مثال على قانون نيوتن الثالث
كيف يُمكن للصاروخ الفضائي أن ينطلق نحو الفضاء؟ الحل:
يُمكن للصاروخ الفضائي أن ينطلق نحو الفضاء من خلال توليد قوة تُقاوم الجاذبية الأرضية (ق1)، لتعكس الجاذبية الأرضية هذه القوة بنفس المقدار التي تم توليدها من الصاروخ لكن بعكس الاتجاه (- ق2)، مما يسمح للصاروخ بالانطلاق نحو الفضاء بعيداً عن الأرض. سبّاح أولومبي، يقوم بالسباحة نحو الأمام بقوة دفع صادرة من الماء مقدارها 40 نيوتن، ما مقدار القوة التي يقوم بتوليدها السبّاح أثناء حركة يديه؟ الحل:
وفق قانون نيوتن الثالث فإن القوة الصادرة من الماء على السباح هي بسبب القوة المساوية لدفع السباح للماء نحو الخلف، ممّا تجعله يندفع نحو الأمام. قانونَا نيوتن الأول والثالث | دليل حلول مسائل كتاب الميكانيكا الكلاسيكية: مقدمة أساسية | مؤسسة هنداوي. قوة السباح هي ق1، وقوة الماء هي ق2
ق1 = - ق2
ق1 = - 40 نيوتن، وهذا يعني أنّ القوة الصادرة من السبّاح على الماء هي 40 نيوتن لكن باتجاه الخلف. تُعبّر قوانين نيوتن الثلاثة عن حركة الأجسام، ووصف ثباتها دون حركة، ومن أهم التطبيقات على هذه القوانين: قدرة الطيور على الطيران والذي يُعدّ تطبيقاً على القانون الثالث، وكذلك ركل الكرة ودفع العربة والتي تُعدّ من التطبيقات على القانون الثاني، بينما تُعدّ حركة الدم من الرأس بسرعة ثابتة تطبيقاً على قانون نيوتن الأول.
قانون نيوتن في الحركة - موضوع
ذات صلة نص قانون نيوتن الأول قوانين نيوتن الأول والثاني والثالث
نص قانون نيوتن الأول
ينصّ قانون نيوتن الأول (بالإنجليزية: Newton's first law) على أنّ الجسم الساكن يبقى ساكنًا، والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة وفي نفس الاتجاه، ما لم تُؤثّر فيه قوة خارجية تُغيّر من حالته، وهو ما يُعرف أيضاً بقانون القصور الذاتي (بالإنجليزية:Inertia)، [١] و الذي يعتمد على كتلة الجسم، فكلّما كانت الكتلة أكبر كان تحريك أو تغيير اتجاه وسرعة الجسم أكبر وأصعب. [٢]
أمثلة على قانون نيوتن الأول
هناك العديد من الأمثلة المتعلقة بقانون نيوتن الأول، ومنها ما يأتي: [٣]
إطلاق صاروخ عبر الغلاف الجوي. التغيّر في حركة الطائرات الورقية عند تغيّر الرياح. تأثير الطيار بقوة معينة في دواسة الوقود، لتبدأ بعدها الطائرة بالتحرّك ثمّ التحليق. قانون نيوتن الأول والثاني - موضوع. تأثير ا للاعب في كرة الغولف الساكنة بقوة معينة بعصا الغولف والذي سيُؤدي إلى تحرّكها من موضعها. [٤]
تأثير السائق بقوة معينة على دواسة الوقود ستحرّك السيارة، وعند إزالة قدم السائق عن الدواسة تستمر السيارة بالسير حتى تتباطئ لتأثرها بقوى الاحتكاك الخارجية. [٤]
حركة الأجسام على الأسطح الخشنة والملساء، فعند تحرك جسم على سطح مائل خشن من السكون، سيتأثر بقوة الاحتكاك التي تنشأ بينه وبين السطح، والتي ستعيق حركته وتقلل سرعته، على عكس حركته على السطح الأملس والتي ستكون أسهل وبسرعة ثابتة وفي اتجاه واحد؛ وذلك لأنّ قوة الاحتكاك تكون أقل بكثير.
قانونَا نيوتن الأول والثالث | دليل حلول مسائل كتاب الميكانيكا الكلاسيكية: مقدمة أساسية | مؤسسة هنداوي
بما أنّه تم تشغيل كلّ من مشغلات الحركة اليمينية واليسارية وبالقوة نفسها فإنّ محصلة القوة المطبقة على المركبة تساوي صفرًا، وبالتالي تبقى المركبة مندفعة نحو الأمام بسرعة ثابتة وبتسارع صفري. كيف يُمكن للطائرة أن تُحلّق في الهواء بثبات وفق قانون نيوتن الأول؟ الحل:
يُمكن للطائرة أن تُحلق بثبات بسبب تساوي القوتين الرأسيتين، وهما قوة الرفع ووزن الطائرة، إضافة إلى تساوي كلّاً من القوتين الجانبيتين، وهما قوة الدفع نحو الأمام وقوة السحب نحو الخلف. مثال على قانون نيوتن الثاني
تؤثر قوة مقدارها 20 نيوتن في جسم كتلته 4 كغ باتجاه اليمين، وتوثر قوة أخرى فيه بنفس الوقت من اتجاه اليسار مقدارها 30 نيوتن، فكم تبلغ قيمة تسارعه وإلى أين سيتجه الجسم؟ الحل:
إيجاد مجموع محصِّلة القوى، حيث إنّ الجهة اليمين هي الجهة الموجبة، والجهة اليسرى هي الجهة السالبة
مجموع القوى = 20 + (-30) = -10 نيوتن. قانون نيوتن الثاني + قانون نيوتن الأول - YouTube. -10 = 4 × ت
ت = -10 / 4
التسارع = -2. 5 م/ث 2 أي باتجاه اليسار. سيارة كتلتها 5000 كغ، تسير بتسارع قيمته 60 كم/ث 2 ، ما مقدار القوة الناشئة والتي عملت على تحريك السيارة بهذا التسارع؟ الحل:
ق = 5000 × 60
ق= 300, 000 نيوتن، هي مقدار القوة الصادرة من محرك السيارة والتي جعلت السيارة تسير بتسارع 60 (كم/ث 2).
قانون نيوتن الأول والثاني - موضوع
قانون نيوتن الثاني + قانون نيوتن الأول - YouTube
قانون نيوتن الثاني + قانون نيوتن الأول - Youtube
يوجد لدينا أيضًا باستخدام قانون نيوتن الثالث
مقدار القوتين العموديتين للأنبوب الذي طوله
المؤثر على أيٍّ من الأنبوبين الأصغر طولًا. نحصل إذنْ من المركبة
على:
في حالة الاتزان تكون كلٌّ من المركبة الرأسية والأفقية للقوة المحصلة عل كلِّ أنبوبٍ
صفرًا. وعلى وجه التحديد، يمكن كتابة محصلة القوة الأفقية على كلٍّ من الأنبوبين الأصغر
طولًا على الصورة التالية:
[٤]
هذا يعني أنَّ مجموع القوى المؤثرة على الجسم تساوي صفرًا، سواء أكان الجسم ثابتًا أم متحرِّكًا، والجسم الثابت غير المتحرك يبقى ثابتاً دون أي سُرعة أو تسارع، والجسم المتحرك يبقى متحرِّكًا بسرعة ثابتة وباتجاهٍ واحد؛ ولكن قيمة التسارع لديه تساوي صفرًا. [٣]
يُمكن صياغة قانون نيوتن الأول رياضيّاً على أنَّ مجموع القوى المؤثرة على الجسم تساوي صفراً، ويُمكن تمثيلها بالمعادلة الرياضية الآتية: (0 = F∑)
حيث إنّ: [٥]
F∑: مجموع القوى المؤثرة على الجسم. F: القوة التي تُقاس بوحدة نيوتن، ويُمكن التعبير عنها بالحرف (ق). قانون نيوتن الثاني في الحركة
قانون نيوتن الثاني في الحركة هو وصف كمّي للتغيّرات التي يُمكن أن تُنتجها القوة على حركة الجسم، [٦] وينص على الآتي: يتناسب التسارع الذي يكتسبه جسم ما تناسبًا طرديّاً مع القّوة التي أدّت إلى اكتسابه ذاك التسارع، ويتناسب عكسيّاً مع كتلته. [٧]
هذا يعني أنَّ تسارع الجسم يزداد كلما ازدادت محصِّلة القوى التي تؤثر في الجسم في جميع الاتجاهات، بينما يقل التسارع كلما ازدادت كتلة الجسم والعكس صحيح. [٨]
يُمكن صياغة قانون نيوتن الثاني رياضيّاً على أنَّ مجموع القوى المؤثرة الجسم تساوي كتلة الجسم مضروبًا بتسارعه، ويُمكن تمثيلها بالمعادلة الرياضية الآتية: [٧] (F = ma∑)
ق = ك × ت
حيث إنّ: [٧]
F: القوة التي تُقاس بوحدة نيوتن، ويُمكن التعبير عنها بالحرف (ق).