بحث عن قوانين نيوتن الثلاثة

إسحاق نيوتن هو عالم من علماء القرن السابع عشر، الذين برعوا في تخصصات الفيزياء والرياضيات. ولد في إنجلترا وتوفى والده قبل أن يتم الولادة بثلاثة أشهر، وعاش مع جدته بعد زواج أمه. قام إسحاق نيوتن بوضع العديد من القوانين والأسس، سواء في الرياضيات أو الفيزياء، التي تفسر العديد من الظواهر التي تحدث حولنا

قوانين نيوتن للحركة

هي ثلاثة قوانين وضعت واختبرت، وعلى أساسها تقوم الفيزياء الحديثة المعروفة بالميكانيكا الكلاسيكية، وقد عمل عليها العديد من العلماء قبل إسحاق نيوتن، ويعود الفضل في تجميعها واختبارها إلى إسحاق نيوتن، على الرغم من أن العديد من العلماء عملوا عليها من قبل، إلا أنه هو من جعل قوانينها تتعلق بالقوى التي تؤثر في حركة الجسم، واستخدم إسحاق نيوتن القوانين الثلاثة لتفسير العديد من الظواهر الطبيعية.

قانون نيوتن الأول

يشار إلى القانون الأول باسم ميزة الفشل الذاتي.
– يقوم القانون الأول على أساس التعبير عن حركة الجسم، وقدرته على المقاومة، والقدرة على تغيير شكل أو مقدار الحركة الخاص بها.

يوضح قانون نيوتن أن السرعة الخاصة بالجسم تظل ثابتة في القيمة الخاصة بها، وأيضا في الاتجاه الذي يتحرك إليه.
إذا كانت محصلة القوى تساوي صفر، فإن الجسم يكون متزنًا ومستقرًا، ولكن عندما يتم تطبيق قوة لتغيير حالة الحركة، فإنه يتم إنشاء قوة محصلة جديدة لمقاومة هذه التغييرات وإحداث تغييرات في الجسم، وبالتالي فإن القوة المحصلة في هذه الحالة الحركية لن تكون تساوي صفر

وهكذا، أثبتت نظرية نيوتن في القانون الأول أن الجسم يظل في حالة سكون إذا لم يتعرض لتغيير أو لم يتحرك بفعل عامل خارجي، والجسم المتحرك يظل في حالة حركة ومنتظمة وعلى مسار مستقيم، وتظل سرعته واتجاهه ثابتين ما لم يتأثر بقوة أخرى.

قانون نيوتن الثاني

في القانون الثاني، شرح نيوتن العلاقة بين التسارع والقوة المحصلة للجسم المتحرك أو الساكن.
توصلت الدراسات إلى أن هناك علاقة طردية بين القوة المحصلة للجسم المتحرك والساكن والتسارع، مما يعني أن القوة المؤثرة على حركة الجسم واتجاهه تتناسب بشكل طردي مع التسارع الذي يحصل عليه الجسم.

في القانون الثاني لنيوتن، يعتمد القصور الذاتي على كتلة الجسم؛ لذلك، إذا كانت كتلة الجسم كبيرة، فإن القدرة على تحريكه تصبح صعبة، وإذا كانت كتلة الجسم صغيرة، فإن القدرة على تحريكه تصبح سهلة.

يوضح قانون نيوتن الثاني أن القوة المحصلة تتناسب بصورة طردية مع الجسم المتسرع، حيث تكون 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.
يتمثل قوة هذا القانون في معادلته التي تنص على أن كل فعل يحدث رد فعل مساوٍ له في القوة والمقدار ومعاكس له في الاتجاه، ويؤثر كل منهما على جسمين مختلفين ولكنهما يعملان على نفس الخط.

تفاحة نيوتن

إحدى القصص الشهيرة عن العالم نيوتن هي قصة التفاحة التي سقطت على رأسه أثناء جلوسه تحت شجرة، وقد بدأ بعدها في التفكير في قانون الجاذبية

– ذكر ويليام ستوكي، صديق نيوتن المقرب، أن حادثة التفاحة غير صحيحة، بل القصة الحقيقية هي أن نيوتن كان معه في حديقة مليئة بأشجار التفاح، وأثناء حديثهم المعتاد، سأل نيوتن لماذا تسقط التفاحة عموديا على الأرض ولا تسقط بزاوية أو تصعد الى الأعلى، ومن هنا استنتج وجود قوة جذب في مركز الأرض تجذب التفاحة إليها، فقد ألهمته التفاحة لاكتشاف قانون الجاذبية

تطبيقات على قوانين نيوتن

القانون الأول مظلات الهبوط

تُعد مظلات هبوط الطائرات أحد تطبيقات قوانين نيوتن في الحركة، حيث تزيد من مقاومة الهواء حتى يصل الطائر إلى أدنى سرعة ويستطيع 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 متعددة، في بعض الأحيان تستخدم لحمل الأقمار الصناعية، وفي بعض الأحيان لأغراض عسكرية. تطلق هذه الصواريخ عن طريق اندفاع الغازات المحترقة بكميات كبيرة وراء الصواريخ، حيث يقوم المحرك بدفع الغازات المحترقة إلى الأسفل، مما يولد قوة معاكسة تعادلها في القيمة، وتجعل الصاروخ ينطلق نحو الأعلى

القانون الثالث المدفع والقذيفة

يتأثر القذيفة بقوة المدفع، حيث يقوم المدفع بإشعال كبسولة القذيفة، مما يدفعها بقوة ويؤدي إلى ارتداد المدفع نحو الخلف كرد فعل معاكس.