قوانين نيوتن في الحركة

تفسير الظواهر الطبيعية

هناك العديد من الظواهر الطبيعية التي تحدث في الكون، واستطاعت بعض الاكتشافات تفسير بعضها، في حين بقي الآخر مبهمٍا، ولقد نشأت قوانين نيوتن في الحركة من أجل إيجاد تفسيرات مقبولة للظواهر فيزيائية كالسرعة والقوة والكتلة، ونجح نيوتن في ذلك من خلال تبسيط معاملات هائلة بعد اعتبارها نقاطًا رياضية بدون حجم أو دوران، مما سمح بتجاهل عوامل مثل الاحتكاك، ومقاومة الهواء، ودرجة الحرارة، وخصائص المواد، والتركيز على الظواهر التي يمكن وصفها فقط من حيث الكتلة والطول والوقت، وبالتالي لا يمكن استخدام القوانين الثلاثة لوصف سلوك الأشياء الصلبة أو المشوهة بدقة؛ ومع ذلك، في كثير من الحالات فهي توفر قيم تقريبية دقيقة بشكل مناسب، وسيتحدث هذا المقال عن قوانين نيوتن في الحركة.^[١]

قوانين نيوتن في الحركة

كان نيوتن واحدًا من أكثر العلماء نفوذًا في كل العصور، وقد أصبحت أفكاره الأساس للفيزياء الحديثة، وكانت بنية قوانين نيوتن في الحركة معتمدة على الأفكار المقدمة من أعمال العلماء السابقين بما في ذلك غاليليو وأرسطو وتمكّن من إثبات بعض الأفكار التي كانت نظريات فقط في الماضي، وقد درس البصريات وعلم الفلك والرياضيات، واخترع حساب التفاضل والتكامل، وربما اشتهر نيوتن بعمله في دراسة الجاذبية وحركة الكواكب، وبناءً على طلب الفلكي إدموند هالي بعد إقراره بفقدان إثباته للمدارات الإهليلجية قبل سنوات قليلة، انتشرت قوانين نيوتن في الحركة في عام 1687، وفي كتابه: مبادئ الرياضيات للفلسفة الطبيعية، وصف كيف تتحرك الأجسام الضخمة تحت تأثير القوى الخارجية.^[١]

قانون نيوتن الأول في الحركة

يتم تناول قوانين نيوتن في الحركة على عدة مستويات، فقانون نيوتن الأول ينص على أن الجسم المتحرك يميل إلى البقاء في الحركة ما لم تعمل قوة خارجية عليه، وبالمثل إذا كان الكائن في حالة راحة، فسيبقى في حالة راحة ما لم تعمل قوة غير متوازنة عليه، ويُعرف قانون نيوتن الأول للحركة أيضًا باسم قانون القصور الذاتي، وما يقوله قانون نيوتن الأول هو أن الأشياء تتصرف بشكل متوقع، إذا كانت هناك كرة معلقة على الطاولة، فلن تبدأ في التدحرج أو تسقط على الطاولة ما لم تتصرف القوة عليها لتسبب ذلك، الكائنات المتحركة لا تغير اتجاهها إلا إذا تسببت القوة في التحرك من طريقها، وإذا قام شخص بتمرير كتلة عبر جدول، فإنه يتوقف في النهاية بدلًا من المتابعة إلى الأبد، وذلك لأن القوة الاحتكاكية تعارض استمرار الحركة، وإذا ألقيت كرة في الفضاء، فهناك مقاومة أقل بكثير، لذلك سوف تستمر الكرة في التقدم لمسافة أكبر بكثير، وهذا مبحث شهير في قوانين نيوتن في الحركة.^[٢]

قانون نيوتن الثاني في الحركة

يصف قانون الحركة الثاني ما يحدث للجسم الهائل عندما يتم التصرف عليه بواسطة قوة خارجية، تنص على أن القوة المؤثرة على جسم ما تساوي كتلة ذلك الكائن في أوقات تسارعه، وهذا مكتوب في شكل رياضي مثل F = ma ، حيث F هي القوة ، m كتلة، وتسارع، وتشير قوانين نيوتن في الحركة إلى أن القوة والتسارع هما كميتان متجهتان، مما يعني أن لهما قوة واتجاه، والقوة يمكن أن تكون قوة واحدة، أو يمكن أن يكون مجموع المتجه لأكثر من قوة واحدة، والتي هي القوة الصافية بعد الجمع بين جميع القوى. وتنص قوانين نيوتن في الحركة بالعموم على أن القوة الثابتة عندما تعمل على جسم ضخم، فإنها تتسبب في تسارعها، أي لتغيير سرعتها بمعدل ثابت، وفي أبسط الحالات، تؤدي القوة المطبقة على كائن في حالة الراحة إلى تسريعها في اتجاه القوة، ومع ذلك، إذا كان الكائن قيد الحركة بالفعل، أو إذا تم عرض هذا الموقف من إطار مرجعي متحرك، فقد يبدو هذا الجسم في تسريع أو إبطاء أو تغيير الاتجاه حسب اتجاه القوة والتوجيهات التي يشير إليها الكائن والإطار المرجعي. ^[١]

قانون نيوتن الثالث في الحركة

ينص قانون نيوتن الثالث على أنه عندما يتفاعل جسمان، يطبقان القوة على بعضهما البعض، بمقدار متساوٍ وعكس الاتجاه، ويشار إلى هذا عادة باسم قانون الفعل ورد الفعل، وتظهر هذه الفكرة بوضوح في ارتداد البندقية، فانفجار الرصاصة يؤدي إلى تحرك البندقية بسرعة في الاتجاه المعاكس، ويظهر هذا المثال بشكل جلي أيضًا في تجارب الزنبرك.^[٣]

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت} "Newton's Laws of Motion ", .livescience, Retrieved 4-06-2019. Edited.
2. ↑ " What Are Newton's Laws of Motion? ", .thoughtco, Retrieved 4-06-2019. Edited.
3. ↑ "Understanding Newton’s Laws of Motion", britannica, Retrieved 4-06-2019. Edited.