القانون الأول لنيوتن

نيوتن

لقد كان اسحاق نيوتن صاحِب أحد أعظم العُقول العِلميَّة في التاريخ، وقَد وُلِد في الرابع من يناير من عام 1643م وِفقاً للتقويم الغريغوري، في لينكولنشاير في إنجلترا ، وقَد أرادت منه وَالِدته أن يَعمَل في الزِراعة ، ولَكن عندما لاحظت قًدراته العاليَّة أعداتهُ للدِراسة، ولقد التحق اسحاق نيوتن في جامعة كامبريدج في عام 1661م.

لقد اشتهر اسحاق نيوتن باختراع التفاضل والتكامل، وصِياغة نظرية الجاذبيَّة الأرضية، واشتهر بالعديد من العلوم الفيزيائيَّة، وقَد كُتبت العديد من كًتُب الفيزياء كَكِتاب الميكانيكا النيوتونية ، وكِتاب العلم النيوتوني تِبعاً لنتائجه.

القانون الأول لنيوتن

يُعرف قانون نيوتن الأول باسم قانون القُصور الذاتي ، وينُص هذا القانون على أن الجسم الساكن يبقى ساكناً ما لم تؤثر عليه قوة خارجية فتُحرِّكه، والجسم المُتحرك بِسرعة ثابتة في خط مستقيم يَبقى مُتحرِّكاً في سرعة ثابتة في خط مُستَقيم ما لم تُؤثِّر عليه قوة خارجية تُغيِّر من حالَتِهِ الحركيَّة .

شرح القانون الأول لنيوتن

يَحتوي قانون نيوتن الأول على بَندَان، وشَرط واحد، البَند الأول يتَوقَّع تَصرُّف الجسم الثابت أنه سيبقى ثابت، والبَند الثاني يتَوقَّع تصُّرف الجسم المُتحرِّك في سرعة ثابتة في خط مُستقيم على أنه سيبقى على حاله، أمَّا عن الشَرط فهو أن كل من الجسم الثابت والجسم المُتحرك سيبقيان على حَالهما ما لَم تؤثَِر بهما أي قوة خارجيَّة، ويُمكن القول أن الجسم الثابت يمتلك سُرعة "ع" تساوي صفر متر لكل ثانية، وتَسارُع "ت" يساوي صفر متر لكل ثانية مُربَّعة، وبِما أنه سيبقى ثابت فإن سُرعته ستبقى مساوية للصفر، أمَّا عن الجسم المُتحرِّك في سرعة ثابتة في خط مُستقيم فإنَّه يمتلك سُرعة "ع" لا تساوي صفر متر لكل ثانية، وتَسارُع "ت" يساوي صفر متر لكل ثانية مُربَّعة، وبما أنه سيبقى على حاله فستبقى سرعته وتسارعه بنفس القيمة، فإذا كان الجسم المُتحرِّك في سرعة ثابتة في خط مُستقيم يمتلك سُرعة تُساوي 5 متر لكل ثانية نحو الشرق، فإنه سيبقى يتحرَّك بسرعة 5 متر لكل ثانية نحو الشرق ما لم تؤثِّر به قوة خارجيَّة.

مفهوم القوة الخارجيَّة

إن القوة بشكل عام تعني تأثير جسم على جسم آخر إمَّا عن طريق دَفعُه أو سَحبُه، وتُقاس وحدة القوة بالنيوتن، أمَّا بالنسبة للقوة الخارجيَّة فهي القوة التي تم تَوليدها من جسم خارجيِّ، ولا تكون من داخل الجسم نفسه، حيث إن قوة الجسم الداخلية لا تؤثر بحالته الحركيَّة، على سبيل المثال قوة الجاذبية الأرضية المؤثرة على القمر هي قوة خارجيَّة، أمَّا القوة الجاذبية الخاصة بنواة القمر والتي تؤثر على سطح القمر فهي قوة داخلية وليست قوة خارجية.

حساب القوة الكُليَّة المؤثرة على الجسم

يُرمز للقوة الكُليَّة أو القوة المُحصِّلة المؤثرة على الجسم بالرمز قΣ، والتي تعني مجموع القوى المؤثرة على جسم ما، حيث إنه إذا أثَّرت مجموعة قوى على جسم ما، فإن القوة المُحصلة ستكون مجموع كل قوَّة من هذه القوى، لكن يجب الأخذ بِعَين الاعتبار أن القوة عبارة عن كمية مُتجَّهة ، مما يعني أنه يجب جمع القوى المُؤثرة على الجميع ككميات متجهة وليس كميات قياسيَّة، على سبيل المثال: إذا كان هناك صندوق أثَّرت عليه قوة مقدارها 45 نيوتن دفَعَته باتجاه اليمين، ثم أثَّرت على نفس الصندوق قوة مقدارها 30 نيوتن دفعته باتجاه اليسار، فإنَّ القوة المُحصِّلة على هذا الصندوق ستكون القوة الأكبر مطروحاً منها القوة الأصغر، وسيكون اتجاه الحركة بنفس اتجاه القوة الأكبر:

Σق= 45- 30=15 نيوتن باتجاه اليمين

قانوني نيوتن الثاني والثالث

يُمكن ذكر نص قانوني نيوتن الثاني والثالث كما يلي:

• القانون الثاني لنيوتن: إذا أثرت قوة مَا على جسم ما فإنها تُكسِبُه تَسارعاً يتناسب تنَاسُباً طردياً مع مِقدار القوة وعكسياً مع كُتلته .
• القانون الثالث لنيوتن: لكلّ فعل رد فعل مساوِ له في المقدار ومُعاكس له في الاتجاه.