القوة المعيدة هي القوة التي تُؤثر على جسم مُتذبذب وتُعيده إلى موضع اتزانه. تُسمى أيضًا بقوة الاسترجاع.
خصائص القوة المعيدة:
اتجاهها: دائماً ما تكون موجهة نحو نقطة التوازن.
مقدارها: يتناسب طردياً مع مقدار إزاحة الجسم عن نقطة التوازن.
نوعها:
قوة مرنة: مثل قوة الشد في النابض، تُؤثر في الأجسام المرنة التي تُشوه عند إزاحتها عن نقطة اتزانها.
قوة الجاذبية: تُؤثر في الأجسام المُعلقة أو المُتأرجحة.
أمثلة على القوة المعيدة:
النابض: عند ضغط النابض أو شده، تُؤثر عليه قوة مرنة تُعيده إلى شكله الأصلي.
البندول: عند إزاحة البندول عن نقطة اتزانه، تُؤثر عليه قوة الجاذبية الأرضية التي تُعيده إلى نقطة اتزانه.
الغشاء: عند اهتزاز الغشاء، تُؤثر عليه قوة الشد في الغشاء التي تُعيده إلى شكله الأصلي.
معادلة القوة المعيدة:
يمكن حساب القوة المعيدة باستخدام المعادلة التالية:
F = -kx
حيث:
F: القوة المعيدة (نيوتن)
k: ثابت المرونة (نيوتن/متر)
x: مقدار إزاحة الجسم عن نقطة اتزانه (متر)
أهمية القوة المعيدة:
تلعب القوة المعيدة دورًا هامًا في العديد من الظواهر الطبيعية، مثل:
الاهتزازات: تُؤثر القوة المعيدة على الجسم المُتذبذب وتُعيده إلى نقطة اتزانه، مما يُسبب اهتزاز الجسم.
الأمواج: تُؤثر القوة المعيدة على جزيئات الوسط المُتذبذب وتُعيدها إلى مواقعها الأصلية، مما يُسبب انتشار الموجة.
الصوت: تُؤثر القوة المعيدة على غشاء الطبلة وتُعيده إلى شكله الأصلي، مما يُسبب اهتزاز غشاء الطبلة وإنتاج الصوت.
ملاحظة:
تختلف طبيعة القوة المعيدة حسب نوع النظام المُتذبذب.
تُستخدم القوة المعيدة في العديد من التطبيقات العملية، مثل:
تصميم النابض
تصميم البندول
تصميم مكبرات الصوت
مصادر
قانون هوك - ويكيبيديا:
https://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%87%D9%88%D9%83
الحركة التوافقية البسيطة - ويكيبيديا:
https://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%B1%D9%83%D8%A9_%D8%AA%D9%88%D8%A7%D9%81%D9%82%D9%8A%D8%A9_%D8%A8%D8%B3%D9%8A%D8%B7%D8%A9