نيوتن وقوانين الحركة

برعَ العالمُ الإنجليزي إسحق نيوتن في علمّ الفيزياء والرّياضيات، وهو من أشهر علماء القرن السّابع عشر والثّامن عشر(1643-1727)، ومن أبرز إنجازاته في علم الفيزياء هي قوانين الحركة التي غيّرت الكثير من مفاهيم الفيزياء القديمة، وهي القوانين التي اكتشفها من خلال قيامه بالتجارب الكثيرة، ومتابعته الدقيقة للأجسام التي حوله من حيث الحركة والقوى الخارجية التي تؤثر فيها، وقد تحدث عنها في كتابه المشهور الأصول الثّلاثة للفلسفة الطّبيعيّة والذي نشره عام 1687، وسنتعرف في هذا المقال على قوانين نيوتن للحركة.

قوانين نيوتن للحركة

القانون الأول (قانون القصور الذاتي)

أي أن الجسم السّاكن يبقى ساكناً ما لم تؤثر فيه قوى خارجية، والجسم المتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة وبخط مستقيم ما لم تؤثر فيه قوة خارجية، فمثلاً كرة البولنج عند دحرجتها تبقى متدحرجة ومتحركة بخطٍ مستقيم وتتوقف بالاعتماد على قوة اليد التي دحرجتها وقوة الحاجز الذي اعترضها، وكذلك عند لفّ كرة في مكانها، ستبقى متحركة وملتفة في مكانها، ولكنها ستتحرك من مكانها ولن تحافظ على سرعتها واستقامتها بانتهاء القوة التي أثرت فيها مثل قوة الجاذبية، وقوة الاحتكاك مع الأرض وقوة تأثُرها بالهواء، ومن الأمثلة على ذلك؛ ثبات حركة الأرض والكواكب والنّجوم، وكذلك ثبات الأقمار الصّناعية في الفضاء.

القانون الثّاني (قانون التّسارع)

التّسارع هو تغير السّرعة في الزّمن أي معدل تغير سرعة الجسم في زمنٍ معينٍ، وينصّ القانون الثّاني لنيوتن على أن تسارع الجسم يتناسب طردياً مع مقدار القوة المؤثرة فيه، ويرتبط بعلاقة عكسية مع كتلته، أي إذا أثرّت قوة كبيرة في جسم ما فإن تسارع الجسم يكون كبيراً، ويقل تسارع ذلك الجسم مع تراجع مقدار القوة المؤثرة فيه، ومن الأمثلة التي نطرحها على هذا القانون هو السّقوط الحرّ والسّقوط بالمظلات، فعند بداية لحظة سقوط الجسم يكون التّسارع صفراً ويزداد التّسارع بازدياد قوة الجاذبية الأرضية.

القانون الثّالث (قانون الفعل وردّ الفعل)

وينصّ القانون الثّالث على أنّ لكل قوة فعل قوة رد فعل مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه، أي إذا أثرّت قوة جسم ما في جسم آخر، فإن قوة الجسم الثّاني ستكون مساوية لمقدار قوة الجسم الأول ومعاكسة في الاتجاه، ويختص هذا القانون بتوضيح علاقة القوى المتبادلة ما بين الأجسام، ويعتبر الزّنبرك من التّطبيقات الشائعة على هذا القانون، وكذلك لعبة شدّ الحبل، ومن الجدير بالذكر أنّ هذا القانون لا يُطبق فقط على الأجسام المتحركة بل أيضاً على الأجسام السّاكنة، فمثلاً عند ركل كرة ساكنة على الأرض ستنطلق الكرة إلى الأمام بعيداً عن القدم التي ركلتها.