القوانين الأساسية لنيوتن في الحركة

عناصر الموضوع

1– قانون نيوتن الأول وتطبيقاته

2– تطبيقات قانون نيوتن الأول

3– قانون نيوتن الثاني للحركة وتطبيقاته

4– قانون نيوتن الثالث للحركة وتطبيقاته

5– تطبيقات قانون نيوتن الثالث

6- قانون نيوتن الثالث وقانون هوك

من أهم القوانين التي وضعها إسحاق نيوتن هي القوانين الأساسية التي قامت عليها الفيزياء الكلاسيكية و القوانين الثلاثة شكلت نقلة نوعية في عالمنا الطبيعي.

بالنسبة لقانون نيوتن الأول ف هو يوضح القصور الذاتي و مفهومه لأنه يكون الجسم في حالة حركة أو سكون تكون مستقيمة مادام لا تؤثر عليه قوة خارجية أما قانون الثاني فهو يتحدث على أنه يربط بين التسارع و القوة حيث أن القوة المؤثرة على جسم ما تنتج تسارع يتناسب مع الكتلة الخاصة به وبالنسبة لقانون نيوتن الثالث فهو يقول أن لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومضاد له ف الاتجاه.

1- قانون نيوتن الأول وتطبيقاته

نص القانون وتفسيره والتعبير الرياضي عنه:

الجسم الساكن يبقى ساكناً، و الجسم المتحرّك يبقى متحركاً، ما لم تؤثر عليه قوى ما

معنى هذا النص أن الحركة لا يمكن أن تنقص أو تتغير بدون تأثير القوة عليها و القوة تكون غير متوازنة.فإذا لم يحدث شئ فلن تذهب إلى أي مكان عندما تكون في اتجاه معين  وعندما لا يحدث شئ تذهب دائمًا في هذا الاتجاه للنهاية.

قوانين نيوتن وتطبيقاتها المختلفة في حياتنا

عندما تكون المجموع النهائي للقوة المؤثرة على الجسم أي القوة المحصلة تساوي صفر فعند إذن تكون سرعة الجسم ثابتة.

سرعة الجسم تعتبر كمية متجهة لأنها يتم التعبي عنها مقدارا واتجاهًا وهو يكون حركة الجسم، فعندما نقول أن الجسم سرعته ثابتة فهذا يعني أن كلا من الاتجاه و المقدار ثابتين.

2- تطبيقات قانون نيوتن الأول

يمكن تفسير حدوث الأشياء من حوالنا تبع قانون نيوتن الأول مثال على ذلك الوسائد الهوائية التي توجد في السيارات.

ماهي وظيفة الوسائد الهوائية؟ وظيفتها هي عند وقوع حادث تنتفخ لكي تمنع ارتطام الرأس بالزجاج الأمامي وبذلك عندما تقع حادث بسيارة يوجد بها وسائد هوائية يكون التباطؤ في سرعتها يؤدي إلى تشغيل المفتاح الكهربائي فبذلك يبدأ التفاعل الكيميائي بإنتاج كمية من المادة الغازية لكي تعمل على ملئ الوسادة وحماية الرأس.

• مثال أخر عندما يكون الكتاب على المنضدة إذا لم يتم ازاحته أو تحريكه سوف يظل ثابت.
• وعندما نركب المصعد ويكون نازل يندفع الدم من الرأس إلى القدم و يتوقف سريعًا عندها.
• مثال أخر انك تطير إلى الأمام بعيدًا عند ركوب لوح تزلج أو دراجة أو عربة بعيدًا عن اللوح عندما يصطدم بصغرة مثلا أو رصيف أو أي شئ يوقف حركة لوح التزلج.
• مثلا الطائرة الورقية تتغير بتغير التغيرات الجوية. [1]

3- قانون نيوتن الثاني للحركة lehg Hov وتطبيقاته

نص القانون وتفسيره والتعبير الرياضي له

إذا أثرت قوة على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً ، يتناسب طردياً مع قوته وعكسياً مع كتلته.

تتغير السرعة بمعدل صابت أي يحدث له تسارع عندما تؤثر قوة ثابتة على جسم ضخم وهذا ما يتحدث عنه قانون نيوتن الثاني.

قوانين نيوتن وتطبيقاتها المختلفة في حياتنا

عندما يكون الكائن متحرك بالفعل فيبدو أن الجسم يبطئ أو يسرع أو حتى يغير اتجاهه لأنه يعتمد على القوة و الاتجاهات فبذلك نستنتج أن في أبسط الحالات القوة المؤثرة تؤدي إلى تسارع في اتجاه القوة عندما يكون الجسم في حالة سكون.

تطبيقات قانون نيوتن الثاني في حياتنا

يمكن تمثيل قانون نيوتن الثاني في حياتنا اليومية مثل دفع كرة للتحرك أو إيقاف كرة تتدحرج أو تتحرك

أو وزن السيارات المخصصة للسباق نقلل بها الوزن مثلا لكي تزيد سرعتها.

مثال على ذلك في سباق السيارات المهندسون يحاولوا إبقاء كتلة السيارة عند أدنى مستوى لأن الكتلة المنخفضة تعني تسارع زيادة وكلما زادت التسارع الفوز فرصته تزيد.

أمثلة على قانون نيوتن الثاني

مثال دفع العربة من الأسهل تحرك عربة السوبر ماكت وهيا فارغة لأن كتلتها منخفضة غ المزيد من الكتلة يتطلب قوة تسارع زيادة.

• مثال أخر ركل الكرة :عندما نركل الكرة ف القوة المبذولة تكون في اتجاه معين فعندما يتم ركل الكرة بقوة أكبر تزيد القوة التي نضعها عليها.
• مثال على شخصان يمشيان:عندما يكون أحدهما أثقل من الأخر فإنه يمشي بشكل أبطأ من الشخص الأخف وذلك لأن تسارع الشخص الذي وزنه أخف.

4- قانون نيوتن الثالث للحركة وتطبيقاته

نص القانون وتفسيره والتعبير الرياضي له

لكل فعل رد فعل، مساوي له في المقدار ووعكسه له في الاتجاه

معنى هذا النص أن لابد من وجود قوة مصاحبة للأجسام متساوية في المقدار وعكسها ف الاتجاه و القوة تكون متبادلة على الأجسام المختلفة .

أحيانا يكون المقدار والإتجاه يتحددان عن طريق جسم واحد من جسمين مثال على ذلك يوجد جسم A و جسم B  يؤثران على بعض بقوة ويؤثر الجسم B على الجسم A بقوة نفس المقدار ولكنها عكسها ف الاتجاه تسمى برد الفعل.

أحيانا أخرى يمكن حساب إتجاه ومقدار القوى بالجسمين معا ولكن في هذه الحالة لا نستخدم رد الفعل أو الفعل لأن كلا القوتين يمكن تسميتهم برد الفعل لأنهن منفصلين ولا يمكن وجود واحدة بدون الأخرى.

تكون من نفس النوع مثالًا على ذلك يؤثر الطريق على سيارة باحتكاك له قوة و السيارة أيضا تؤثر على الطريق باحتكاك له قوة أخرى وهذا في قانون نيوتن الثالث.

5- تطبيقات قانون نيوتن الثالث

المهندسون في العادة يطبقون قانون نيوتن الثالث على تصميم أجهزة القذائف و الصواريخ، مثالًا على ذلك عند اندفاع الغازات التي تنتج من الصواريخ للأعلى عن اشتعاله فإنها تسبب زيادة في سرعته.

مثال أخر على التطبيقات الشخص الذي يسير على الأرض ف انه يؤثر على الأرض بقوة و الأرض تؤثر عليه بقوة أخرة فمعنى ذلك أن الأرض و الشخص يؤثران على بعضهما البعض.

مثال أخر عندما تقفز على الأرض فإن رجلك تطبق على الأرض بقوة و الأرض تطبق عليه كذلك بقوة أخرة تكون رد فعل مساوية وعكسية ف تدفعه الى الهواء والشخص عندما يكون في الماء فان الماء تدفع للأمام و الشخص يدفع الماء إلى الخلف لأن كلاهما يؤثران على بعضهما .

تتعرض المروحيات لقوة رد فعل تصاعدية بقوة الرفع عن طريق دفع الهواء إلى الأسفل.

ومثال أخر لقانون الفعل ورد الفعل الطيور و الطائرات عن طريق ممارسة القوة على الهواء في عكس الاتجاه مثل أجنحة الطائر تدفع الهواء إلى الأسفل وللخلف لكي الحركة تترفع إلى الأمام.

6- قانون نيوتن الثالث وقانون هوك

قانون هوك

يجب مراعاة الإجهاد و التشوية عند تطبيق نيوتن الثالث مثالًا على ذلك كتلة السيارة تزيد لأن الركاب عندما يزيدوا كتلتها تزيد و هذا يؤثر على الإزاحة للسيارة

هذا هو المعروف بقانون هوك للمرونة حيث أنه يشير الى يتغير كمية الجسم بالقوة الخطية المسببة له ومن أمثلة المواد التي ينطبق عليها قانون هوك هي المواد التي تكون ذات مرونة خطية. [2]

نختم بأن القوانين الخاصة بنيوتن للحركة هي الأساس لكي نفهم طبيعة الحركة للأجسام والتفاعل الذي يحدث بين القوى المختلفة و الثلاث قوانين (الفعل ورد الفعل -العلاقة بيت التسارع والقوة والقصور الذاتي) فإنهم ساعدوا في تفسير الكثير و العديد من الظواهر الفيزيائية التي تقابلنا في حياتنا اليومية وفي الكون كله

والمهندسون والعلماء استطاعوا أن يطوروا من التطبيقات العلمية في جميع المجالات المختلفة مثل إستكساف الفضاء على سبيل المثال فلذلك تعد قوانين نيوتن هي الأساس لفهم سلوك الأجسام وي دراسة الحركة الفيزيائية.

• PraxiLabsتطبيقات قانون نيوتن الأول - بتصرف
• ويكيبيدياقانون نيوتن الثالث وقانون هوك - بتصرف

مشاركة المقال