إسحاق نيوتن عالم من علماء القرن السابع عشر، الذين برعوا في تخصصات الفيزياء والرياضة، ولد في إنجلترا وتوفى والده قبل أن تتم ولادته بثلاثة شهور وعاش مع جدته بعد زواج أمه، فقد قام إسحاق نيوتن بوضع العديد من القوانين والأسس سواء الرياضية أو الفيزيائية، التي تقوم بتفسير العديد من الظواهر التي تحدث من حولنا
قوانين نيوتن للحركة
هي ثلاثة قوانين تم وضعها واختبارها، وقامت على أساسها الفيزياء الحديثة التي عرفت بالميكانيكا الكلاسيكية، من أن الكثير من العلماء عمل عليها قبل إسحاق نيوتن، ويرجع الفضل في جمعها واختبارها إلى اسحق نيوتن، بالرغم من عمل الكثير من العلماء عليها إلا أنه هو من جعل قوانينها مرتبطة بالقوى المؤثرة على حركة الجسم، واستخدم إسحاق نيوتن القوانين الثلاثة في تفسير الكثير من الظواهر الطبيعية.
قانون نيوتن الأول
– القانون الأول يطلق عليه خاصية القصور الذاتي.
– يقوم القانون الأول على أساس التعبير عن حركة الجسم، وقدرته على المقاومة، والقدرة على تغيير شكل أو مقدار الحركة الخاص بها.
– يوضح نيوتن في هذا القانون أن السرعة الخاصة بالجسم تظل ثابتة في المقدار الخاص بها، وكذلك في الاتجاه المتحرك إليه.
– في حالة أن محصلة القوى صفر يكون الجسم متزن ومتوازن، لكن في حالة المقاومة والقدرة على تغيير حالة الجسم الحركية، فتصبح هناك قوة محصلة أخرى يكون لها القدرة على المقاومة والتغيير، وتكون أصبحت القوة المحصلة في هذه الحالة المتحركة لا تساوي صفر
– وبذلك فقد ما توصل عليه نيوتن في القانون الأول أن الجسم يظل ويبقى في حالة السكون، إذا لم يحدث تغيير أو لم يحركه شيء خارجي، والجسم المتحرك يظل متحرك ومنتظمة وفي خط مستقيم وتظل سرعته واتجاهه ثابت في حال لم تؤثر فيه قوة أخرى.
قانون نيوتن الثاني
– أوضح نيوتن في القانون الثاني العلاقة بين التسارع والقوة المحصلة للجسم المتحرك أو الساكن.
– توصل إلى أن العلاقة بين القوة المحصلة للجسم المتحرك والساكن وبين التسارع هي علاقة طردية، مما يعني أن القوة المحصلة المؤثرة على حركة الجسم واتجاهه تتناسب بطريقة طردية مع التسارع الذي يحصل عليه الجسم.
– في القانون الثاني لنيوتن القصور الذاتي يعتمد على كتلة الجسم، لذلك إذا كان الجسم ذات كتلة كبيرة، فإن القدرة على تحريكه تكون صعبة وإذا كانت الجسم ذات كتلة صغيرة فتصبح القدرة على تحريكه سهلة.
– وبذلك فإن قانون نيوتن الثاني يوضح أن القوة المحصلة تتناسب بصورة طردية مع الجسم المتسرع كما يكون في نفس اتجاه الجسم المتحرك.
قانون نيوتن الثالث
– وضع نيوتن القانون الثالث ، قانون نيوتن الثالث لتوضيح رد فعل الجسم بعد أن تقوم قوة خارجية بالتأثير عليه.
– القوة في هذا القانون تتمثل في معادلة أن لكل فعل رد فعل مساوي له في القوة والمقدار ومضاد له في الاتجاه ويؤثران في جسمين مختلفين لكن يعملان على نفس الخط.
تفاحة نيوتن
– من القصص المشهورة للعالم نيوتن، هي قصة التفاحة التي سقطت على رأسه، عندما كان جالساً تحت شجرة، وبدء بعدها في التفكير بـ قانون الجاذبية
– ذكر ويليام ستوكي الصديق المقرب لنيوتن، إن حادثة التفاحة ليست صحيحة، إنما القصة الحقيقية هي أن نيوتن كان متواجد معه في إحدى الحدائق المليئة بأشجار التفاح، وأثناء حديثهم المعتاد تساءل نيوتن لماذا تسقط التفاحة بشكل عامودي على الأرض ولا تسقط بشكل مائل أو ترتفع التفاحة إلى الأعلى، ومن هنا استنتج وجود قوة جذب في مركز الأرض تجذب التفاحة إليها، فقد ألهمته التفاحة لاكتشاف قانون الجاذبية
تطبيقات على قوانين نيوتنالقانون الأول مظلات الهبوط
– مظلات هبوط الطائرات هي أحدى تطبيقات قوانين نيوتن في الحركة حيث أنها تعمل على زيادة مقاومة الهواء حتى يصل إلى أدنى سرعة ويصل إلى أقل ما يمكن فيستطيع بعدها المظلي النزول بأمان.
– أي جسم يسقط بفعل تأثير الجاذبية الأرضية يتسارع بصورة ثابتة، وتزداد سرعته بشكل مستمر في حالة أن هذا الجسم تحت تأثير مقاومة الهواء ستعكس وزن الجسم الساقط، لذلك فإن القوة المحصلة التي تعمل على تسارع الجسم ستقل، وقوة المحصلة تتناقص بزيادة سرعة الجسم ويستمر بالتناقص حتى يصل إلى صفر
القانون الثاني الصاروخ
تستخدم الصواريخ بأشكال كثيرة، فأحياناً تستخدم لحمل الأقمار الصناعية، وأحياناً لأغراض حربية، وتطلق هذه الصواريخ عن طريق اندفاع الغازات المحترقة بكميات كبيرة خلف الصواريخ، حيث يقوم المحرك بدفع الغازات المحترقة إلى الأسفل، فيقوم بتوليد قوة معاكسةً في الاتجاه ومساويةً في المقدار، فيجعلها تندفع نحو الأعلى
القانون الثالث المدفع والقذيفة
– يقوم المدفع بالتأثير على القذيفة بقوة، من خلال إشعال كبسولتها التي تؤدي ا إلى دفع القذيفة بقوة، فيؤدي إلى ارتداد المدفع نحو الخلف كرد فعل معاكس.
قوانين نيوتن للحركة
هي ثلاثة قوانين تم وضعها واختبارها، وقامت على أساسها الفيزياء الحديثة التي عرفت بالميكانيكا الكلاسيكية، من أن الكثير من العلماء عمل عليها قبل إسحاق نيوتن، ويرجع الفضل في جمعها واختبارها إلى اسحق نيوتن، بالرغم من عمل الكثير من العلماء عليها إلا أنه هو من جعل قوانينها مرتبطة بالقوى المؤثرة على حركة الجسم، واستخدم إسحاق نيوتن القوانين الثلاثة في تفسير الكثير من الظواهر الطبيعية.
قانون نيوتن الأول
– القانون الأول يطلق عليه خاصية القصور الذاتي.
– يقوم القانون الأول على أساس التعبير عن حركة الجسم، وقدرته على المقاومة، والقدرة على تغيير شكل أو مقدار الحركة الخاص بها.
– يوضح نيوتن في هذا القانون أن السرعة الخاصة بالجسم تظل ثابتة في المقدار الخاص بها، وكذلك في الاتجاه المتحرك إليه.
– في حالة أن محصلة القوى صفر يكون الجسم متزن ومتوازن، لكن في حالة المقاومة والقدرة على تغيير حالة الجسم الحركية، فتصبح هناك قوة محصلة أخرى يكون لها القدرة على المقاومة والتغيير، وتكون أصبحت القوة المحصلة في هذه الحالة المتحركة لا تساوي صفر
– وبذلك فقد ما توصل عليه نيوتن في القانون الأول أن الجسم يظل ويبقى في حالة السكون، إذا لم يحدث تغيير أو لم يحركه شيء خارجي، والجسم المتحرك يظل متحرك ومنتظمة وفي خط مستقيم وتظل سرعته واتجاهه ثابت في حال لم تؤثر فيه قوة أخرى.
قانون نيوتن الثاني
– أوضح نيوتن في القانون الثاني العلاقة بين التسارع والقوة المحصلة للجسم المتحرك أو الساكن.
– توصل إلى أن العلاقة بين القوة المحصلة للجسم المتحرك والساكن وبين التسارع هي علاقة طردية، مما يعني أن القوة المحصلة المؤثرة على حركة الجسم واتجاهه تتناسب بطريقة طردية مع التسارع الذي يحصل عليه الجسم.
– في القانون الثاني لنيوتن القصور الذاتي يعتمد على كتلة الجسم، لذلك إذا كان الجسم ذات كتلة كبيرة، فإن القدرة على تحريكه تكون صعبة وإذا كانت الجسم ذات كتلة صغيرة فتصبح القدرة على تحريكه سهلة.
– وبذلك فإن قانون نيوتن الثاني يوضح أن القوة المحصلة تتناسب بصورة طردية مع الجسم المتسرع كما يكون في نفس اتجاه الجسم المتحرك.
قانون نيوتن الثالث
– وضع نيوتن القانون الثالث ، قانون نيوتن الثالث لتوضيح رد فعل الجسم بعد أن تقوم قوة خارجية بالتأثير عليه.
– القوة في هذا القانون تتمثل في معادلة أن لكل فعل رد فعل مساوي له في القوة والمقدار ومضاد له في الاتجاه ويؤثران في جسمين مختلفين لكن يعملان على نفس الخط.
تفاحة نيوتن
– من القصص المشهورة للعالم نيوتن، هي قصة التفاحة التي سقطت على رأسه، عندما كان جالساً تحت شجرة، وبدء بعدها في التفكير بـ قانون الجاذبية
– ذكر ويليام ستوكي الصديق المقرب لنيوتن، إن حادثة التفاحة ليست صحيحة، إنما القصة الحقيقية هي أن نيوتن كان متواجد معه في إحدى الحدائق المليئة بأشجار التفاح، وأثناء حديثهم المعتاد تساءل نيوتن لماذا تسقط التفاحة بشكل عامودي على الأرض ولا تسقط بشكل مائل أو ترتفع التفاحة إلى الأعلى، ومن هنا استنتج وجود قوة جذب في مركز الأرض تجذب التفاحة إليها، فقد ألهمته التفاحة لاكتشاف قانون الجاذبية
تطبيقات على قوانين نيوتنالقانون الأول مظلات الهبوط
– مظلات هبوط الطائرات هي أحدى تطبيقات قوانين نيوتن في الحركة حيث أنها تعمل على زيادة مقاومة الهواء حتى يصل إلى أدنى سرعة ويصل إلى أقل ما يمكن فيستطيع بعدها المظلي النزول بأمان.
– أي جسم يسقط بفعل تأثير الجاذبية الأرضية يتسارع بصورة ثابتة، وتزداد سرعته بشكل مستمر في حالة أن هذا الجسم تحت تأثير مقاومة الهواء ستعكس وزن الجسم الساقط، لذلك فإن القوة المحصلة التي تعمل على تسارع الجسم ستقل، وقوة المحصلة تتناقص بزيادة سرعة الجسم ويستمر بالتناقص حتى يصل إلى صفر
القانون الثاني الصاروخ
تستخدم الصواريخ بأشكال كثيرة، فأحياناً تستخدم لحمل الأقمار الصناعية، وأحياناً لأغراض حربية، وتطلق هذه الصواريخ عن طريق اندفاع الغازات المحترقة بكميات كبيرة خلف الصواريخ، حيث يقوم المحرك بدفع الغازات المحترقة إلى الأسفل، فيقوم بتوليد قوة معاكسةً في الاتجاه ومساويةً في المقدار، فيجعلها تندفع نحو الأعلى
القانون الثالث المدفع والقذيفة
– يقوم المدفع بالتأثير على القذيفة بقوة، من خلال إشعال كبسولتها التي تؤدي ا إلى دفع القذيفة بقوة، فيؤدي إلى ارتداد المدفع نحو الخلف كرد فعل معاكس.
