ما هي بعض الأمثلة على قوانين الحركة؟

المحتوى

• تطور الفيزياء الكلاسيكية
• القانون الأول: القصور الذاتي
• القانون الثاني: القوة والتعجيل
• القانون الثالث: الفعل ورد الفعل

لعب الهوكي ، قيادة السيارة ، وحتى مجرد المشي ، كلها أمثلة يومية لقوانين نيوتن للحركة. في عام 1687 ، جمعها عالم الرياضيات الإنجليزي إسحاق نيوتن ، تصف القوانين الرئيسية الثلاثة القوى والحركة للأشياء على الأرض وفي جميع أنحاء الكون.

تطور الفيزياء الكلاسيكية

لقد درس الفلاسفة حركة الأشياء منذ العصور القديمة. بعد مراقبة حركة الشمس والنجوم والكواكب ، اعتقد الفيلسوف اليوناني أرسطو وبطليموس فيما بعد أن الأرض كانت في مركز الكون. في القرن السادس عشر في أوروبا ، تحدى عالم الرياضيات البولندي نيكولاس كوبرنيك هذه النظرية ووضع الشمس في قلب النظام الشمسي مع كواكب تدور حولها. في القرن التالي ، وصف الفيزيائي الألماني يوهانس كيبلر المدارات الإهليلجية للكواكب ، وأجرى عالم الرياضيات والفلك الإيطالي غاليليو غاليلي تجارب لدراسة حركات المقذوفات. قام إسحاق نيوتن بتجميع هذا العمل في تحليل رياضي وقدم مفهوم القوة وقوانينه الثلاثة للحركة.

القانون الأول: القصور الذاتي

ينص قانون نيوتن الأول ، الذي يُطلق عليه أيضًا قانون القصور الذاتي ، على أن الشيء ما زال في حالة راحة أو يستمر في حركة موحدة ما لم يتم إجباره على التغيير بفعل قوة خارجية. يطلق على ميل الكائن للبقاء في حالة راحة أو الحفاظ على سرعة ثابتة القصور الذاتي ومقاومته للانحراف عن القصور الذاتي تختلف مع كتلته. يتطلب الأمر بذل جهد بدني - قوة - للتغلب على الجمود حتى يخرج الشخص من الفراش في الصباح. سوف تستمر الدراجة أو السيارة في التحرك ما لم يطبق الراكب أو السائق قوة احتكاكية عبر الفرامل لإيقافها. سيتم طرح السائق أو الراكب في سيارة متحركة لا يرتدي حزام الأمان للأمام عندما تتوقف السيارة فجأة لأنه لا يزال في الحركة. يوفر حزام المقعد المثبت قوة مقيدة لحركة الراكب أو السائق.

القانون الثاني: القوة والتعجيل

يحدد قانون نيوتن الثاني العلاقة بين التغيير في سرعة جسم متحرك - تسارعه - والقوة التي تعمل عليه. هذه القوة تساوي كتلة الكائن مضروبة في تسارعها. يحتاج الأمر إلى قوة إضافية أصغر في دفع يخت صغير في البحر بدلاً من دفع ناقلة عملاقة لأن الأخير لديه كتلة أكبر من السابق.

القانون الثالث: الفعل ورد الفعل

ينص قانون نيوتن الثالث على عدم وجود قوى معزولة. لكل قوة موجودة ، تعمل قوة متساوية والاتجاه المعاكس ضدها: الحركة ورد الفعل. على سبيل المثال ، تمارس الكرة الملقاة على الأرض قوة هابطة ؛ رداً على ذلك ، تمارس الأرض قوة تصاعدية على الكرة وترتد. الشخص غير قادر على المشي على الأرض دون القوة الاحتكاكية للأرض. عندما يأخذ خطوة للأمام ، يمارس قوة متخلفة على الأرض. تستجيب الأرض من خلال ممارسة قوة احتكاكية في الاتجاه المعاكس مما يسمح للمشاة بالتحرك للأمام لأنه يأخذ خطوة أخرى مع ساقه الأخرى.