قوانين نيوتن هي المبادئ الأساسية المستخدمة لتحليل حركة الأجسام. يشكلون معًا أساس الميكانيكا الكلاسيكية.
نُشرت قوانين نيوتن الثلاثة لأول مرة عام 1687 بواسطة إسحاق نيوتن (1643-1727) في العمل المكون من ثلاثة مجلدات "المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).
كان إسحاق نيوتن أحد أهم العلماء في التاريخ ، حيث قدم مساهمات مهمة ، لا سيما في الفيزياء والرياضيات.
قانون نيوتن الأول
ال قانون نيوتن الأول ويسمى أيضًا "قانون القصور الذاتي" أو "مبدأ القصور الذاتي". القصور الذاتي هو ميل الأجسام للبقاء في حالة راحة أو في حركة مستقيمة موحدة (MRU).
لذلك ، لجسم أن يترك حالته من الراحة أو حركة مستقيمة موحدة من الضروري أن تعمل القوة على أساسها.
لذلك ، إذا كان مجموع متجه للقوى هو صفر ، فسيؤدي ذلك إلى توازن الجسيمات. من ناحية أخرى ، إذا كانت هناك قوى ناتجة ، فسوف ينتج عنها تباين في سرعتها.
فكلما زادت كتلة الجسم ، زاد قصوره الذاتي ، أي كلما زاد ميله إلى البقاء في حالة راحة أو في حركة مستقيمة منتظمة.
على سبيل المثال ، دعنا نفكر في حافلة يصادف فيها السائق ، الذي يكون بسرعة معينة ، كلبًا ويقوم بفرملة السيارة بسرعة.
في هذه الحالة ، يميل الركاب إلى الاستمرار في التحرك ، أي يتم دفعهم إلى الأمام.
قانون نيوتن الثاني
ال قانون نيوتن الثاني هو "المبدأ الأساسي للديناميات". في هذه الدراسة ، وجد نيوتن أن القوة الناتجة (مجموع المتجهات لجميع القوى المطبقة) تتناسب طرديًا مع ناتج تسارع الجسم وكتلته:
أين:
: ناتج عن قوى مؤثرة على الجسم
: كتلة الجسم
: التسريع
وحدات القياس في النظام الدولي (SI) هي: F (القوة) يشار إليها في نيوتن (N) ؛ m (الكتلة) بالكيلوجرام (kg) و a (التسارع المكتسب) بالأمتار في الثانية المربعة (m / s²).
من المهم التأكيد على أن القوة متجه ، أي أنها تحتوي على وحدة واتجاه وإحساس.
بهذه الطريقة ، عندما تعمل عدة قوى على جسم ، فإنها تتراكم بشكل متجه. نتيجة هذا المبلغ المتجه هي صافي القوة.
يمثل السهم الموجود فوق الأحرف في الصيغة أن كميات القوة والتسارع هي متجهات. سيكون اتجاه واتجاه التسارع نفس القوة الكلية.
قانون نيوتن الثالث
ال قانون نيوتن الثالث يطلق عليه "قانون العمل ورد الفعل" أو "مبدأ الفعل ورد الفعل" حيث كل قوة عمل تقابلها قوة رد فعل.
بهذه الطريقة ، لا تتوازن قوى الفعل ورد الفعل ، التي تعمل في أزواج ، لأنها تطبق على أجسام مختلفة.
تذكر أن هذه القوى لها نفس الشدة ونفس الاتجاه والاتجاهين المعاكسين.
كمثال ، دعنا نفكر في اثنين من المتزلجين يقفان في مواجهة بعضهما البعض. إذا دفع أحدهما الآخر ، فسينتقل كلاهما في اتجاهين متعاكسين.
ملخص قانون نيوتن
في الخريطة الذهنية أدناه ، لدينا المفاهيم الأساسية المتضمنة في قوانين نيوتن الثلاثة.
تمارين محلولة
1) UERJ - 2018
في إحدى التجارب ، تم ربط المربعين الأول والثاني ، بكتل تساوي 10 كجم و 6 كجم ، على التوالي ، بواسطة سلك مثالي. في البداية ، يتم تطبيق قوة شدة F تساوي 64 N على الكتلة I ، مما يؤدي إلى توليد توتر T على السلك.ال. بعد ذلك ، يتم تطبيق قوة بنفس الشدة F على الكتلة II ، مما ينتج عنه سحب Tب. انظر إلى الخطط:
بغض النظر عن الاحتكاك بين الكتل والسطح S ، النسبة بين الجر تمثل:
تحقق من حل هذه المشكلة في الفيديو أدناه:
البديل ج:
2) UFRJ - 2002
يوضح الشكل أدناه نظامًا يتكون من أسلاك غير قابلة للتمدد وبكرتان ، وكلها ذات كتلة ضئيلة. Sheave A متحرك ، و sheave B ثابت. احسب قيمة الكتلة م1 بحيث يظل النظام في حالة توازن ثابت.
نظرًا لأن البكرة A متحركة ، فإن قوة الجر التي توازن قوة الوزن ستقسم على اثنين. وبالتالي ، فإن قوة السحب على كل سلك ستكون نصف قوة الوزن. لذلك ، الكتلة م1 يجب أن يساوي نصف 2 كجم.
لذلك م1 = 1 كجم
3) UERJ - 2011
داخل طائرة تتحرك أفقيًا بالنسبة إلى الأرض ، بسرعة ثابتة تبلغ 1000 كم / ساعة ، يسقط راكب زجاجًا. انظر إلى الرسم التوضيحي أدناه ، حيث يُشار إلى أربع نقاط على أرضية ممر الطائرة وموضع ذلك الراكب.
عند سقوط الزجاج ، يصطدم بأرضية الطائرة بالقرب من النقطة المشار إليها بالحرف التالي:
أ) ص
ب) س
سجل تجاري
د) اس
البديل ج: R.
تأكد من معرفة المزيد حول هذا الموضوع من خلال نص التمرين الخاص بنا: قوانين نيوتن - تمارين
