الفيزياء

دور “قوانين نيوتن” في حركة الأشياء

2011 تجارب علمية القوة والحركة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

قوانين نيوتن الفيزياء

عندما ينطلق مكوك الفضاء تولّد محركاته قوة هائلة تدفع بالمكوك نحو الفضاء.

وتتوقف الطريقة التي تؤثر من خلالها القوى في الأجسام على ثلاثة قوانين بسيطة.

توضح قوانين نيوتن المتعلقة بالحركة كيف تتحرك الأشياء في حياتنا اليومية. ونعرف في الوقت الحاضر أن قوانين الحركة الثلاثة لا تنطبق دائماً على الواقع. 

 

إذ إن الجسيمات الدقيقة الأصغر حجماً من الذرّات، على سبيل المثال، تخضع على ما يبدو لقوانين مختلفة، غير أن قوانين (نيوتن) تشرح معظم أشكال الحركة التي نراها أو نشعر بها.

وتشكل هذه القوانين الثلاثة الأساس العلمي الذي استُخدم في إرسال المركبات إلى الفضاء الخارجي، ولولا هذه القوانين لما استطاع روّاد الفضاء الوصول إلى القمر.

 

يفيد القانون الأول لنيوتن أنه إذا لم يُدفع أو يُسحب جسم من الأجسام باستخدام القوة، سيظل هذا الجسم ساكناً أو يبقى متحركاً في خط مستقيم بسرعة ثابتة.

يظل مكوك الفضاء، على سبيل المثال، جاثماً على منصة الإطلاق إلى أن يشتعل محركه ويدفعه نحو الأعلى، ويُطلق على الحالة التي تكون فيها الأجسام ساكنة أو متحركة بمصطلح "القصور الذاتي" .

 

ويجعل هذا المبدأ مركبة الفضاء تستمر أثناء تحليقها في الحركة إلى ما لا نهاية بالسرعة نفسها، إلا إذا استخدمت المركبة محركها لتخفيف السرعة أو زيادتها، أو لدى اصطدامها بجسم آخر، لكن الحركة على الأرض أكثر تعقيداً بقليل.

فالأجسام تتحرك عبر الهواء أو الماء، ما يؤدي إلى إبطاء حركة تلك الأجسام، في حين تقوم الجاذبية بشدّها نحو الأسفل في الوقت عينه.

 

أما القانون الثاني لنيوتن فيشرح كيف أن الجسم إما أن يتحرك بصورة سريعة أو يتباطأ عندما يقع تحت تأثير جسم آخر.

ويتوقف تبدل السرعة على حجم القوة وكتلة الجسم، وتُعرّف الكتلة بأنها كمية المادة التي يحويها الجسم، فكتلة السيارة أكبر من كتلة الدراجة الهوائية وبهذا فهي تحتاج إلى قوة أكبر كي تزيد أو تبطئ من سرعتها.

 

ويفيد القانون الثالث أن لكل فعل رد فعلٍ مساوياً له في القوة ومعاكساً له في الاتجاه. ويعمل مكوك الفضاء على أساس هذا القانون.

والفعل بالنسبة للمكوك هو الانفجار الناجم عن احتراق الغاز في محركه، أما رد فعله فهو حركة المكوك.

تستطيع دراسة قوانين (نيوتن) حول الحركة في النشاط التالي من خلال قيامك ببناء قارب نفاث بنفسك.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

إغلاق