الفيزياء

تُعدّ الفيزياء من أهمّ العلوم الحياتية التي تُطبّق في حياتنا العملية، ونصادف تطبيقاتها يومياً، ومن خلال قوانين اكتشفها العلماء أصبح من السهل علينا فهم مجريات الحياة التي تدور حولنا، ومن خلال هذه القوانين تمّ وضع أُسّس للبرمجيات التي تعتمد عليها في عصرنا الحالي الأجهزة الالكترونية، مثل الحاسب الآلي والهاتف المتنقل وكلّ تطبيقاته.

حركة الكون

مُنذ فجر التاريخ حاول الإنسان أن يفهم طبيعة عمل الأجسام في هذا الكون، فكان إبراهيم عليه السلام أوّل إنسان نعرف عنه تأمّل الأجرام السماوية وتتبّع حركتها، وأقدم مكتوب حاول وصف الحركة بشكل شامل هو محاولة الفيلسوف الإغريقي أرسطوطاليس الذي استطاع الوصول إلى أنّ هذا الكون كلّه في حركة دائمة لا تتوقّف، الغريب أنّه عندما تلقي كرة القدم في ساحة كبيرة فإنّها ستتوقّف في لحظة معينة مهما كانت الضربة قويّة، لكن إن كان الأمر كذلك أي أنّ كل جسم يتحرك بسرعة لا بدّ أن يسكن في لحظة معينة فما الذي يجعل هذا الكون بأجرامه وكواكبه يدور دون توقّف؟

قانونا نيوتن الأول والثاني

لم يملك أرسطو إجابة تشفي غليل الإنسان المتعطّش لمعرفة لم يتحرك الكون بلا توقف، بل بقي البشر في حيرتهم آلافاً من السنين لا يفهمون طبيعة الحركة التي يشاهدونها في حياتهم، حتى سقطت التفاحة إن صحّت القصة على رأس العبقري البريطاني السير إسحاق نيوتن الذي خطرت بباله فكرة كانت ثوريةً جداً في وقته وهي (أنَّ الجسم الساكن يبقى ساكناً والمتحرك يبقى متحركاً ما لم تؤثّر عليه قوّة خارجية) وهذا هو قانون نيوتن الأول، ولكن من الواضح أنّ الأجسام في هذه الكون لا تبقى ساكنة بل تتغيّر سرعتها بتسارع أو تباطؤ فيبدو أنّ الأجسام تتعرّض لكثير من القوى الكونية، وبالتالي وضع نيوتن قانونه الثاني لتفسير تغيّر حالة الأجسام وهذا القانون يُعتبر ثورة علمية؛ لأنّه استطاع أن يربط بين ثلاثة مفاهيم مختلفة في صيغة رياضية جميلة وهذه المفاهيم هي :الكتلة، والتغير في السرعة، والقوّة، حيث إنّ:

القوة = الكتلة مضروبة في تسارع الجسم

تطبيقات قانون نيوتن الثاني للحركة

بقانون نيوتن الثاني وباستخدام معادلات التفاضل والتكامل استطاع نيوتن أن يتنبأ بحركة الكواكب والأجسام والكثير من الأمور، فمن خلال هذا القانون وقانون نيوتن الخاصّ بالجاذبية استطعنا مثلا حساب كتلة الأرض من خلال رصد تأثّر القمر بالجاذبية الأرضية (تسارعه وقوة الجاذبية) ، والعكس صحيح فقد تمَّ حساب كتلة القمر والعديد من الكتل الكونية بقانون يوضع على هامش الصفحة لكونه قصيراً جداً.

رغم أهمية هذا القانون فإنّه لا يُستخدم وحده أبداً ولكن لا تكاد تجد شيئاً في دراسة الأجسام إلا ويكون هذا القانون فيه، فدراسة تصادم الأجسام تحتاج هذا القانون بالإضافة إلى قانون نيوتن الثالث، ولدراسة المجموعة الشمسية تحتاج هذا القانون بالإضافة إلى قانون نيوتن الرابع (الجذب العام)، ولدراسة الزنبرك وتأثيره تحتاج هذا القانون بالإضافة إلى قانون هوك، ولدراسة الشحنات والقوة الكهربائية تحتاج هذا القانون بالإضافة إلى قانون كولوم.