Newton's Laws: Crash Course Physics #5YouTube↗  IA↗(long shot)
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لقد تحدثنا كثيراً عن علم تحرك الأشياء... نرمي كرة في الهواء،
Wir haben schon viel über die Wissenschaft gesprochen, die beschreibt, wie Gegenstände sich bewegen: Du wirfst einen Ball in die Luft,
وهناك عدة طرق للتنبؤ بطريقة سقوطها.
und es gibt Mittel und Wege, genau zu bestimmen, wie er fallen wird.
ولكن هناك شيء نسيناه: القوى، ولماذا تجعل الأشياء تتسارع.
Aber eine Sache haben wir ausgelassen: Kräfte, und warum sie Dinge beschleunigen.
ولهذا، سوف نلجأ إلى فيزيائي على الأرجح سمعتم به: (إسحاق نيوتن).
Dafür wenden wir uns an einen Physiker, von dem du vermutlich schon gehört hast: Isaac Newton.
بقوانينه الثلاثة، التي نشرت عام 1687 في كتابه (برينسيبا)، اختصر (نيوتن) إدراكه
Mit seinen drei Gesetzen, die er 1687 in seinem Buch "Principia" veröffentlicht hat, beschreibt Newton sein
للحركة، وكانت العديد من أفكاره جديدة.
Verständnis von Bewegung - und viele seiner Ideen waren vollkommen neu!
اليوم، بعد أكثر من 300 عام، إن كنت تحاول وصف تأثير القوى على
Wenn du heute, mehr als 300 Jahre später, die Effekte von Kräften auf so ziemlich
أي غرض في الحياة اليومية... صندوق على الأرض، حيوان رنة يسحب المزلقة، أو
jeden beliebigen Alltagsgegenstand zu beschreiben versuchst, ein Karton auf dem Boden, ein Rentier, das einen Schlitten zieht, oder
مصعد يأخذك إلى شقتك ... إذاً ستحتاج إلى قوانين (نيوتن).
ein Aufzug, der dich nach oben zu deiner Wohnung bringt, dann solltest du Newtons Gesetze anwenden.
وأجل... سأفسر ما قلته عن حيوان الرنة بعد قليل.
Und ja, das mit dem Rentier erkläre ich gleich.
[موسيقى الافتتاحية]
🎶 Titelmusik ♫
أول قانون لـ (نيوتن) عن إنتريا وهو يعبر عن ميل غرض ما
In Newtons erstem Gesetz geht es um Trägheit. Das ist im Grunde die Tendenz eines Gegenstands,
إلى مواصلة ما يفعله.
in dem Zustand zu bleiben, in dem er gerade ist.
يعبر عنه غالباً: "غرض متحرك سيحافظ على حركته، وغرض ثابت
Es wird oft ausgedrückt als: "Ein Gegenstand in Bewegung bleibt in Bewegung, und ein Gegenstand in Ruhe
سيحافظ على ثباته، إلا إن أثرت عليه قوة."
bleibt in Ruhe, es sei denn, eine Kraft wird auf ihn ausgeübt."
وهي طريقة أخرى لقول، لتغيير طريقة تحرك شيء ما... يجب تزويده
Was eine andere Art ist, zu sagen, dass man, um die Art zu ändern, wie sich etwas bewegt -- oder um ihm
بالتسارع... نحتاج إلى قوة شبكة.
Beschleunigung zu verleihen -- eine Kraft benötigt.
إذاً، كيف نقوم بقياس الإنتريا؟
Und wie messen wir Trägheit jetzt?
حسناً، أهم شيء هو أن نعرف الكتلة. لنقل أن لدينا كرتين بالحجم
Nun, das Wichtigste, das man kennen muss, ist die Masse. Nehmen wir an du hast zwei Bälle, die beide
ذاته، لكن إحداهما هي كرة شاطئ قابلة للنفخ والأخرى هي كرة بولينغ.
gleich groß sind, einer ist ein aufblasbarer Strandball und der andere eine Bowlingkugel.
سيكون تحريك كرة البولينغ أصعب، وسيكون إيقافها بعد تحركها أصعب.
Die Bowlingkugel wird schwerer zu bewegen sein, und schwerer zu bremsen sein, sobald sie sich bewegt.
تملك إنتريا أكثر لأنها تملك كتلة أكبر.
Sie hat mehr Trägheit, weil sie mehr Masse hat.
هذا منطقي، أليس كذلك؟ المزيد من الكتلة يعني المزيد من الأشياء، التي تميل إلى
Macht Sinn, oder? Mehr Masse bedeutet mehr Materie, mit einer Tendenz, das weiterzumachen, was sie gerade
مواصلة ما كانت تفعله قبل أن تأتي القوة، وتقوم بمقاطعتها.
macht, bevor deine Kraft um die Ecke kommt und sie unterbrochen hat.
تصل هذه الفكرة بشكل جيد إلى قانون (نيوتن) الثاني: قوة الشبكة تساوي تسارع
Und diese Idee knüpft sehr gut an Newtons zweites Gesetz an: Die resultierende Kraft ist gleich der Masse mal der Beschleunigung.
كتلة x، أو، كمعادلة، F(net) = ma.
Oder als Gleichung: Fʀ =ma.
من المهم أن نتذكر أننا نتحدث عن قوة الشبكة هنا... مقدار
Es ist wichtig, dass du daran denkst, dass wir hier über die "resultierende" Kraft sprechen: die Menge an Kraft
ما تبقى من القوة، عندما نقوم بإضافة كل القوى التي قامت بإلغاء بعضها.
die verbleibt, wenn du alle Kräfte verrechnet hast, die einander aufheben könnten.
لنفترض أن لدينا قرص هوكي موجود على سطح أملس لحلبة تزلج... وأعرف أن الجليد ليس
Sagen wir du hast einen Hockeypuck auf einem perfekt reibungslosen Eisfeld. Ja, ich weiß, dass Eis
أملس تماماً ولكن لنفترض هذا. إن قمنا بدفع القرص بواسطة
nicht komplett reibungslos ist, aber mach einfach mal mit. Wenn du den Puck mit deinem
عصا، فهذه قوة عليه... لا يتم إلغاؤها عن طريق أي شيء.
Schläger führst, dann wirkt eine Kraft auf ihn, die nicht durch irgendwas anderes aufgehoben wird.
إذاً فالقرص يتعرض إلى التسارع.
Der Puck erfährt also Beschleunigung.
ولكن عندما يكون القرص ثابتاً، أو حتى عندما ينزلق عبر الجليد بعد
Aber wenn der Puck einfach da liegt, oder selbst wenn er über das Eis gleitet, nachdem du
أن تقوم بدفعه، عندها تكون قد تمت موازنة كل القوى.
ihn angeschoben hast, sind alle Kräfte ausgeglichen.
هذا ما يعرف بالتوازن.
Das ist auch als "Kräftegleichgewicht" bekannt.
شيء في وضعية التوازن يمكن أن يتحرك، كالقرص المنزلق، ولكن سرعته لن تتغير.
Ein Gegenstand im Kräftegleichgewicht kann immer noch in Bewegung sein, wie ein schlitternder Puck, aber seine
لكن عندما لا تتم موازنة القوى، عندها نرى الأمور المثيرة التي تحدث.
Geschwindigkeit wird sich nicht mehr ändern. Die interessanten Sachen passieren allerdings, wenn die Kräfte nicht ausgeglichen sind.
وربما أكثر الأمثلة شيوعاً لإرغام القوة التامة شيئاً على التحرك هي قوة الجاذبية.
Und die wahrscheinlich üblichste Art von resultierender Kraft, die etwas in Bewegung versetzt, ist die Gravitationskraft.
لنفترض أننا قمنا برمي كرة تزن 5 كيلوغرام بشكل مستقيم إلى الأعلى، وثم ، ابتعدت عن
Sagen wir du wirfst eine 5-Kilogramm-Kugel gerade nach oben in die Luft -- und dann, du weißt schon, solltest du Platz machen,
الطريق، لأنها قد تؤلم حقاً إن اصطدمت بك...
weil das ganz schön weh tun kann, wenn er dich trifft...
ولكن قوة الجاذبية تسحب الكرة، التي تتسارع إلى الأسفل بمعدل 9.81 م/ثا^2.
Die Schwerkraft zieht die Kugel runter, die jetzt nach unten beschleunigt wird mit einer Rate von 9,81m/s².
إذاً تكون القوة التامة مساوية لـ m a، لكن القوة الوحيدة المؤثرة هنا هي قوة الجاذبية.
Die resultierende Kraft gleicht also m*a, aber die einzig aktive Kraft hierbei ist die Schwerkraft. Das bedeutet, dass wenn
هذا يعني أننا إن تمكنا من قياس تسارع الكرة سنكون قادرين على حساب قوة الجاذبية.
wir die Beschleunigung dieser Kugel messen könnten, wir in der Lage wären, die Kraft der Erdanziehung zu berechnen.
ويمكننا قياس التسارع... إنه 9.81 م/ثا^2، القيمة التي رمزناها g.
Und wir können die Beschleunigung messen: sie liegt bei 9,81m/s², jenem Wert, den wir
إذاً يجب أن تكون قوة الجاذبية على الكرة 5 كيلوغرام، وهذا يساوي كتلة الكرة... ضرب g
Klein-g genannt haben. Die Kraft der Erdanziehung auf die Kugel muss 5kg betragen, was der Masse der Kugel entspricht ... mal
ويساوي 49.05 كيلوغرام ضرب أمتار في الثانية الواحدة مربعة!
Klein-g... was am Ende 49,05 Kilogramm mal Meter pro Quadratsekunde macht.
نستخدم هذه المعادلة كثيراً ولهذا نكتبها غالباً F(g) = mg.
Wir benutzen diese Gleichung für die Schwerkraft so oft, dass wir oft nur als F(g)=mg schreiben. So
هكذا نحدد قوة الجاذبية، أو ما نسميه بالوزن.
bestimmen wir die Kraft der Erdanziehung, auch bekannt als Gewicht.
الآن، قد تكون هذه الوحدات صعبة الحفظ، لذا نسميها فقط (نيوتونز).
Und diese Einheiten können ganz schön große Brocken sein, darum nennen wir sie einfach Newton.
هذا صحيح! قمنا بقياس الوزن بالنيوتونز، تكريماً للسيد (إسحاق)، وليس كيلوغرامات!
Ja genau: Wir messen das Gewicht in Newton, zu Ehren Sir Isaacs, und NICHT in Kilogramm!
الكيلوغرام هو قياس الكتلة!
Kilogramm ist ein Maß für die Masse.
لكن الجاذبية ليست القوة الوحيدة التي تؤثر على الشيء.
Aber Schwerkraft ist nicht die einzige Kraft, die auf Gegenstände wirkt. Wenn wir also versuchen, die
لذا عندما نحاول حساب قوة تامة، نقوم عادةً باحتساب أشياء غير الجاذبية.
resultierende Kraft zu berechnen, müssen wir normalerweise mehr als die Schwerkraft in Betracht ziehen.
وهنا سنتحدث عن القوى التي تظهر كثيراً، وهذا يتم شرحه في قانون (نيوتن) الثالث.
Dabei begegnen wir einer dieser Kräfte, die ziemlich häufig vorkommt, und die durch
نعرف هذا القانون بالتالي "لكل فعل، هناك رد فعلٍ مساوٍ ومعاكس."
Newtons drittes Gesetz erklärt wird. Du kennst dieses Gesetz vermutlich als "auf jede Aktion folgt eine gleichstarke, entgegengesetzte Reaktion."
وهذا يعني أننا إن قمنا ببذل قوة على غرض ما، يأتي هذا بقوة مماثلة علينا.
Was bedeutet, dass wenn du eine Kraft auf einen Gegenstand ausübst, dieser Gegenstand eine gleich große Kraft auf dich ausübt.
وهذا ما نسميه بالقوة العادية.
Und das nennen wir "Normalkraft".
"عادي" في هذه الحالة يعني "عمودي"، والقوة العادية دائماً ما تكون عمودية
"Normal" bedeutet in diesem Fall "senkrecht", und die Normalkraft wirkt immer senkrecht
لأي سطح يتواجد عليه هذا الشيء.
auf jede Art von Oberfläche, auf der ein Körper ruht.
على الأقل، هذا عندما نضغط شيئاً كبيراً، ومجهري، كالطاولة.
Zumindest, wenn du etwas Großes und Makroskopisches anstößt, wie einen Tisch.
إن قمنا بوضع كتاب على الطاولة، القوة العادية تضغط... وهكذا تتجه إلى الأعلى.
Wenn du ein Buch auf einen Tisch legst, drückt die Normalkraft nach oben, und ist damit
ولكن إن قمنا بوضعها على منحدر، إذاً فالقوة الطبيعية تتجه عمودياً إلى المنحدر.
nach oben gerichtet. Aber wenn du es auf eine Rampe legst, dann wirkt die Normalkraft senkrecht zur Rampe.
الآن، القوة العادية لا تشبه باقي القوى. إنها خاصة، لأنها تغير حجمها.
Nun, die Normalkraft ist nicht wie die meisten anderen Kräfte. Sie ist besonders, weil sie ihre
لنفترض أن لدينا قطعة من رقائق الألمنيوم ممتدة فوق وعاء، ومن ثم
Größe ändert. Sagen wir du hast ein Stück Alufolie, das straff über die Öffnung einer Schale gespannt ist, und nun
نضع حبة عنب صغيرة عليها.
legst du eine einzelne Traube darauf.
بسبب الجاذبية، تبذل حبة العنب قوة صغيرة على رقاقة الألمنيوم،
Aufgrund der Schwerkraft übt die Traube ein kleines bisschen Kraft auf die Folie aus, und die
والقوة العادية تدفع إلى الخلف، بالمقدار ذاته.
Normalkraft drückt sie gleichermaßen zurück.
وبعد ذلك نضيف حبة أخرى، تضاعف القوة على الرقاقة... عندها، تتضاعف القوة العادية.
Aber wenn du eine weitere Traube dazulegst, was die Kraftwirkung auf die Folie verdoppelt, verdoppelt sich in dem Fall auch die Normalkraft.
سيستمر هذا في الحدوث حتى تقوم بإضافة ما يكفي من حبات العنب لخرق الرقاقة.
Das geht so weiter, bis du genug Trauben hast, dass sie die Folie zerreißen.
هذا ما يحدث عندما لا تقدر القوة الطبيعية على مقارنة القوة الممارسة عليها.
Das passiert, wenn die Normalkraft nicht gegen die Kraft ankommt, die gegen sie wirkt.
لكن، ماذا يعني قانون (نيوتن) الشهير الثالث، إذاً؟
Aber was bedeutet Newtons drittes Gesetz denn nun eigentlich wirklich?
عندما أدفع هذا المقعد بإصبعي الآن، أنا أقوم بتطبيق قوة عليه.
Wenn ich jetzt mit meinem Finger auf diesen Tisch drücke, wende ich Kraft gegen ihn auf. Und der Tisch
وهو يطبق قوة مساوية على إصبعي ... قوة أستطيع الإحساس بها.
wendet die gleiche Menge Kraft zurück auf meinen Finger auf, welche ich tatsächlich fühlen kann.
ولكن إن كان هذا صحيحاً... وهو كذلك إذاً لماذا نقدر على تحريك الأشياء؟
Aber wenn das stimmt, und das tut es, warum sind wir dann in der Lage, Dinge zu bewegen?
أو كيف أقدر على حمل هذا الكوب؟ أو كيف تقدر الرنة على سحب المزلقة؟
Wie kann ich diese Kaffeetasse anheben? Oder wie kann ein Rentier einen Schlitten ziehen?
بشكل أساسي، تتحرك الأشياء لوجود أسباب كثيرة، غير قوة الفعل ورد الفعل.
Im Grunde können sich Dinge bewegen, weil mehr passiert, als nur Kraft und Gegenkraft.
مثلاً، عندما يسحب حيوان الرنة مزلقة، يدلنا قانون (نيوتن) الثالث أن المزلقة
Wenn zum Beispiel ein Rentier an einem Schlitten zieht, dann sagt uns Newtons drittes Gesetz, dass der Schlitten
تسحب بقوة مساوية.
mit gleicher Kraft zurückzieht.
ولكن يستطيع حيوان الرنة تحريك المزلقة إلى الأمام، لأنها تقف على الأرض.
Aber das Rentier kann den Schlitten dennoch vorwärts bewegen, weil es auf dem Boden steht.
عندما يخطو، يقوم بسحب الأرض إلى الخلف بقدمه... وتسحب الأرض إلى الأمام.
Wenn das Rentier einen Schritt macht, tritt es mit seinem Fuß nach hinten auf dem Boden -- und der Boden
في هذه الأثناء، يقوم حيوان الرنة بسحب المزلقة، بينما تسحب المزلقة إلى الخلف.
schiebt es nach vorn. Währenddessen zieht das Rentier auch noch den Schlitten, während der Schlitten
ولكن قوة دفع الأرض لحيوان الرنة إلى الأمام أقوى من
zurückzieht.Aber die Kraft des Bodens, die das Rentier nach vorn befördert ist stärker als jene Kraft
قوة المزلقة التي تدفعه إلى الوراء... إذاً يتسارع الحيوان إلى الأمام، وكذلك المزلقة.
aus dem Schlitten, die es zurückzieht. Somit beschleunigt das Tier nach vorn, und genauso tut es der Schlitten.
إذاً، هناك معلومة هنا: لا يمكن أن يوجد عيد الميلاد دون فيزياء.
Daraus lernen wir zumindest, dass es ohne Physik kein Weihnachten gäbe.
لكن، الآن بعد أن أصبح لدينا فكرة عن بعض القوى التي قد تصادفنا، لنصف
Aber jetzt, wo wir eine Vorstellung von den Kräften haben, denen wir begegnen könnten, wollen wir beschreiben,
ما يحدث عندما يبقى صندوق على الأرض.
was passiert, wenn ein Karton auf dem Boden steht.
أول ما نفعله... وهو أول شيء يجب فعله دائماً عند حل
Als Erstes -- und das sollte man IMMER als Erstes machen, wenn man ein Problem
مشكلة كهذه... وهو رسم ما يعرف برسم بياني حر للجسم.
wie dieses angeht -- sollte man das Bekannte als Freikörperdiagramm zeichnen.
بشل أساسي، نقوم برسم مسودة أولية للمشروع، نضع نقطة في المنتصف، وثم
Im Prinzip zeichnest du die etwaige Form des Körpers, machst einen Punkt in die Mitte, und fügst
نرسم أسهم مميزة، لتمثيل كل القوى.
beschriftete Pfeile hinzu, die alle Kräfte bezeichnen.
كما يجب أيضاً أن نقرر في أي الاتجاهات هو الإيجابي... في هذه الحالة، سنختاره إلى أعلى
Wir müssen außerdem festlegen, welche Richtung positiv ist -- in diesem Fall wählen wir "hoch"
بالنسبة إلى صندوقنا، الرسم البياني الحر بسيط جداً... هناك سهم يتجه إلى أسفل،
als positiv. Für unseren Karton ist das Freikörperbild ziemlich simpel. Es gibt einen Pfeil, der nach unten zeigt und
يمثل قوة الجاذبية، وسهم يتجه إلى أعلى، يمثل قوة
die Erdanziehungskraft darstellt, und einen nach oben gerichteten Pfeil, der die Kraft darstellt,
الأرض التي تدفع الصندوق إلى الوراء.
die der Boden nach oben auf den Karton ausübt.
بما أن الصندوق ثابت، نعرف أنه لا يتسارع، وهذا يدلنا على
Da der Karton stillsteht, wissen wir, dass er nicht beschleunigt wird, was uns sagt, dass
أن القوى متساوية، لذا فالقوة التامة تساوي 0.
diese beiden Kräfte gleich groß sind. Die resultierende Kraft ist also 0.
ولكن إن قمنا بربط حبل إلى قمة الصندوق، ثم ربطه بالسقف حتى
Aber was, wenn du ein Seil an der Oberseite des Kartons befestigst und es dann an der Decke anbringst, sodass
يصبح الصندوق معلقاً في الهواء؟
der Karton in der Luft hängt?
لاتزال القوة التامة 0، لعدم وجود تسارع على الصندوق... والجاذبية
Deine resultierende Kraft ist immer noch 0, weil keine Beschleunigung auf den Karton wirkt. Und die Schwerkraft zieht
تسحب إلى أسفل بالطريقة ذاتها كما كانت من قبل.
immer noch genauso wie vorher.
لكن الآن، الفعل المضاد نحو أعلى يأتي من الصندوق، بما نسميه قوة التوتر.
Aber jetzt kommt die gegenwirkende, nach oben gerichtete Kraft vom Seil und wirkt auf den Karton, welche
لتبسيط أمثلتنا، دائماً ما نفترض أنه لا كتلة للحبال وأنه لا يمكن
wir "Zugkraft" nennen. Um unsere Beispiele zu vereinfachen, nehmen wir fast immer an, dass das Seil selbst keine Masse hat und völlig
كسرها كلياً... مهما كانت قوة السحب عليها، تقاوم بدورها.
unzerreißbar ist -- egal wie sehr du daran ziehst, es zieht immer gleichermaßen zurück.
وهذا يعني أن قوة التوتر ليست ثابتة. إن كان وزن الصندوق 5 نيوتونز، إذاً
Das bedeutet, dass die Zugkraft nicht feststeht. Wenn der Karton 5 Newton wiegt, dann beträgt
التوتر في الحبل أيضاً 5 نيوتونز. ولكن إن قمنا بإضافة 5 نيوتونز أخرى من الوزن
die Zugkraft des Seils auch 5 Newton. Aber wenn wir weitere 5 Newton an Gewicht hinzufügen, erhöht
سيصبح التوتر في الحبل 10 نيوتونز.
sich die Zugkraftkraft im Seil auf 10 Newton.
تقريباً ككيفية تغير القوة العادية، بوجود حبات العنب على الرقاقة... ولكن هنا،
Fast so wie sich auf die resultierende Kraft ändert bei den Trauben auf der Folie. Aber in diesem Fall
إنه استجابة إلى قوة السحب بدلاً من الدفع.
als Antwort auf eine ziehende Kraft anstelle von Druck.
والمفتاح هو أنه مهما كان، يمكننا إضافة القوى معاً لإعطاء قوة تامة
Der Trick ist, dass du, egal was kommt, die Kräfte addieren kannst um die jeweilige
معينة... رغم أن تلك القوة قد لا تكون دائماً 0... كما في المصعد.
resultierende Kraft zu bestimmen, selbst wenn diese resultierende Kraft nicht immer 0 ist.
لنفترض أننا في مصعد... أو أو كما أسميه، رافع.
Wie in einem Aufzug. Sagen wir also du bist in einem Aufzug, oder wie ich sie nenne, einem Fahrstuhl*.
الكتلة الكلية للمصعد، معك أنت، تزن 100 كيلوغرام... ويتم التحكم بحركته
Die Gesamtmasse des Fahrstuhls, dich eingeschlossen, beträgt 1000 kg. Seine Bewegung wird durch ein
عن طريق ثقل موازن، مربوط ببكرة.
Gegengewicht kontrolliert, das an einem Flaschenzug befestigt ist.
الخطة هي إعداد ثقل موازن يساوي 850 كغ، ومن ثم نترك المصعد... عندما نتركه،
Der Plan ist, ein Gegengewicht von 850 kg aufzubringen, und den Fahrstuhl dann loszulassen. Einmal losgelassen,
سيبدأ المصعد بالتسارع نحو الأسفل لأنه أثقل من الثقل الموازن.
wird der Fahrstuhl nach unten beschleunigt, weil er schwerer ist als das Gegengewicht.
ونأمل أن يقدر الثقل الموازن على منعه من التسارع كثيراً.
Und wir hoffen, dass das Gegengewicht ihn davon abhält, zu sehr zu beschleunigen.
ولكن كيف سنعرف إن كان آمناً؟ ما مدى سرعة تسارع المصعد إلى الأسفل؟
Aber woher wissen wir, ob das sicher ist? Wie schnell wird der Fahrstuhl nach unten beschleunigt werden?
لمعرفة هذا، لنقم أولاً برسم رسم بياني حر للمصعد، بجعل الاتجاه الإيجابي إلى أعلى.
Um das herauszufinden, zeichnen wir zuerst ein Freikörperbild für den Fahrstuhl, wobei HOCH die positive Richtung ist.
تقوم قوة الجاذبية على المصعد بسحبه إلى أسفل وتساوي كتلة المصعد g x... 9810 نيوتونز من القوة، بالاتجاه السلبي.
Die Kraft der Erdanziehung auf den Fahrstuhl zieht ihn nach unten, und ist gleich der Masse des Fahrstuhls mal Klein-g: 9810 Newton an Kraft, in die negative Richtung. Und die Zugkraft
وقوة التوتر تسحب المصعد إلى أعلى في الاتجاه الإيجابي.
zieht den Fahrstuhl HOCH, in die positive Richtung.
ما يعني أنه بالنسبة إلى المصعد، القوة التامة تساوي قوة التوتر، ناقص كتلته g x.
Das bedeutet, dass die resultierende Kraft für den Fahrstuhl gleich der Zugkraft minus der Masse des Liftes mal Klein-g ist.
الآن! بما أن قانون (نيوتن) الأول ينص أن F(net) = ma، يمكننا اعتبار كل هذا
Also! Da Newtons zweites Gesetz besagt, dass Fʀ=ma, können wir das alles mit
مساوياً لكتلة المصعد، ضرب بعض التسارع إلى الأسفل، -a... هذا ما نحاول الحل لأجله.
der Masse des Fahrstuhls mal der Beschleunigung nach unten, a, gleichsetzen. Genau danach wollen wir
إذاً، لنفعل الشيء ذاته للثقل الموازن.
also auflösen. Machen wir dasselbe für das Gegengewicht.
تسحبه الجاذبية إلى أسفل بقوة مقدارها 8338.5 N في الاتجاه السلبي.
Das zieht die Schwerkraft mit 8338,5N in negativer Richtung nach unten.
ومجدداً، قوة التوتر تسحبه إلى أعلى، حتى تساوي القوة التامة قوة التوتر
Und wieder zieht die Zugkraft es nach oben, sodass die resultierende Kraft gleich
ناقص كتلة الثقل الموازن ضرب g.
der Zugkraft minus der Masse des Gegengewichts multipliziert mit Klein-g ist.
ومجدداً، بسبب قانون (نيوتن) الثاني، نعرف أن كل هذا يساوي كتلة
Und wiederum, wegen Newtons zweitem Gesetz, wissen wir, dass all das der Masse des
الثقل الموازن، ضرب التسارع ذاته، "a"... وهو إيجابي هذه المرة بما أن
Gegengewichts mal derselben Beschleunigung, a, gleicht, welche dieses Mal positiv ist, da
الثقل الموازن يتحرك إلى أعلى.
sich das Gegengewicht nach oben bewegt.
إذاً! بجمع كل هذا معاً، نجد معادلتين وأمرين مجهولين.
Wenn wir das alles zusammentun, erhalten wir also zwei Gleichungen -- mit zwei Unbekannten. Wir haben keinen
لا نملك قيمة لقوة التوتر ولا نملك قيمة للتسارع.
Wert für die Zugkraft, und wir haben keinen Wert für die Beschleunigung.
ولكن ما نحاول حله هو التسارع. لذا نستخدم الجبر لفعل هذا.
Aber was wir rausbekommen wollen ist die Beschleunigung. Also benutzen wir Algebra, um das zu machen.
عندما يكون لدينا نظام معادلات كهذا، يمكننا إضافة أو طرح كل الشروط لكل
Wenn du ein Gleichungssystem wie dieses hast, kannst du alle Terme auf jeder Seite des Gleichheitszeichens
جانب من إشارات المساواة، لتحويله إلى معادلة واحدة.
addieren oder subtrahieren, um EINE Gleichung aus ihnen zu machen.
مثلاً، إن كنا نعرف أن 1+2=3 وأن 4+2=6، يمكننا طرح أول
Wenn du zum Beispiel weißt, dass 1 + 2 = 3 und 4 + 2 =6, dann kannst du die erste Gleichung von der zweiten
معادلة من الثانية للحصول على 3=3.
subtrahieren und du bekommst 3 = 3.
وفي حالتنا، مع المصعد، طرح أول معادلة من الثانية يخلصنا
Und in unserem Fall, mit dem Fahrstuhl, werden wir durch Subtraktion der ersten von der zweiten Gleichung
من الشرط الذي يمثل قوة التوتر.
den Term los, der zur Zugkraft gehört.
علينا الآن فقط حل التسارع... ما يعني، علينا إعادة تنظيم كل شيء يساوي "a".
Jetzt müssen wir nur noch nach der Beschleunigung auflösen, was bedeutet, dass wir die Gleichung so umstellen müssen, dass alles andere gleich "a" ist.
يكون لدينا معادلة تذكر أن "a" تساوي الفرق
Damit bekommen wir eine Formel, die aussagt, dass "a" gleich der Differenz
بين الأوزان... أو القوة التامة على النظام... تقسيم الكتلة الكلية.
der Gewichte -- bzw. der resultierenden Kraft im System ist -- geteilt durch die Gesamtmasse.
هذه بشكل أساسي نسخة أرقى من F(net) = ma.
Insgeheim ist das nur eine schickere Version von Fʀ=ma. Und das können wir für
ويمكننا حل تلك مع "a"، التي تصبح 0.795 م/ثا^2.
"a" auflösen, was 0,795m/s² ergibt.
وهذا ليس تسارعاً كبيراً على الإطلاق!
Was eigentlich gar keine übermäßig große Beschleunigung ist.
إذاً، بما أننا لن نسقط كثيراً نحو الأسفل، فلا خطورة.
Solange es also nicht zu weit nach unten geht, wird dir nichts passieren,
حتى لو كان الهبوط متخبطاً.
selbst wenn die Landung etwas scheppern wird.
في هذه الحلقة، تعلمنا عن قوانين الحركة الثلاثة لـ (نيوتن): كيف تعمل الإنتريا،
In dieser Folge hast du Newtons drei Bewegungsgesetze kennengerlernt: Wie Trägheit funktioniert, dass
أن القوة التامة تساوي الكتلة x التسارع، كيف يعرف الفيزيائيون التوازن، وكل
die resultierende Kraft gleich der Masse mal der Beschleunigung ist, wie Physiker Gleichgewicht definieren, sowie alles über
شيء عن القوة "العادية" وقوة "التوتر".
Normalkraft und Zugkraft.
Crash Course Physics ينتج بالتعاون مع PBS Digital Studios. تستطيعون الذهاب
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هذه الحلقة من Crash Course صورت في إستديو Doctor Cheryl C. Kinney Crash Course Studio
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