الفيزياء

قانون نيوتن الثاني للحركة

2011 مكتبة الفيزياء قوانين الحركة

بيتي بورنيت

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

قانون نيوتن الثاني للحركة نيوتن الفيزياء

إن تسارع جسم ما نتيجة أثر قوة كلية يتناسب طردياً مع مقدار هذه القوة الكلية وفي اتجاه مماثل لاتجاهها، ويتناسب عكسياً مع كتلة الجسم، ويمكن أن نعبّر عن ذلك رياضياً من خلال المعادلة التالية: (a=F/m)، مع أن هذه المعادلة تكتب عادة كما يلي : (F = ma).

يبدو هذا القانون أكثر تعقيداً أكثر عما هو عليه في الواقع، فعندما تؤثر قوة في جسم ما بموجب هذا القانون يتسارع الجسم في اتجاه القوة التي تدفع ذلك الجسم أو تسحبه نحوها، والمقصود بذلك أننا إذا قمنا بدفع جسم ما إلى الأمام، فإنه سيتحرك نحو الأمام.

ومن جهة أخرى، كلما كانت كتلة الجسم أكبر احتاج إلى المزيد من القوة كي يتحرك، فتحريك سيارة شحن كبيرة.

 

على سبيل المثال، يتطلب قوة أكبر مما يحتاج إليه تحريك سيارة رياضية صغيرة، كما أن جرّ كلب ضخم من نوع "غريت دان" يتطلب قوة تفوق القوة التي نحتاج إليها لجرّ كلب صغير من نوع "كوكر سبانيل".

وهناك أثر طردي ومتناسب مع الجسم، فلو ضاعفنا مثلاً القوة المطبَّقة على جسم ما، سيؤدي ذلك إلى تسارع الجسم بمعدل مرتين عما كان عليه سابقاً.

إن تزويد سيارة صغيرة بمحرك ضخم سيجعل السيارة تنطلق على الطريق بسرعة هائلة، كما أن للتأثير العكسي وقعاً يتناسب مع الجسم.

 

فعند تطبيق قوة ثابتة ستؤدي مضاعفة كتلة الجسم إلى زيادة سرعة الجسم بمعدل النصف. وعلى سبيل المثال تحتاج شاحنة كبيرة إلى قوة تسارع تفوق تلك التي تتطلبها سيارة أصغر حجماً.

ويؤكد قانون نيوتن الثاني على مفهوم الكتلة، والكتلة هي كمية المادة التي يحويها جسم من الأجسام.

وكل جسم له كتلة، لكن بعض الأجسام تكون أكثر كثافة من غيرها؛ لأن مادتها أكثر تراصاً، كما أن للحجم دوراً مهماً في تحديد الكتلة، لكن الدور الذي تلعبه الكثافة أكثر أهمية، فكثافة الهواء مثلاً قليلة بالمقارنة مع كثافة المعادن؛ لذلك فإن  كتلة محمل كريات صغير الحجم تفوق كتلة بالون أكبر حجماً بشكل ملحوظ.

 

يمكننا المقارنة بين كتلة مجموعة من الكرات عن طريق فحص ثقل كل واحدة منها، مثل كرة الطاولة والكرة اللينة وكرة السلة وكرة البولينغ وكرة الشاطئ، فلكل واحدة من هذه الكرات ملمسها ووزنها بالمقارنة مع حجمها.

هل حاول أحدكم من قبل الإمساك بكرة البولينغ؟ إن كرة الشاطئ بحجمها الكبير أخف وزناً وأسهل التقاطاً من كرة البولينغ؛ لأنها أقل كتلة وتحوي هواء أكثر، ولكن بما أن كرة الشاطئ أقل كتلة، لا تتدحرج مثل كرة البولينغ.

 

إن كتلة الجسم تؤثر في حركته، فإذا طبقنا قوة ثابتة محددة على أحد الأجسام نجد أنه كلما كانت كتلته أكبر تباطأت قدرته على تغيير سرعته المتجهة، فالفيل مثلاً لا يستطيع مجاراة السنجاب في الركض الرشيق أو سرعة تغيير الاتجاه، كما أن أهمية الكتلة لا تقتصر على وصف حجم وثقل الجسم فحسب.

بل تمكننا من قياس القصور الذاتي لهذا الجسم، فكلما كانت كتلة الجسم أكبر زاد معدل قصوره الذاتي، كما أن القصور الذاتي لصندوق مملوء بقطع الطوب يفوق القصور الذاتي لصندوق مملوء بالستايروفوم (عازل رغوي)، ويتطلب قوة أكبر لتحريكه؛ لذلك فإن الصندوق الأقل مقاومة للحركة له كتلة أقل.

مجلة العلوم
‫‪الخلايا التائية لدى مرضى فيروس كورونا " تبشر بالخير" للمناعة طويلة الأمد
قلم:      ميتش ليزلي
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الخلايا التائية أو الخلايا T T cellsهي من أقوى أسلحة الجهاز المناعي، ولكن أهميتها في محاربة الفيروس سارس-كوف-2 SARS-CoV-2، لم تكن واضحة حتى الآن. حاليًا تظهر دراستان أن الأشخاص المصابين لديهم خلايا تائية تستهدف الفيروس، مما يساعدهم على الشفاء منه. كما وجدت كلتا الدراستين أن بعض الأشخاص الذين لم يصابوا قطُ بالفيروس سارس-كوف-2 يمتلكون هذه الدفاعات الخلوية، على الأغلب لأنهم أصيبوا من قبل ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪أنظمة ذكاء اصطناعي تهدف إلى العثور على تفشيات فيروس كورونا
قلم:      أدريان تشو
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة

لم يكن البشر أول من أطلق الإنذار العالمي حول جائحة كوفيد-19 COVID-19 وإنما كان حاسوبًا. HealthMap، هو موقع على الإنترنت يشغله مستشفى بوسطن للأطفال Boston Children’s Hospital، يستخدم الذكاء الاصطناعي AI لمسح وسائل التواصل الاجتماعي، والتقارير الإخبارية، وعمليات البحث على الإنترنت، وغيرها من البيانات، بحثًا عن علامات على فاشيات مرضية. وفي تاريخ 30 ديسمبر 2019 اكتشف الموقع تقريرًا ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الخلايا التائية لدى مرضى فيروس كورونا " تبشر بالخير" للمناعة طويلة الأمد
قلم:      ميتش ليزلي
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الخلايا التائية أو الخلايا T T cellsهي من أقوى أسلحة الجهاز المناعي، ولكن أهميتها في محاربة الفيروس سارس-كوف-2 SARS-CoV-2، لم تكن واضحة حتى الآن. حاليًا تظهر دراستان أن الأشخاص المصابين لديهم خلايا تائية تستهدف الفيروس، مما يساعدهم على الشفاء منه. كما وجدت كلتا الدراستين أن بعض الأشخاص الذين لم يصابوا قطُ بالفيروس سارس-كوف-2 يمتلكون هذه الدفاعات الخلوية، على الأغلب لأنهم أصيبوا من قبل ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪فيروس كورونا المستجد .. ماهية الفيروسات والمتلازمات التنفسية
حمد عبد الحميد إعلامي وكاتب، الكويت
لا يزال العالم منشغلا منذ بداية العالم الحالي بالتطورات المرتبطة بانتشار فيروس كورونا، والإصابات التي يحدثها، والوفيات الناجمة عنه، والآثار الاقتصادية السلبية، والتداعيات الكارثية التي يمكن أن يخلفها على جميع المجالات في حال استمراره مدة طويلة من دون التوصل إلى علاج مناسب له. ومنذ الإعلان عن خطورة الفيروس، واحتمال تحوله إلى وباء عالمي، سارعت جهات عدة، في مقدمتها منظمة الصحة العالمية، إلى نشر الإجراءات ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإنفلونزا.. ماهيتها وأخطارها وطرق الوقاية منها
. حسن زراقط أستاذ محاضر وباحث في قسم الأمراض الجرثومية وعلم المناعة بالجامعة الأمريكية في بيروت، لبنان
لطالما عرفت البشرية الإنفلونزا، وتعاملت مع أنواعها عبر القرون، وعالجتها المجتمعات بأنماط عدة من العلاجات اعتمادا على ما تمتلكه من موارد طبيعية أو ما لديها من معتقدات دينية، وصولا إلى العلاجات الحديثة التي لاتزال عاجزة عن علاج عدد منها. والإنفلونزا عدوى فيروسية تهاجم الجهاز التنفسي، وهي مسبب رئيسي للالتهابات الحادة للجهاز ... (قراءة المقال)