🎯 نواتج التعلم
🎯 Learning Outcomes
بعد هذه التجربة ستكون قادرًا على أن:
After this experiment you will be able to:
- تنص على قانون نيوتن الثالث وتحدّد زوج الفعل ورد الفعل في مواقف مختلفة.State Newton’s third law and identify the action–reaction pair in different situations.
- تفسّر لماذا لا تتلاشى قوتا الفعل ورد الفعل رغم تساويهما: لأنهما تؤثران في جسمين مختلفين.Explain why the action and reaction forces do not cancel although they are equal: because they act on two different bodies.
- تحسب تسارع كل جسم في تفاعل متبادل (عربتان تتدافعان) وتقارن بين التسارعين.Calculate the acceleration of each body in a mutual interaction (two carts pushing each other) and compare the two accelerations.
🎬 شاهد الفيديو
🎬 Watch the Video
🤝 قانون نيوتن الثالث
🤝 Newton’s Third Law
ينص قانون نيوتن الثالث على أنه إذا أثّر جسم A بقوة على جسم B فإن الجسم B يؤثر في A بقوة مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه. نسمّي إحدى القوتين فعلًا والأخرى رد فعل. القوتان تنشآن معًا وتتلاشيان معًا، وهما من النوع نفسه، وتؤثران في جسمين مختلفين.
Newton’s third law states that if a body A exerts a force on a body B then B exerts on A a force equal in magnitude and opposite in direction. We call one of the two forces the action and the other the reaction. The two forces appear together and vanish together, they are of the same kind, and they act on two different bodies.
📘 صيغة القانون
📘 The law
\[\vec F_{A\to B}=-\,\vec F_{B\to A}\qquad |F_{AB}|=|F_{BA}|\]
بما أن القوتين على جسمين مختلفين فلا يمكن جمعهما للحصول على قوة محصلة على جسم واحد. لكل جسم تسارعه \(a=\dfrac{\sum F}{m}\): الجسم الأخف يكتسب تسارعًا أكبر.
Since the two forces act on two different bodies they cannot be added to find a net force on one body. Each body has its own acceleration \(a=\dfrac{\sum F}{m}\): the lighter body gets the greater acceleration.
💡 أمثلة على أزواج الفعل ورد الفعل
💡 Examples of action–reaction pairs
- كتاب على طاولة: الكتاب يضغط على الطاولة إلى أسفل (فعل)، والطاولة تدفع الكتاب إلى أعلى (رد فعل). (وزن الكتاب وقوة الطاولة ليسا زوج فعل ورد فعل لأنهما على الجسم نفسه.)A book on a table: the book presses the table downward (action) and the table pushes the book upward (reaction). (The weight of the book and the force of the table are not an action–reaction pair because they act on the same body.)
- شاحنة تصدم جدارًا: الشاحنة تؤثر في الجدار بقوة وهو يؤثر فيها بقوة مساوية معاكسة.A truck hitting a wall: the truck exerts a force on the wall and the wall exerts an equal opposite force on it.
- الأرض والقمر: الأرض تجذب القمر والقمر يجذب الأرض بالقوة نفسها.The Earth and the Moon: the Earth attracts the Moon and the Moon attracts the Earth with the same force.
- صندوق معلّق بحبل: الحبل يشدّ الصندوق إلى أعلى والصندوق يشدّ الحبل إلى أسفل.A box hung from a rope: the rope pulls the box up and the box pulls the rope down.
🧪 تجربة 1: اكتشف أزواج الفعل ورد الفعل
🧪 Experiment 1: Discover the action–reaction pairs
اختر موقفًا (كتاب على طاولة، شاحنة وجدار، الأرض والقمر، صندوق معلّق بحبل). يظهر السهم الأول (الفعل) ثم اضغط «أظهر رد الفعل» لتظهر القوة المقابلة: مساوية له مقدارًا ومعاكسة له اتجاهًا وتؤثر في الجسم الآخر. غيّر الكتلة أو القوة لترى أن القيمتين تتغيران معًا دائمًا. لا شيء يتحرك من تلقاء نفسه.
Choose a situation (a book on a table, a truck and a wall, the Earth and the Moon, a box hung from a rope). The first arrow (the action) appears; press “Show the reaction” to show the opposite force: equal in magnitude, opposite in direction and acting on the other body. Change the mass or the force to see that the two values always change together. Nothing moves by itself.
🧪 تجربة 2: عربتان تتدافعان: القوتان متساويتان والتسارعان مختلفان
🧪 Experiment 2: Two carts push each other: equal forces, different accelerations
عربتان ساكنتان بينهما نابض مضغوط. عند الإفلات تؤثر كل عربة في الأخرى بقوة \(F\) مدة \(\tau\). اضبط الكتلتين والقوة ثم اضغط «أفلت النابض» (أو حرّك مؤشر الزمن). لاحظ أن القوتين متساويتان لكن العربة الأخف تكتسب تسارعًا وسرعة أكبر، وأن \(m_Av_A=m_Bv_B\).
Two carts at rest with a compressed spring between them. When released each cart exerts on the other a force \(F\) for a time \(\tau\). Set the masses and the force then press “Release the spring” (or move the time slider). Notice that the two forces are equal but the lighter cart gets the greater acceleration and velocity, and that \(m_Av_A=m_Bv_B\).
🧪 تجربة 3: حاسبة: القوى والتسارعات
🧪 Experiment 3: Calculator: the forces and the accelerations
مسألة جديدة في كل مرة. احسب القيم الثلاث ثم اضغط «صحّح».
A new problem every time. Calculate the three values and press “Check”.
🛠️ تطبيقات عملية
🛠️ Practical applications
- المشي: قدمك تدفع الأرض إلى الخلف والأرض تدفعك إلى الأمام.Walking: your foot pushes the ground backward and the ground pushes you forward.
- الصاروخ: يدفع الغازات للأسفل فتدفعه الغازات للأعلى.The rocket: it pushes the gases downward and the gases push it upward.
- السباحة والتجديف: ندفع الماء للخلف فيدفعنا للأمام.Swimming and rowing: we push the water backward and it pushes us forward.
✍️ أمثلة محلولة
✍️ Worked Examples
كتاب كتلته \(2\ \mathrm{kg}\) ساكن على طاولة (\(g=9.8\ \mathrm{m/s^2}\)). ما القوة التي تؤثر بها الطاولة على الكتاب؟ وما رد فعلها؟
A book of mass \(2\ \mathrm{kg}\) rests on a table (\(g=9.8\ \mathrm{m/s^2}\)). What force does the table exert on the book? What is its reaction?
عربتان \(m_A=2\ \mathrm{kg}\) و\(m_B=4\ \mathrm{kg}\) ساكنتان تتدافعان بقوة \(12\ \mathrm{N}\) مدة \(0.5\ \mathrm{s}\). احسب تسارع كل منهما وسرعتها النهائية.
Two carts \(m_A=2\ \mathrm{kg}\) and \(m_B=4\ \mathrm{kg}\) at rest push each other with \(12\ \mathrm{N}\) for \(0.5\ \mathrm{s}\). Calculate the acceleration of each and its final velocity.
القوة بين الأرض والقمر \(1.98\times10^{20}\ \mathrm{N}\). قارن تسارعيهما (\(m_{moon}=7.35\times10^{22}\ \mathrm{kg}\) و\(m_{earth}=5.97\times10^{24}\ \mathrm{kg}\)).
The force between the Earth and the Moon is \(1.98\times10^{20}\ \mathrm{N}\). Compare their accelerations (\(m_{moon}=7.35\times10^{22}\ \mathrm{kg}\) and \(m_{earth}=5.97\times10^{24}\ \mathrm{kg}\)).
إذا كانت قوة الفعل ورد الفعل متساويتين فكيف يتحرك الحصان بالعربة؟
If the action and reaction forces are equal how does the horse move the cart?
قوة الفعل وقوة رد الفعل:
The action and the reaction forces are:
كتاب ساكن على طاولة. رد فعل قوة الطاولة على الكتاب هو:
A book at rest on a table. The reaction to the force of the table on the book is:
عندما تتدافع عربتان كتلة إحداهما ضعف الأخرى، فإن تسارع الخفيفة:
When two carts, one twice the mass of the other, push each other, the acceleration of the lighter one is:
الأرض تجذب القمر بقوة \(F\). القمر يجذب الأرض بقوة:
The Earth attracts the Moon with a force \(F\). The Moon attracts the Earth with a force:
📚 ملخص
📚 Summary
| المفهومConcept | القاعدةRule |
|---|---|
| القانونThe law | \(\vec F_{AB}=-\vec F_{BA}\)\(\vec F_{AB}=-\vec F_{BA}\) |
| المقدارMagnitude | متساوٍ دائمًاalways equal |
| نقطة التأثيرActs on | جسمان مختلفانtwo different bodies |
| التسارعAcceleration | \(a=\dfrac{F}{m}\ (\text{different for each})\)\(a=\dfrac{F}{m}\ (\text{different for each})\) |
⚠️ أخطاء شائعة
⚠️ Common mistakes
- اعتبار الوزن وقوة الطاولة زوج فعل ورد فعل؛ هما على الجسم نفسه.Taking the weight and the force of the table as an action–reaction pair; they are on the same body.
- الظن بأن تساوي القوتين يعني تساوي التسارعين؛ التسارع يتوقف على الكتلة.Thinking that equal forces mean equal accelerations; the acceleration depends on the mass.
- جمع قوتي الفعل ورد الفعل للحصول على محصلة صفر؛ لا يجوز لأنهما على جسمين.Adding the action and reaction forces to get zero net force; this is not allowed because they act on two bodies.
🔗 محاكيات GeoGebra للاستعانة بها عند اللزوم
🔗 GeoGebra Simulations to Use When Needed
اضغط «تشغيل» لتعمل المحاكاة هنا داخل الدرس؛ ويمكن للطالب الرجوع إليها لتجربة الفكرة بطريقة أخرى.
Press “Run” to run the simulation right here inside the lesson; the student can use it to try the idea in another way.
