قانون نيوتن الأول في الحركة

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

قانون نيوتن الأول في الحركة الفيزياء

عند التوقف الفجائي لحصان يحمل راكباً يُدفع الراكب إلى الأمام، مع عواقب مؤلمة في غالب الأحوال.

يعتبر هذا المثال صورة من صور القانون الأول في الحركة، والذي وضعه عالم الرياضيات والفيلسوف الإنجليزي إسحق نيوتن (1642-1727) Isaac Newton: يبقى الجسم على حالته من السكون أو الحركة منتظمة السرعة على خطٍ مستقيمٍ ما لم تؤثر عليه قوى خارجية.

أما مقاومة الجسم للتغير في حالته فتنتج عن الكتلة أو القصور الذاتي للجسم: القصور الذاتي يؤدي إلى قذف الراكب إلى الأمام عند التوقف الفجائي للحصان في مثالنا.

ويُدفع الراكب الأكبر كتلة (الأثقل) بقوة أكبر إلى الأمام بسبب كمية حركته الكبيرة، التي تزيد مع زيادة الكتلة والسرعة الاتجاهية (السرعة في اتجاه محدد).

قوانين الحركة في الألعاب الرياضية

a. توفر لعبة كرة القدم الأمريكية أمثلة عدة على القانون الأول في الحركة لنيوتن: نحتاج إلى قوة لتحريك الجسم أو لتغيير اتجاه حركته. القوة هي حاصل ضرب كتلة الجسم في العجلة التي يكتسبها، ولذلك كلما كان اللاعب أثقل وزنا (أكبر كتلة) وعجلته أكبر كلما طبق قوة أكبر على اللاعب الآخر عند اصطدامه به.

b. يقوم رامي الجلة بإدارتها في مسار دائري حتى تكتسب السرعة المناسبة. عند تحرير الرامي للجلة تتحرك في اتجاه مماسٍ للمسار الدائري.

c. الارتداد الذي يشعر به رماة البنادق عند إطلاقها نتيجة لقانون حفظ كمية الحركة. فكمية الحركة الأمامية للرصاصة المنطلقة لابد من معادلتها بارتداد البندقية.