- ما هي قوانين نيوتن؟
- قانون نيوتن الأول أو قانون القصور الذاتي
- القانون الثاني أو القانون الأساسي للديناميات
- القانون الثالث أو مبدأ الفعل ورد الفعل
- سيرة إسحاق نيوتن
نفسر ما هي قوانين نيوتن ، وكيف تفسر القصور الذاتي والديناميكيات ومبدأ الفعل والتفاعل.
ما هي قوانين نيوتن؟
قوانين نيوتن أو قوانين نيوتن للحركة هي المبادئ الأساسية الثلاثة التي تستند إليها الميكانيكا الكلاسيكية ، وهي أحد فروع جسدي - بدني. لقد افترضهم السير إسحاق نيوتن في عمله Philosohiae Naturalis Principia mathematica ("المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية") لعام 1687.
أحدثت هذه المجموعة من القوانين الفيزيائية ثورة في المفاهيم الأساسية المتعلقة بـ حركة من أجساد البشرية. جنبا إلى جنب مع مساهمات Galileo Galilei ، فإنه يشكل أساسمتحرك. عندما يقترن بامتدادقانون الجاذبية العالمي بواسطة ألبرت أينشتاين ، يسمح لنا باستنتاج وشرح قوانين كبلر بشأن حركة الكواكب.
ومع ذلك ، فإن قوانين نيوتن صالحة فقط ضمن الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، أي تلك التي لم يتم تسريعها والتي تتدخل فيها قوى حقيقية فقط. علاوة على ذلك ، فإن هذه القوانين صالحة للأجسام التي تتحرك بسرعة أبطأ بكثير من سرعة الضوء (300000 كم / ثانية).
تبدأ قوانين نيوتن من اعتبار الحركة مثل الإزاحة من كائن من مكان إلى آخر ، مع مراعاة المكان الذي يحدث فيه ، والذي يمكن أيضًا أن يتحرك بسرعة ثابتة بالنسبة إلى مكان آخر.
قانون نيوتن الأول أو قانون القصور الذاتي
ال قانون نيوتن الأول يتعارض مع مبدأ تمت صياغته في العصور القديمة من قبل الحكيم اليوناني أرسطو ، الذي لا يمكن للجسد أن يحتفظ بحركته إلا إذا أ فرض مستمر. يقول نيوتن بدلاً من ذلك:
"كل جسد يثابر في حالة الراحة أو الحركة المستقيمة المنتظمة ما لم يُجبر على تغيير حالته من خلال القوى المؤثرة عليه".
لذلك ، لا يمكن أن يغير الجسم المتحرك أو الساكن تلك الحالة ، ما لم يتم تطبيق نوع من القوة عليه.
وفقًا لهذا المبدأ ، تشتمل الحركة على مقادير متجهة (تتمتع بالاتجاه والإحساس). يمكن حساب التسارع من السرعة الابتدائية والنهائية. بالإضافة إلى ذلك ، يقترح أن الأجسام المتحركة تميل دائمًا إلى الإزاحة في مسار مستقيم وموحد.
مثال ممتاز لقانونالتعطيل تم تشكيله من قبل قاذف الأثقال في الأولمبياد. يكتسب اللاعب زخمًا من خلال التحرك في دوائر ، وتدوير الوزن المربوط بحبل على محوره (حركة دائرية) ، حتى يصل إلىالتسريع ضروري لتحريره ومشاهدته وهو يطير في خط مستقيم (حركة مستقيمة منتظمة).
تستمر هذه الحركة المستقيمة حتى ملفالجاذبية مساره يتقوس. في نفس الوقت ، يتباطأ احتكاك الجسم بالهواء (تسارع سلبي) حتى يسقط.
القانون الثاني أو القانون الأساسي للديناميات
يتعلق قانون نيوتن الثاني بالقوة والكتلة والتسارع.
في هذا القانون ، يحدد نيوتن مفهوم القوة (التي يمثلها F)، تفيد بأن:
"تغيير الحركة يتناسب طرديًا مع القوة المطبوعة عليها ويحدث وفقًا للخط المستقيم الذي تُطبع عليه تلك القوة".
هذا يعني أن تسارع الجسم المتحرك يستجيب دائمًا لمقدار القوة المطبقة عليه في لحظة معينة ، لتعديل مساره أو سرعته.
من هذه الاعتبارات تنشأ المعادلة الأساسية لـ متحرك للأشياء ذات الكتلة الثابتة:
القوة الناتجة (Fresultant) = الكتلة (م) × التسارع (أ)
قوة شبكة تعمل على جسم الجماعية ثابت ويمنحك تسارعًا معينًا. في الحالات التي لا تكون فيها الكتلة ثابتة ، ستركز الصيغة بشكل أكبر على الزخم (p) ، وفقًا للصيغة التالية:
مقدار الحركة (ع) = الكتلة (م) × السرعة (ت). ومن ثم: Fneta = d (m.v) / dt.
وبالتالي ، يمكن أن ترتبط القوة بالتسارع والكتلة ، بغض النظر عما إذا كانت الأخيرة متغيرة أم لا.
لتوضيح هذا القانون الثاني ، فإن حالة السقوط الحر مثالية: إذا أسقطنا كرة تنس من مبنى ، فإن التسارع الذي تتعرض له سيزداد كلما طقس ينقضي ، منذ قوة الجاذبية. وبالتالي ، فإن سرعته الابتدائية ستكون صفراً ، لكن ستؤثر عليه قوة ثابتة في خط مستقيم لأسفل.
القانون الثالث أو مبدأ الفعل ورد الفعل
وفقًا لقانون نيوتن الثالث ،
"كل فعل يتوافق مع رد فعل متساوٍ ولكن في الاتجاه المعاكس: مما يعني أن الأفعال المتبادلة لجسدين متساوية دائمًا وموجهة في الاتجاه المعاكس."
بهذه الطريقة ، كلما تم ممارسة قوة على جسم ما ، فإنها تمارس قوة مماثلة عليه تبوك معاكسة وذات شدة متساوية ، لذلك إذا تفاعل جسمان (1 و 2) ، فإن القوة التي يبذلها أحدهما على الآخر ستكون مساوية في الحجم لتلك التي يمارسها الآخر على الإشارة الأولى ، ولكن معاكسة.
هذا هو: F1-2 = F2-1. ستعرف القوة الأولى باسم "الفعل" والقوة الثانية باسم "رد الفعل".
لإثبات هذا القانون الثالث ، يكفي أن نلاحظ ما يحدث عندما يركض شخصان لهما نفس الوزن في اتجاهين متعاكسين ويصطدمان: كلاهما سيستقبل قوة الآخر وسيلقي في الاتجاه المعاكس. يحدث الشيء نفسه عندما ترتد الكرة عن الحائط وتُلقى بها تبوك على العكس ، بقوة مماثلة لتلك التي نتوقعها عندما نرميها.
سيرة إسحاق نيوتن
ولد إسحاق نيوتن (1642-1727) في لينكولنشاير بإنجلترا. نجل الفلاحين البروتستانتيين ، كانت ولادته مؤلمة وقد جاء إلى العالم نحيفًا ومرهقًا لدرجة أنهم افترضوا أنه لن يعيش طويلاً.
ومع ذلك ، فقد نشأ ليكون طفلًا غريب الأطوار ، ولديه مواهب مبكرة الرياضيات و ال فلسفة طبيعي >> صفة. في سن الثامنة عشر التحق بجامعة كامبريدج لمواصلة دراسته. يقال إنه دخل الفصل الدراسي قليلاً جدًا ، حيث كان اهتمامه الرئيسي في مكتبة والتدريب العصامي.
هذا لم يعيق تطوره الأكاديمي. أصبح فيزيائيًا وعالمًا لاهوتيًا وفيلسوفًا وعالم رياضيات ذا أهمية ، معترفًا به من قبل الجمعية الملكية. يرجع الفضل إليه في اختراع حساب التفاضل والتكامل الرياضي ، بالإضافة إلى دراسات مختلفة حول البصريات و خفيفة.
بالإضافة إلى ذلك ، ساهم بشكل كبير في تطوير الرياضيات والفيزياء: اكتشف طيف اللون من الضوء ، صاغ قانون التوصيل الحراري، وآخر عن أصل النجومحول سرعة يبدو في هواء وآليات سوائلو إلى آخره ضخمة. كان عمله العظيم هو Philosophiae Naturalis Principia mathematica.
توفي نيوتن في عام 1727 ، بعد أن كان عالمًا محترمًا ومشرّفًا ، وتلقى تعيينًا لوردًا ("سيدي") من الملكة آن ملكة إنجلترا. لقد عانى من مغص كلوي وأمراض أخرى في الكلى ، والتي ، بعد عدة ساعات من الهذيان ، قادته أخيرًا إلى قبره في 31 مارس.