قانون نيوتن الثالث

نص قانون نيوتن الثالث

ينص قانون نيوتن الثالث للحركة على أنّ: (لكلّ فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه)؛ حيث يعبّر هذا القانون عن ردة الفعل الناتجة عند التأثير بقوّة من جسمٍ ما على جسمٍ آخر، أي أنه عند التأثير بقوّة معينة في جسمٍ ما فإنّ ذلك الجسم سيؤثّر فيه بقوّة بالمقابل تعادل القوّة المبذولة عليه وتعاكسها قي الاتجاه، وفيما يأتي بعض الأمثلة على هذا القانون:^[١]

• تدفع الأرض جسم الإنسان للأعلى، عندما تسحبه قوّة الجاذبيّة الأرضيّة إلى الأسفل.
• تدفع عربة التسوق السائث باتّجاه معاكسٍ عندما يدفعها.
• يؤثّر الحبل بقوّة معاكسة عندما يقوم أحد بسحبه.
• تدفع الغازات الناتجة من الصاروخ عند إشعاله الصاروخ لأعلى؛ مما يُسبب إنتاج تسارعه.

الصيغة الرياضية لقانون نيوتن الثالث

إذا كَان FAB هي قوّة الجِسم A التي تُؤثر على الجِسم B، و FBA هي قوّة الجِسم B التي تُؤثر على الجِسم A، فإن الصيغة الرياضيّة للقانون يُعبر عَنها ب:^[٢]

• FAB = - FBA، حيث إن:
  • FAB: هو القوة المطبقة على B من الجسم A.
  • FBA: هو رد الفعل الذي يُحدثه الجسم B على A.
  • (-): إشارة السالب تُشير إلى أنّ القوة المُؤثرة على A في اتِجاه مُعاكس للقوّة المؤثّرة على B.

أمثلة على قانون نيوتن الثالث

تاليًا أمثلة متنوعة على قانون نيوتن الثالث.

إذا كان رجل في مصعد، وقوة الشد على أرضية المصعد تساوي 800 نيوتن، فكم قوة الأرضية المؤثرة على الرجل؟ ^[٣]

الحل:

حسب قانون نيوتن الثالث، فإن قوة الشد على أرضية المصعد تساوي قوة الأرضية على الشخص أي 800 نيوتن.

إذا كان الكتاب يبذل قوة على الكرسي لأسفل مقدارها 2 نيوتن ويبذل الكرسي قوة على الأرض مقدارها 5 نيوتن، فكم القوة التي تبذلها الأرض لأعلى على الكرسي؟^[٤]

الحل:

بناء على قانون نيوتن الثالث، فإن لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له بالاتجاه، وبناء على ذلك، فإن الأرض تمارس على الكرسي للأعلى قوة مقدارها نفس القوة التي يمارسها الكرسي على الأرض للأسفل، أي 5+2 = 7 نيوتن.

إذا كان رجل معلق بحبل وكتلته 75 (كغ) وتسارع الجاذبية = 9.8 (م/ث2)، ما هي قوة شد الحبل للأعلى؟^[٥]

الحل:

• حساب قوة الشد للأسفل حسب قانون نيوتن الثاني وهي: ق= الكتلة * التسارع
• 75*9.8=735 نيوتن.
• بناء على قانون نيوتن الثالث، فإن قوة الشد لأعلى تساوي قوة الشد لأسفل في المقدار وتعاكسها في الاتجاه، أي تساوي -735 نيوتن. والسالب تشير إلى الاتجاه المعاكس.

يقفز أرنب على طاولة كتلته 4 (كغ) وكتلة الطاولة 25 (كغ)، ما مقدار القوة المؤثرة من الطاولة على الأرنب، علما بأن تسارع الجاذبية تقريبا يساوي 10 (م/ث2).^[٦]

الحل:

• القوة المُطبقة بين الطاولة والأرنب تعتمد كليًا على كتلة الأرنب، لذا تعتبر كتلة الطاولة غير مهمة وستهمل.
• مقدار القوة التي يؤثرها الأرنب على الطاولة = كتلة الأرنب * التسارع.
• 4*10=40 نيوتن.
• وبالتالي القوة المؤثرة من الطاولة على الأرنب للأعلى حسب قانون نيوتن الثالث= -40 نيوتن، والسالب يدل على الاتجاه المعاكس.

ملخص المقال

تُفسر قوانين نيوتن الثلاث للحركة تَأثير القوّة الناشئة على الأجسام. ويشّرح قانون نيوتن الثالث رد الفِعل الناشئ من تطبيق قوة على جِسم مُعين ويُسمى بِقانون الفِعل ورد الفِعل، إذ يُوازن القانون جَميع القوى الناشئة في الطبيعة بِقوة مُساوية في المِقدار ومُعاكسة في الاتِجاه. الأمثلة على قانون نيوتن الثالث للحَركة مَوجودة في كلّ مَكان حَولنا ونَستخدِمُها في حَياتنا اليّومية إذا يَرجع السّبب في قُدرة الشّخص على القَفز والحركة والجلوس والمشي إلى قُوة رد الفِعل عَليه الناشئة منْ الأرض.

المراجع

1. ↑ Jim Lucas (26-9-2017), "Newton's Laws of Motion"، livescience, Retrieved 9-4-2018. Edited.
2. ↑ "what is the mathematical expression of newtons 3rd law of motion", topperlearning, Retrieved 30/8/2021.
3. ↑ Graham, Newtons third law of motion, Page 1-2.
4. ↑ "newton-s-third-law", varsitytutors, Retrieved 1/9/2021.
5. ↑ "4.3 Newton's Third Law", ck12, Retrieved 1/9/2021.
6. ↑ "newtons-third-law-of-motion", vedantu, Retrieved 1/9/2021.