نيوتن وقوانين الحركة

اشتهر العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن في علوم الفيزياء والرياضيات، ويعتبر أحد أشهر العلماء في العصر القديم، ومن أبرز ابتكاراته في علم الفيزياء هي قوانين الحركة التي وضعت تصوّراً جديداً للمفاهيم الفيزيائيّة القديمة، وهي القوانين التي استطاع اكتشافها عن طريق قيامه بالتجارب العديدة، ومراقبة دقيقةٍ للأجسام التي حوله من حيث الحركة، والقوى المؤثّرة الخارجيّة.

اكتشف العالم إسحاق نيوتن قوانين الحركة عن طريق سقوط تفاحة على الأرض، فبدأ بالتساؤل عن سبب سقوطها على الأرض بدلاً من ارتفاعها في الفضاء، وعند ذلك استطاع إدراك وجود قوّة خارجية تجذب الأجسام إلى الأرض وهي قوّة الجاذبيّة الأرضيّة، ثمّ استطاع اكتشاف قوّة الاحتكاك بين الأجسام، الذي قاده لوضع قوانين الحركة والقوة الثلاثة المشهورة، والتي سنذكرها خلال هذا المقال.

قوانين نيوتن في الحركة

قانون قصور الأجسام الذاتي

ينص على أنّ: (الجسم الساكن يبقى ساكناً ما لم تؤثّر فيه قوى خارجيّة، والجسم المتحرّك يبقى متحرّكاً بسرعةٍ ثابتة وبخط مستقيم ما لم تؤثّر فيه قوة خارجيّة تغيّر من حالته). فمثلاً كرة القدم عند دفعها تبقى متحرّكة وبخطٍ مستقيم وتتوقّف بالاعتماد على القوة التي دفعتها، وستبقى الأجسام متحرّكة حتّى تنتهي القوّة المؤثّرة عليها كقوة الجاذبيّة الأرضية، وقوة الاحتكاك مع الأرض، وقوّة الهواء، ومن الأمثلة على قصور الحركة: ثبات حركة الأرض والكواكب والنجوم، وأيضاً ثبات الأقمار الصناعيّة في الفضاء.

قانون التسارع

إنّ التسارع هو تغيّرٌ معدّل السرعة في وحدة الزمن؛ أي معدل تغير سرعة الجسم في فترةٍ معينةٍ من الزمن، وينص القانون الثاني لنيوتن على أنّ: (تسارع الجسم يتناسب تناسباً طردياً مع كميّة القوة المؤثّرة فيه، وتناسباً عكسياً مع مقدار كتلته)، أي إذا أثّرت قوةٌ كبيرةٌ في جسم ما فإنّ تسارع الجسم يكون كبيراً، ويقل معدّل التسارع مع تراجع كميّة القوة المؤثّرة فيه. ومن أهم التطبيقات عليه هو تسارع سقوط الأجسام سقوطاً حراً.

قانون الفعل وردّ الفعل

ينص القانون الثالث على أنّّ (لكلّ قوّة فعل رد فعل مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه)، أي أنّه في حالة تأثير قوة جسم في جسم ما آخر، فإنّ قوة الجسم الثاني ستكون معادلة لكميّة قوة الجسم الأول ومعاكسه لها في الاتجاه، ويوضّح هذا القانون علاقة القوى المتبادلة ما بين الأجسام المختلفة، ويعتبر جسم الزنبرك أحد التطبيقات الشهيرة على هذا القانون، ويجب الذكر بأنّ هذا القانون لا يطبق فقط على الأجسام المتحرّكة بل الأجسام الثابتة أيضاً.