ما هو القانون الأول لنيوتن

بناء على القانون الأول لنيوتن في الحركة فإن

بناء على القانون الأول لنيوتن في الحركة فإن

الجسم الساكن يستمر على حاله إلى أن تؤثر فيه قوة محصلة والجسم المتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم يستمر على حاله إلى أن تؤثر فيه قوة محصلة.

ومن الأمثلة على القانون الأول لنيوتن عند وضع كرة في صندوق ودفع الصندوق في بطء ثم توقف الصندوق فجأة فنجد أن الكرة تستمر في التحرك على الرغم من توقف الصندوق وفقاً للقانون الأول لنيوتن، كما أن القانون الأول لنيوتن يفسر حركة الطائرات في الهواء حيث أنه عند تساوي السحب والدفع وكان الوزن والرفع متساويين أيضاً فإن ارتفاع وسرعة الطائرة ستكون ثابتة، وتحرك السيارة لن يحدث إلا إذا تم دفعها لبدء الحركة وأيضاً لن تتوقف إذا لم تؤثر عليها قوة خارجية وهذه القوة هي التي تقلل من سرعتها، ويفسر القانون الأول لنيوتن أيضاً سبب وقوعك عند توقف الدراجة فجأة، وتفسير اندفاع الركاب إلى الأمام عند فرملة السارة بسرعة فيما يسمى بالقصور الذاتي حيث أن الكائن يميل إلى مقاومة التغيرات في الحركة.[1]

القانون الأول لنيوتن هو

القانون الأول لنيوتن هو

يظل الجسم في حالة سكون أو حركة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه أي قوى خارجية.

يعرف القانون الأول لنيوتن باسم القصور الذاتي حيث أن الأجسام التي تكون في حركة سكون تكون سرعتها تساوي صفراً وكذلك التسارع ولذا فهي تظل في حالة السكون، أما الأجسام المتحركة فإن سرعتها لا تساوي صفراً بينما التسارع فإنه يساوي صفراً ولذا يظل الجسم في حالة سرعة ثابتة وفي نفس الاتجاه، وتعرف القوة الخارجية بأنها التغيير في الطاقة الميكانيكية والتي إما أن تكون طاقة حركية أو طاقة كامنة في الجسم ومن أمثلة القوة الخارجية الاحتكاك ومقاومة الهواء والقوة العادية.[2]

الفرق بين قانون نيوتن الاول والثاني والثالث

• قانون نيوتن الأول.
• قانون نيوتن الثاني.
• قانون نيوتن الثالث.

قانون نيوتن الأول

: ينص على أن الجسم إذا كان في حالة سكون أو يتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم فإنه سيبقي في حالة السكون أو في حالة الحركة بسرعى ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية، ويعرف باسم القصور الذاتي وأول من صاغ قانون القصور الذاتي للحركة الأفقية على الأرض هو العالم جاليلي ثم عممه العالم ديكارت.

قانون نيوتن الثاني

: ينص على أن قوة دفع الجسم تساوي حاصل ضرب سرعته وكتلته وهو الوصف الكمي للتغييرات التي يمكن أن تنتجها القوة على حركة الجسم، ويمكن للقوة المؤثرة على الجسم أن تغير من مقدار دفعه أو اتجاهه أو كليهما، القانون الثاني لنيوتن هو من أهم قوانين الفيزياء وصيغته هي F = ma حيث أن F هي القوة وm هي الكتلة وa هي التسارع.

قانون نيوتن الثالث

: ويسمى باسم قانون الفعل ورد الفعل حيث أنه عند تفاعل جسمان فإنهما يطبقان قوى على بعضهما البعض وتكون هذه القوي متضادة في الاتجاه ومتساوية في الحجم، وهذه القانون مهم في تحليل مشاكل التوازن الساكن حيث تكون جميع القوي متوازنة.[3]

من تطبيقات على قانون نيوتن الأول

• مجفف الغسالة.
• الوسادة الهوائية في السيارة.
• يفسر اندفاع الركاب للأمام عند توقف الحافلة فجأة.
• وضع شئ على سطح مستوي.
• تدحرج كرة على الأرض.
• إلقاء جسيم في الفضاء الخارجي.
• نفض الغبار عن السجاد.
• الانسحاب للوراء عند بدء السيارة في الحركة فجأة.

مجفف الغسالة

: يعمل مجفف الغسالة بالكامل على مبدأ قانون القصور الذاتي حيث أنه لتجفيف الملابس فإن إسطوانة مجفف الغسالة تتعرض للحركة مما يؤدي إلى حركة الملابس،  وعلى الرغم من ذلك فإن جزيئات الماء الموجودة في الملابس لا تتحرك وتبقى في وضع السكون ويحدث ذلك بسبب الجاذبية مما يؤدي إلى تجمع الماء في قاعدة الإسطوانة، والإسطوانة يكون بها فتحات تسمح بخروج الماء وترك الملابس جافة.

الوسادة الهوائية في السيارة

: حيث أن وظيفة الوسادة الهوائية التي تكون في السيارة منه اصطدام السائق بالزجاج الأمامي عند وقوع حادث، حيث عندما تتعرض السيارة إلى حادث وتباطؤ السيارة فجأة تعمل الوسادة الهوائية على تشغيل مفتاح كهربائي ويبدأ تفاعل كيميائي ينتج عنه مادة غازية تملء الوسادة الهوائية وتحمي رأس السائق.

يفسر اندفاع الركاب للأمام عند توقف الحافلة فجأة

: حيث أنه أثناء السفر في الحافلة فقد يستخدم السائق الفرامل بشكل مفاجئ مما يؤدي إلى انسحاب الركاب إلى الأمام مؤقتاً والسبب وراء ذلك هو القصور الذاتي حيث يستمر الجسم في حالة حركة حتى بعد توقف الحافلة وبالتالي يؤدي ذلك إلى اندفاعنا للأمام.

وضع شئ على سطح مستوي

: حيث أن وضع شئ على سطح مستوي سيجعله في حالة سكون ما لم تؤثر عليه قوة خارجية ومثال على ذلك لا يغير الكتاب الموضوع على الرف من حجمه أو مكانه أو شكله.

تدحرج كرة على الأرض

: وفقاً للقانون الأول لنيوتن للحركة فإن الكرة التي تتدحرج على الأرض تميل إلى الحفاظ على حالتها في حالة حركة حتى اللانهاية ما لم تؤثر عليها قوة خارجية، على الرغم من أن قوة الاحتكاك التي تؤثر على الكرة من الخارج تساعد على جعل الكرة ترجع إلى حالة السكون.

إلقاء جسيم في الفضاء الخارجي

: نجد أنه عند رمي جسم في الفضاء الخارجي فإنه يميل إلى الحركة في اتجاه واحد إلى ما لا نهاية وذلك لأن الفضاء الخارجي لا يتوافر فيه الهواء أو قوة الجاذبية وبالتالي لا تؤثر عليه أي مقاومة للحركة حتى يصطدم بنيزك أو أي جسم سماوي آخر أو يدخل في مجال الجاذبية لكوكب ما فإنه تتغير حركته.

نفض الغبار عن السجاد

: حيث لإزالة الغبار عن السجادة يتم تعليقها على حبل ثم استخدام العصا لضرب السجادة بشكل متكرر مما يؤدي إلى تحريك السجاد بينما يظل الغبار في حالة سكون، وعندما يتم تحريك السجادة للخلف فإن جزيئات الغبار تسقط على الأرض وذلك بفعل الجاذبية ويتم تفسير ذلك بقانون القصور الذاتي.

الانسحاب للوراء عند بدء السيارة في الحركة فجأة

: حيث عندما تبدأ السيارة في الحركة فجأة يشعر السائق والركاب بأنهم ينسحبون للوراء وذلك لأن الجسم يستمر في الحفاظ على حالة السكون.

ما هي الصيغة الرياضية لقانون نيوتن الاول

الصيغة الرياضية لقانون نيوتن الاول هي

F = V / T = 0.

حيث أن القوة المحصلة المؤثرة على الجسم وV هي سرعة الجسم وT هو الزمن مما يعني أنه يمكننا القول بأن الجسم الساكن سيظل في حالة سكون والجسم المتحرك سيظل في حالة حركة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية، ومن الأمثلة عليها استمرار المروحة الكهربائية في التحرك فترة بعد انقطاع التيار الكهربائي، والذي وضع قوانين الحركة هو إسحاق نيوتن وفسرت هذه القوانين العلاقة بين حركة الجسيم والقوة المؤثرة عليه  وكان ذلك في عام 1687  ثم استخدمت هذه القوانين في شرح العديد من الظواهر الفيزيائية، وقوانين نيوتن هي أساس الميكانيكا الكلاسيكية وقد أوضح نيوتن أن هذه القوانين بالإضافة إلى قوانين الجاذبية تفسر حركة الكواكب.[4][5]