قانون نيوتن الأول للحركة

2011 مكتبة الفيزياء قوانين الحركة

بيتي بورنيت

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

قانون نيوتن الأول للحركة نيوتن الفيزياء

يُعدّ إسحاق نيوتن (1642-1727) أحد أهم العلماء عبر التاريخ كله، إذ وضع قوانين الحركة من خلال دراسة الجاذبية.

تنبأ نيوتن بالسلوك الذي تسلكه الأجسام تحت تأثير الظروف المختلفة، ثم قام بمقارنة تنبؤاته مع ما لاحظه خلال تجاربه العملية.

لقد استخدم نيوتن استنتاجاته للتحقق من نظرياته، واستحدث بذلك "الطريقة العلمية".

 

وضع نيوتن ثلاثة قوانين تشرح ملاحظاته حول الحركة بعدما توصل إلى أن النتائج نفسها تحدث دائماً تحت نفس الظروف، وتتنبأ هذه القوانين الثلاثة بما يحدث عندما يبدأ أحد الأجسام الحركة، أو عند توقفه عن الحركة، وتفسر السبب وراء ذلك.

وتشكل قوانين نيوتن الثلاثة الركيزة الأساسية للميكانيكا المعروفة أيضا باسم "علم الحركة".

 

قانون نيوتن الأول للحركة

يظل الجسم الساكن ساكناً، ويحافظ الجسم المتحرك على حركته بالسرعة ذاتها والاتجاه ذاته ما لم تؤثر فيه قوة أخرى، وبعبارة أخرى، إن أي جسم لا يخضع لقوة خارجية يظل عند سرعة متجهة ثابتة (حتى لو كانت السرعة تساوي الصفر).

ويقطع مسافات متساوية خلال فترات زمنية متساوية ضمن مسار خطي مستقيم.

يُطلق على القانون الأول لنيوتن في أغلب الأحيان اسم "قانون القصور الذاتي". يُبيّن هذا القانون أن الجسم إذا لم يتعرض إلى قوة دفع أو جرّ يظل محافظاً على سكونه أو حركته بسرعة ثابتة، وتسمى هذه الحالة التي يظل فيها الجسم ساكناً أو متحركاً "القصور الذاتي"

 

ويمثل مفهوم مقاومة الجسم للتسارع الركن الأساسي في قوانين نيوتن.

ولقد اعتقد الناس قبل نيوتن أن الأجسام المتحركة تتوقف عن الحركة في نهاية المطاف لوحدها، لكن نيوتن برهن على أن الأجسام لا يمكن أن تتباطأ أو تزيد سرعتها أو تتوقف عن الحركة إلا بوجود قوة خارجية تؤثر في سلوك هذه الأجسام.

عندما يكون الجسم في حالة حركة يميل إلى الاستمرار في هذه الحركة ما لم تظهر قوة خارجية تجعله يتوقف عن الحركة.

 

يُطلق على مقاومة التباطؤ اسم "كمية الحركة" (الزخم)، الذي يتمثل في استمرار حركة الجسم، سواء أكان هذا الجسم يتحرك بمعدل سرعة ثابت أم متسارع. وتملك كمية الحركة مقداراً واتجاهاً. وبالتالي فهي عبارة عن كمية متجهة.

يمكننا معرفة الكمية الرياضية لكمية الحركة (p) عن طريق ضرب الكتلة (m) بالسرعة المتجهة (v):

ونستطيع من خلال ذلك قياس ثابت الجسم المتحرك، أو حركته غير المتغيرة، بينما يقيس التسارع التغير الذي يطرأ على معدل سرعة الجسم المتحرك.

 

ويمكن لكمية الحركة أن تتغير عندما نقوم  بتغيير السرعة المتجهة للجسم عن طريق التسارع، أو تبديل كتلة ذلك الجسم.

إن الاتزان، مثل القصور الذاتي، يُعبّر عن الحالة التي تتزن فيها جميع أشكال القوة بصورة كاملة، وحيث تتساوى قوتا السحب والدفع، وفي حالة الاتزان يجب أن تتوافر قوة جديدة لبدء عملية التسارع، حيث تحوّل هذه القوة الجديدة النظام المتزن إلى نظام غير متزن، ما يؤدي إلى حدوث التسارع، ويشرح القانون الثاني لنيوتن هذا المفهوم.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]