قوانين نيوتن في الحركة Newton's laws of movement

[تمارا احمد]

قوانين الحركه.......
علم الحركة هو وصف للحركة بغض النظر عما يسببها، وتعرف السرعة بأنها المسافة المقطوعة مقسومة على المدة الزمنية. ويمكن قياس السرعة بوحدات مثل الكيلومتر في الساعة، أو الميل في الساعة أو المتر في الثانية، كما تعرف العجلة بأنها المعدل الزمني لتغير السرعة، ويقسم التغير في السرعة على المدة الزمنية التي يستغرقها هذا التغير، وتقاس العجلة باستخدام وحدات مثل المتر في الثانية تربيع والقدم في الثانية تربيع. وبالنسبة لحجم أو وزن الجسم، فلا توجد مشاكل رياضية إذا كان الجسم صغيرا جدا بالمقارنة بالمسافات المستغرقة. أما إذا كان الجسم كبيرا، فإن به نقطة تسمى مركز الثقل يمكن اعتبار حركتها على أنها تسري على الجسم بأكمله. وإذا كان الجسم يدور، فمن المناسب وصف حركته حول محور يمر عبر مركز الثقل.
ولوصف حركة جسم معين وصفا كاملا، فلا بد من معرفة اتجاه الإزاحة. فعلى سبيل المثال، السرعة لها حجم (وهو كمية لا موجهة تقاس بالمتر في الثانية مثلا) واتجاه (يقاس بدرجات المنحنى من نقطة مرجعية).
وهناك أنواع من الحركة فقد تكون السرعة ثابتة. وفي أبسط الحالات، قد تكون السرعة صفرا، وبالتالي لن يتغير الوضع أثناء المدة الزمنية. ومع ثبات السرعة، تكون السرعة المتوسطة مساوية للسرعة في أي زمن معين. إذا كان الزمن -ويرمز له بالرمز (ن)- يقاس بساعة تبدأ عندما يكون (ن = 0) عندئذ ستكون المسافة -ويرمز لها بالرمز ف- التي تقطع في سرعة ثابتة -ويرمز لها بالرمز ع- مساوية لإجمالي السرعة والزمن.
ف = ع ن
وفي النوع الثاني من الحركة، تكون العجلة ثابتة. وحيث أن السرعة تتغير، فلا بد من تعريف السرعة اللحظية أو السرعة التي تحدث في وقت معين. فبالنسبة للعجلة الثابتة ج التي تبدأ عند سرعة تقدر بصفر، فإن السرعة اللحظية ستساوي في زمن ما القيمة الآتية:
ع = ج ن
وستكون المسافة المقطوعة خلال هذا الوقت هي:
ف = 2 / 1 ج ن2
ومن السمات الهامة الملحوظة في هذه المعادلة اعتماد المسافة على الزمن التربيعي (ن2 أو ن "تربيع" حيث أن ن2 هي الطريقة المختصرة للإشارة إلى ن * ن). فالجسم الثقيل الذي يسقط سقوطا حرا يتعرض بالقرب من سطح الأرض لعجلة ثابتة. وفي هذه الحالة ستكون العجلة (9.8) متر / ثانية تربيع. وفي نهاية الثانية الأولى، سوف تسقط كرة مثلا مسافة تقدر بـ (4.9) متر وستكون سرعتها (9.8) متر / ثانية. وفي نهاية الثانية الأخرى، سوف تسقط الكرة مسافة (19.6) متر، وستكون سرعتها (19.6) متر / ثانية.
وتعتبر الحركة الدائرية نوعا بسيطا آخر من أنواع الحركة. فإذا كان لجسم معين سرعة ثابتة ولكن كانت عجلته دائما على الزوايا اليمنى من سرعته، فسوف يتحرك في دائرة. وتوجه السرعة المطلوبة نحو مركز الدائرة وتسمى العجلة الجاذبة. وبالنسبة لجسم يتحرك في سرعة ع في دائرة ذات نصف قطر معين نق، ستكون العجلة الجاذبة على النحو التالي:
ج = سرعة تربيع / نق
وهناك نوع آخر بسيط من الحركة التي تلاحظ على الدوام وهي تحدث عندما تلقى كرة في زاوية معينة في الهواء. وبسبب الجاذبية، تتعرض الكرة لعجلة ثابتة إلى أسفل تقلل من سرعتها الأصلية التي يجب أن تكون لأعلى ثم بعد ذلك تزود من سرعتها لأسفل أثناء سقوط الكرة على الأرض. وفي نفس الوقت، فإن العنصر الأفقي من السرعة الأصلية يظل ثابتا (حيث يتجاهل مقاومة الهواء) مما يجعل الكرة تتحرك بسرعة ثابتة في الاتجاه الأفقي حتى ترتطم بالأرض. والمكونات الأفقية والرأسية للحركة مستقلة عن بعضها الآخر ويمكن تحليل كل منها على حدة. ويكون المسار الناتج للكرة على شكل قطع ناقص.
--------------------------------------------------------------------------------

[تمارا احمد]

---

قانون نيوتن الأول( Law of Inertia):
الجسم الساكن يبقى ساكنا ما لم تؤثر عليه قوة خارجية فتحركه،و الجسم المتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم يبقى على هذه الحالة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية فتغير الحالة الحركية له.ويسمى أيضا هذا القانون بقانون القصور الذاتي.





فانون نيوتن الثاني ( Motion Law ) :
إذا أثرت قوة على جسم أكسبته عجلة تتناسب طرديا مع القوة المؤثرة ،و عكسيا مع كتلة الجسم.






قانون نيوتن الثالث ( Action and Reaction):
لكل فعل ردة فعل يساويه في المقدار و يعاكسه في الاتجاه.

ملاحظات هامة:
- يلزم لتطبيق قانون نيوتن الثالث وجود جسمين على الأقل أحدهما مصدر قوة الفعل و الآخر مصدر قوة رد الفعل.
- القانون الثالث لنيوتن قانون قوة و ليس قانون حركة، فهو يحدد القوة المؤثرة على جسم و لا يحدد حالته الحركية.
- الفعل و رد الفعل قوتان تؤثران على جسمين مختلفين لذلك لا تحسب محصلتهما لان عملية حساب محصلة قوتين أو أكثر يتطلب تأثير هذه القوى على جسم واحد.

[تمارا احمد]

---

[قمر بلحاج]

شكرا لكم