طناب‌کشی و نیروی خالص
روزِ ورزش است و کلاسِ شما با کلاسِ بغلی طناب‌کشی دارد. سوت زده می‌شود. هر دو گروه با همه‌ی زورشان طناب را می‌کشند. صورت‌ها سرخ شده و پاها روی زمین سُر می‌خورند، اما دستمالی که وسطِ طناب بسته‌اند، تکان نمی‌خورد. چند ثانیه بعد، ناگهان دستمال به طرفِ یکی از گروه‌ها راه می‌افتد. چه چیزی عوض شد؟
وقتی نیروها هم‌اندازه‌اند
در طناب‌کشی، به طناب دو نیرو وارد می‌شود: یکی رو به راست و یکی رو به چپ. وقتی این دو نیرو هم‌اندازه باشند، هر کدام اثرِ دیگری را خنثی می‌کند. طناب حرکت نمی‌کند، با اینکه هر دو گروه دارند با تمامِ زور می‌کشند.
پس اگر چیزی ساکن ماند، معنی‌اش این نیست که هیچ نیرویی به آن وارد نمی‌شود. شاید نیروهایی به آن وارد می‌شوند که اثرِ هم را از بین می‌برند. به این نیروها نیروهای متوازن می‌گوییم.
نیروی خالص
حالا فرض کنید یکی از گروه‌ها خسته شود یا یک نفرِ دیگر به گروهِ مقابل اضافه شود. نیروی یک طرف بزرگ‌تر می‌شود. دیگر دو نیرو اثرِ هم را کامل خنثی نمی‌کنند و طناب به طرفِ نیروی بزرگ‌تر حرکت می‌کند.
به آنچه از جمعِ همه‌ی نیروها باقی می‌ماند، نیروی خالص می‌گوییم. نیروها را با واحدی به نام نیوتون اندازه می‌گیرند. اگر یک گروه با ۳۰۰ نیوتون به راست بکشد و گروهِ دیگر با ۳۰۰ نیوتون به چپ، نیروی خالص صفر است و طناب نمی‌جنبد. اگر یک گروه با ۵۰۰ نیوتون بکشد و دیگری با ۳۰۰ نیوتون، نیروی خالص ۲۰۰ نیوتون است، به طرفِ گروهِ قوی‌تر. گروهِ قوی‌تر برنده می‌شود.
در خانه امتحان کنید
- یک حوله یا پارچه‌ی محکم را با یکی از اعضای خانواده از دو سر بکشید.
- سعی کنید آن‌قدر یکسان بکشید که وسطِ حوله سرِ جایش بماند.
- حالا یکی از شما کمی محکم‌تر بکشد. وسطِ حوله به کدام طرف می‌رود؟
- مراقب باشید: هیچ‌کدام ناگهان حوله را رها نکند تا دیگری زمین نخورد.
واژه‌های این درس
- خنثی کردن - از بین بردنِ اثرِ یک نیرو با نیرویی هم‌اندازه در جهتِ مخالف.
- نیروهای متوازن - نیروهایی که اثرِ هم را خنثی می‌کنند.
- نیروی خالص - آنچه از جمعِ نیروهای واردشده به یک جسم باقی می‌ماند.
- نیوتون - واحدِ اندازه‌گیریِ نیرو.
ایده‌ی اصلی
دو نیروی هم‌اندازه و خلافِ جهت اثرِ هم را خنثی می‌کنند و جسم حرکت نمی‌کند. وقتی یک نیرو بزرگ‌تر است، نیروی خالص به طرفِ آن است و جسم به همان طرف می‌رود.