ذات صلة ما هو قانون نيوتن الأول قوانين نيوتن الأول والثاني والثالث
نص قانون نيوتن الأول وشرحه
ينصّ قانون نيوتن الأول في الحركة على أن: " الجسم الساكن يبقى ساكنًا والجسم المتحرك يبقى متحركًا بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته ". [١]
ويسمى قانون نيوتن الأول للحركة بقانون القصور الذاتي (بالإنجليزية: the law of inertia)، وهو إحدى قوانين نيوتن التي عرفت باسم قوانين نيوتن الثلاث في الحركة (بالإنجليزية: Newton's three laws of motion). [٢]
عمل قانون نيوتن الأول على تفسير حركة الأجسام وعدم حركتها، وناقش جزئين: الأول هو الأجسام الثابتة، والثاني هو الأجسام المتحركة بسرعة ثابتة وبخط مستقيم، وبيّن أن هذه الأجسام ستبقى في حالتها دون تغيير إلاّ عند التأثير عليها بمحصلة قوى خارجية تؤدي إلى تغيير حالتها. [٣]
وغير ذلك فالجسم الساكن يبقى ساكنًا ولن يتحرك من تلقاء نفسه، والجسم المتحرك بخط مستقيم وبسرعة ثابتة لن يغير من سرعته أو اتجاهه إلّا بقوة خارجية تؤثر عليه. [٣]
لكن ليتحرك الجسم يجب أن تؤثر عليه قوى خارجية غير متوازنة (بالإنجليزية: Unbalanced force)، وهو من شروط قانون نيوتن الأول، حيث أن محصلة القوى المتوازنة ستُلغي قيمة بعضها وذلك لأنها تؤثر على الجسم بنفس القوة وعكس الاتجاه، أما القوى غير المتوازنة فينتج عنها قوة نهائية بقيمة معينة واتجاه معين تؤثر على حالة الجسم.
قانون نيوتن الأول والثاني والثالث - موضوع
- يدرس قانون نيوتن الثالث كافة القوى المؤثرة على الأجسام سواء كان في حالة السكون أو الحركة وليس حركة الأجسام ذاتها. أمثلة على قانون نيوتن الثالث في الحياة الواقعية: 1- إطلاق صاروخ:
إذا ضربنا مثالاً بدولة أطلقت صاروخاً إلى الفضاء، فإنها لا تستطيع إطلاقه إلا بسرعة معينة ينتج عنها قوة قادرة على تحدي الجاذبية الأرضية، وبالتالي تكون هذه القوة قوة فعل ويرمز لها بـ ق 1، وتكون القوة المعاكسة لها الناتجة عن الجاذبية الأرضية قوة رد فعل ويرمز لها بـ ق 2 بحيث تكون مساوية لها في المقدار. 2 - حركة الطيور:
إن حركة الطيور هي من أبرز الأمثلة التي يمكن ضربها على قانون نيوتن الثالث، فأثناء تحليق الطائر الذي تعتبر قوته هي قوة الفعل ق 1 يندفع الهواء للخلف وللأسفل فيدفع الطائر للأعلى بقوة تسمى بقوة رد الفعل ق 2. ونجد أنه إذا حاول الإنسان الطيران وقام بتركيب أجنحة فإنه سيفشل في ذلك لأن قوة الفعل التي تدفع الهواء للخلف ولأسفل غير مساوية لقوة رد الفعل التي يدفعه بها الهواء عكس اتجاه الحركة. 3- وقوف شخص:
إذا وقف شخص على الأرض وأثّرت قوة فعل الجاذبية على كتلته، فإن كتلته ستؤثر بالتالي على الأرض بقوة رد فعل مساوية في المقدار للقوة الأولى ومعاكسة لها في الاتجاه، وذلك وفقاً لقانون نيوتن الثالث.
قوانين نيوتن الأول والثاني والثالث للحركة
قانون نيوتن الثاني
هذا القانون يتكلم عن الجسم المتأثر بقوةٍ خارجيةٍ، ويصف علاقة القوة بالحركة، والقوة المؤثرة هنا هي إما قوةٌ واحدةٌ فقط أو مجموعةٌ من القوى يكون لها محصلةٌ نهائيةٌ تؤثر على الجسم، ونص هذا القانون هو: "محصلة القوى المؤثرة على جسمٍ ما تتناسب تناسباً طردياً مع هذه القوى المؤثرة، وتكون باتجاهها، وتتناسب تناسباً عكسياً مع كتلة الجسم المتأثر بهذه القوى"، ورياضياً القوة = الكتلة * التسارع. قانون نيوتن الثالث
ونص هذا القانون هو: "أن لكل قوة فعلٍ قوة رد فعلٍ مساويةً لها في المقدار ومعاكسةً لها في الاتجاه"، وهذا يعني أن تأثير الأجسام في بعضها يكون بالقوة نفسها وبعكس الاتجاه، وهنا قوة الفعل تؤثر على جسمٍ، وقوة رد الفعل تؤثر على الجسم الآخر، وهذا القانون يشمل الأجسام الساكنة والأجسام المتحركة، ويطبق على جسمين مختلفين وليس على الجسم نفسه كما في القانون الأول، وجميع القوى في الكون هي قوى مزدوجة، أي تكون بين جسمين كلٌّ منهما يؤثر على الآخر، وهذا القانون يثبت أنه لا وجود للقوى المنفردة في الكون.
مثال 2: الجسم الساكن لا توجد قوى مؤثرة عليه؟
التعليل: توجد عدة قوى تؤثر على الجسم في حالة سكونه، إلا أن محصلة القوى النهائية عملت على ثبات الجسم وعدم تحركه، فالقوى التي أثرت عليه وجعلته في حالة السكون قد تكون قوى موزونة؛ أي أنها أثرت بنفس المقدار وبعكس الاتجاه، مما أدّى إلى إلغاء هذه القوى في المحصلة. وحتى يتغير الجسم من حالة السكون يجب أن تؤثر عليه قوى غير متوازنة، وهي الشرط الأساسي في قانون نيوتن الأول. مثال 3: جسم موجود على سطح أفقي، كتلته 3 كغ، موجود في حالة اتزان، جد مقدار القوة العمودية المؤثرة عليه؟
الحل:
بما أن الجسم في حالة اتزان؛ إذًا مجموع القوى المؤثرة عليه تساوي صفر، أي أن Σق=0 وذلك وفقًا لقانون نيوتن الأول. باستخدام قانون الوزن: الوزن= الكتلة × الجاذبية الأرضية، نجد أن الوزن = 30 نيوتن تقريبًا. وبما أن الجسم الساكن على السطح الأفقي تؤثر عليه قوة عمودية للأعلى، وقوة الوزن للأسفل ومحصلة القوى هي صفر، إذًا: القوة العمودية = الوزن وتساوي 30 نيوتن. مثال 4: تؤثر قوة (ق1) على جسم باتجاه اليمين مقدارها 4 نيوتن، وقوة أخرى (ق2) باتجاه اليمين مقدارها 5 نيوتن، وقوة ثالثة (ق3) مجهولة المقادر باتجاه اليسار، جد قيمة القوة الثالثة إذا علمتَ أن محصلة القوى تساوي صفر.