قوانين نيوتن للحركة

استعصت القوانين التي تحكم الحركة العلماء والفلاسفة وغيرهم من كبار المفكرين حتى القرن السابع عشر. بعد ذلك ، في ثمانينيات القرن السادس عشر ، اقترح إسحاق نيوتن ثلاثة قوانين توضح كيف يؤثر القصور الذاتي والتسارع ورد الفعل على حركة الأشياء. إلى جانب قانون نيوتن للجاذبية ، شكلت هذه القوانين أساس الفيزياء الكلاسيكية.

ينص قانون نيوتن الأول للحركة ، المعروف أيضًا باسم قانون القصور الذاتي ، على أن الأشياء لا تتحرك ولا تتوقف عن الحركة من تلقاء نفسها. لا يغير الكائن حالة حركته إلا عندما يتم التعامل معه بواسطة قوة خارجية. الكرة في حالة السكون ، على سبيل المثال ، ستبقى في حالة سكون حتى تدفعها. ثم يتدحرج حتى الاحتكاك من الأرض ويوقفه الهواء.

يشرح قانون نيوتن الثاني كيف تؤثر القوى الخارجية على سرعة جسم متحرك. ينص على أن تسارع الجسم يتناسب طرديا مع القوة التي تسببه ويتناسب عكسيا مع كتلة الجسم. من الناحية العملية ، هذا يعني أن تحريك جسم ثقيل يتطلب قوة أكبر من تلك التي يتطلبها الجسم الخفيف.

فكر في حصان وعربة. يحدد مقدار القوة التي يمكن للحصان تطبيقها سرعة العربة. يمكن للحصان أن يتحرك بشكل أسرع باستخدام عربة جر أصغر وأخف وزنًا ، لكن سرعته القصوى محدودة بوزن عربة أثقل.

في الفيزياء ، يعتبر التباطؤ تسارعًا. وبالتالي ، فإن القوة التي تعمل في الاتجاه المعاكس لجسم متحرك تسبب تسارعًا في هذا الاتجاه. على سبيل المثال ، إذا كان الحصان يسحب عربة صعودًا ، فإن الجاذبية تسحب العربة إلى أسفل بينما يسحب الحصان لأعلى. بمعنى آخر ، تسبب قوة الجاذبية تسارعًا سلبيًا في اتجاه حركة الحصان.

ينص قانون نيوتن الثالث على أنه لكل فعل في الطبيعة ، يوجد رد فعل مساوٍ ومعاكس. يتضح هذا القانون من خلال فعل المشي أو الجري. عندما تبذل قدميك القوة لأسفل وللخلف ، يتم دفعك للأمام وللأعلى. يُعرف هذا باسم "قوة رد الفعل على الأرض".

يمكن ملاحظة هذه القوة أيضًا في حركة الجندول. بينما يضغط السائق على عمود التسديد على الأرض تحت سطح الماء ، يقوم بعمل ميكانيكي النظام الذي يدفع القارب للأمام على طول سطح الماء بقوة مساوية لتلك التي يطبقها على أرض.