كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه، اشتهر العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن في علوم الفلك والفيزياء والرياضيات ، مما دفعه إلى تطوير نظريات تشرح حركة الكواكب والأشياء المختلفة ، وتم تلخيص قوانين نيوتن الخاصة بحركة الأجسام في ثلاثة قوانين تركز على المادية الظواهر التي يمكن وصفها ، ومن خلال موقعنا سنتعرف على قوانين نيوتن للحركة.
كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه
وضع العالم إسحاق نيوتن قوانين نيوتن للحركة ، حيث يصف نيوتن في هذه القوانين العلاقة بين حركة الأشياء والقوى المؤثرة عليها ، وتشكل هذه القوانين أساس الميكانيكا الكلاسيكية ، وبناءً على قانون نيوتن الثاني ، ما مدى صحة ذلك. القول بأنه كلما زادت كتلة الصندوق ، زادت القوة التي يحتاجها لدفعه؟
- عبارةٌ صحيحة.
يؤثر تسارع السيارة عليها بقوة صافية قدرها 150 نيوتن وكتلتها 50 كجم
قوانين نيوتن
أنشأ نيوتن ثلاثة قوانين مشهورة جدًا وأساسية في دراسة الفيزياء تُعرف بقوانين نيوتن للحركة ، وتعتبر هذه القوانين الثلاثة هي القاعدة الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية ، وتتلخص قوانين نيوتن الثلاثة في ما يلي:
قانون نيوتن الأول
ينص قانون نيوتن الأول أو قانون القصور الذاتي على أن الجسم الثابت يظل ثابتًا ما لم تتسبب قوة خارجية في تغيير حالته ، ويظل الجسم المتحرك في حالة حركة بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تتسبب قوة خارجية في تغييره من حالته الثابتة للحركة ، ويمكن صياغة نص القانون رياضيًا على النحو التالي:
- (0 = f∑)0 = f∑
أين:
- F∑: يرمز إلى مجموع القوى المؤثرة على الجسم.
- f: يرمز إلى القوة ويقاس بوحدة نيوتن.
وإذا كان الجسم في حالة راحة ، فإن سرعته وتسارعه يساوي صفرًا ، وإذا كان الجسم في حالة حركة ، فإن سرعة الجسم ليست صفراً ، ولكن في هذه الحالة يتحرك الجسم بسرعة ثابتة ، وبالتالي فإن تسارعه يساوي صفرًا.
قانون نيوتن الثاني
ينص قانون نيوتن الثاني أو قانون التسارع على أن التسارع الذي يكتسبه الجسم يتناسب طرديًا مع مقدار القوة التي أدت إلى اكتسابه لهذا التسارع ، وهو في نفس الاتجاه ، ويتناسب عكسًا مع كتلة الجسم ، و يمكن التعبير عنها رياضيًا على النحو التالي:
- (f = ma∑) أو أو ق = ك × ت
أين:
- f∑: يرمز إلى مجموع القوى المؤثرة على الجسم.
- f: يرمز إلى القوة ويقاس بوحدة نيوتن.
- m: يرمز إلى الكتلة ويقاس بوحدة الكيلوجرام.
- a: لتقف على التسارع ، وتقاس بوحدة المتر في الثانية المربعة.
ويأتي تفسير قانون نيوتن الثاني بأن تسارع الجسم يزداد كلما زادت القوة المحصلة المؤثرة على الجسم ، بينما تتناقص مع زيادة كتلة الجسم ، والعكس صحيح.
قانون نيوتن الثالث
ينص قانون نيوتن الثالث على أنه لكل فعل رد فعل مساوٍ له من حيث المقدار ، ومقابله في الاتجاه ، أي أن متوسط القوى المؤثرة من الجسم الأول على الجسم الثاني يساوي متوسط التمثيل القوى من الجسم الثاني على الجسم الأول ، ولكن في الاتجاه المعاكس لبعضها البعض ، ويمكن التعبير عنها على النحو التالي القانون رياضيًا على النحو التالي:
- f2- = f1 أو ق1 = – ق2
أين:
- f: يرمز إلى القوة ويقاس بوحدة نيوتن.
- f1: يعبر عن القوة الأولى التي تنتج من الجسم الأول وتؤثر على الجسم الثاني.
- f2-: تعبر عن القوة الثانية التي تنتج من الجسم الثاني ويقع تأثيرها على الجسم الأول ، وتشير العلامة السالبة إلى الاتجاه المعاكس بين القوتين الأولى والثانية.
ويأتي تفسير قانون نيوتن الثالث بأنه إذا أثر جسم آخر على جسم آخر بقوة معينة ، فإن الجسم الآخر سيتفاعل نتيجة لعمل الجسم الأول ، وسيكون بنفس مقدار القوة ، ولكن عكسه في الاتجاه. .
إذا دفعت صندوقًا كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن ، فما عجلة الصندوق؟
لقد وصلنا إلى نهاية مقالتنا كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه، حيث أبرزنا قوانين نيوتن الثلاثة وشرحناها بالتفصيل.