية لقوة الإرجاع بالصيغة التالية:
𝐹 = −𝑘.𝑥
إن هذه العلاقة الخطية التي تربط القوة بالإزاحة، مع كون اتجاه القوة معاكسًا دائمًا لاتجاه الإزاحة، هي السمة المميزة والمُعرِّفة للحركة التوافقية البسيطة.
يمكن تحليل مكونات هذه العلاقة لفهم دور كل متغير:
• قوة الإرجاع (𝐹): تمثل القوة المحصلة المؤثرة على الجسم، وتُقاس بوحدة النيوتن (N).
• ثابت صلابة النابض (𝑘): هو مقياس لمدى صلابة النظام المهتز. كلما زادت قيمته، زادت القوة اللازمة لإحداث إزاحة معينة. يُقاس بوحدة N.m⁻¹.
• المطال أو الإزاحة (𝑥): يمثل بعد مركز عطالة الجسم عن موضع التوازن في أي لحظة. يُقاس بوحدة المتر (m).
• الإشارة السالبة (-): تحمل أهمية فيزيائية حاسمة، حيث تدل على أن اتجاه قوة الإرجاع يكون دائمًا معاكسًا لاتجاه الإزاحة. بعبارة أخرى، تتجه القوة دائمًا نحو مركز الاهتزاز (موضع التوازن 𝑥 = 0).