صياغة تحليلية مبتكرة لاشتقاق القوة الصافية مباشرة من معادلات الإزاحة اللحظية

الملخص

تُشير الملاحظات في مجال تعليم الميكانيكا الكلاسيكية إلى أن الطلاب يواجهون تحديات متكررة عند استنتاج القوة المحصلة Fnet من معادلة الإزاحة اللحظية (r(t)). يتطلب النهج التقليدي، المتجذر في قانون نيوتن الثاني (F net = ma)، سلسلة من الاشتقاقات المتتابعة التي قد تكون عرضة للخطأ. ولتبسيط هذه الاشتقاقات وتوفير أداة تحليلية أكثر مباشرة للتحليل الديناميكي، تُقدم هذه الورقة صيغة مشتقة تسمح بتحديد القوة المحصلة مباشرةً من الإزاحة. يُسهّل هذا العمل الربط بين الأوصاف الحركية وأسبابها الديناميكية الكامنة، مما يُوفر فوائد تعليمية ودقة تحليلية.