قوانين نيوتن هي مجموعة من ثلاثة قوانين تشرح ديناميات حركة الأجسام ، معا يشكلون قواعد الميكانيكا الكلاسيكية. تم إنشاؤها بواسطة إسحاق نيوتن ونشرت عام 1687 ، في كتابه "المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية".
تشرح هذه القوانين الأسباب التي تغير حالة حركة الجسم. يمكن أن يكون الجسم في حالة توازن أو يمكن أن يتحرك ببعض التسارع.
هناك نوعان من حالات التوازن: ثابت وديناميكي. عندما يكون الجسم في حالة توازن ثابت ، فهو في حالة راحة. عندما يكون في حالة توازن ديناميكي ، فإنه يتحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة - حركة مستقيمة منتظمة (MRU).
للخروج من حالة التوازن ، من الضروري أن تعمل القوة على الجسم وأن تكتسب التسارع. يمكننا أن نفهم القوة كتفاعل بين جسمين.
قانون نيوتن الأول: قانون القصور الذاتي
يظل كل جسم في حالة راحة أو حركة موحدة في خط مستقيم ، ما لم يُجبر على تغيير تلك الحالة بفعل القوى المطبقة عليه.
يوضح قانون القصور الذاتي أن أ يميل الجسم إلى الحفاظ على توازنه، ما لم يتم تطبيق قوة صافية غير صفرية عليها. القوة الناتجة هي مجموع المتجهات لجميع القوى المؤثرة على الجسم.
إذا كان مجموع هذه القوى صفرًا ، أي إذا ألغت القوى المختلفة بعضها البعض ، فسيظل الجسم في حالة توازن: الراحة أو الحركة المستقيمة المنتظمة. إذا كانت القوة الناتجة غير صفرية ، فإن الجسم يكتسب التسارع ويترك حالة التوازن.
وفقًا لهذا القانون ، كلما زادت كتلة الجسم ، زادت جموده ، وبالتالي زادت القوة لإخراج الجسم من حالة الراحة أو الحركة المستقيمة المنتظمة.
مثال بسيط لفهم قانون القصور الذاتي هو الحافلة المتحركة التي تفرمل فجأة. في هذه المرحلة ، سيتم عرض الأشخاص الذين يقفون داخل السيارة للأمام ، حيث يميل أجسامهم إلى الاستمرار في الحركة
يحدث العكس عندما تتسارع مركبة متوقفة بسرعة. في هذه الحالة ، يتم دفع الأشخاص داخل السيارة للخلف ، حيث يميلون إلى البقاء في حالة راحة.
تعلم المزيد عن قانون نيوتن الأول و التعطيل.
قانون نيوتن الثاني: المبدأ الأساسي للديناميكيات
يتناسب التغيير في الحركة مع القوة الدافعة المطبوعة ، وينتج في اتجاه الخط المستقيم الذي يتم تطبيق هذه القوة فيه.
عند تطبيق أ صافي القوة غير الصفرية على الجسد ، هذا سيفوز التسريع وسيخرج من حالة الراحة أو الحركة المستقيمة الموحدة (MRU).
التسارع الناتج على الجسم يتناسب مع القوة (f) المطبقة عليه. هذا يعني أنه كلما زادت القوة ، زادت حركة الجسم. من ناحية أخرى ، فإن التسارع (أ) والكتلة (م) متناسبان عكسيًا ، فكلما زادت الكتلة ، انخفض التسارع.
وقد وصف هذا القانون بالتعبير التالي:
يتم تمثيل القوة والتسارع بسهم ، لأنهما كميات متجهة ، أي أن لهما المقدار والاتجاه والاتجاه. وفقًا لهذا القانون ، تنتج القوة الناتجة تسارعًا في الجسم في نفس الاتجاه والاتجاه.
تُقاس القوة بالنيوتن (N) ، والتي تمثل القوة المطلوبة لإنتاج 1 م / ث² من التسارع في جسم 1000 جرام.
هذا القانون يسمى أيضا مبدأ تراكب القوى، لأن القوة الناتجة تُحسب بمجموع متجه لجميع القوى المؤثرة على الجسم.
تعلم المزيد عن قانون نيوتن الثاني.
قانون نيوتن الثالث: قانون العمل ورد الفعل
لكل فعل رد فعل معاكس له نفس الشدة: الأفعال المتبادلة بين جسدين على بعضهما البعض دائمًا متساوية وموجهة في اتجاهين متعاكسين.
وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، عندما تؤثر قوة على جسم ما ، يتفاعل ذلك الجسم بنفس القوة ونفس الاتجاه ، ولكن في الاتجاه المعاكس. هذا يعني أنه إذا تم تطبيق قوة من اليسار إلى اليمين ، فإن رد فعل الجسم سيكون من اليمين إلى اليسار.
من هذا القانون ، من المفهوم أنه من أجل ظهور قوة ، من الضروري التفاعل بين الهيئتين، لا يمكن أن يحدث الفعل ورد الفعل في نفس الجسم.
مثال على قانون الفعل ورد الفعل هو قيام شخص يرتدي زلاجة بدفع جسم ثقيل للغاية. في هذه الحالة ، سيتم دفع الشخص في الاتجاه المعاكس وسوف يتحرك بسبب قوة الاحتكاك الصغيرة بين الأرض والزلاجات الدوارة.
نرى أيضا قانون نيوتن الثالث, ديناميات و الخضوع ل.
