كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه

كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه، اشتهر العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن في علوم الفلك والفيزياء والرياضيات، الأمر الذي دفعه إلى وضع نظريات تبيِّن حركة الكواكب والأجسام المختلفة، تلخّصت قوانين نيوتن لحركة الأجسام بثلاثة قوانين، تُركِّز على الظواهر الفيزيائية التي يُمكن وصفها، ومن خلالِ موقع المرجع سنتعرفُ على قوانين نيوتن للحرّكة.

كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه

وضع العالم إسحاق نيوتن قوانين نيوتن في الحركة، حيث يصف نيوتن في هذه القوانين العلاقة ما بين حركة الأجسام والقوى المؤثرة عليها، وتُشكلُ هذه القوانين أُسسُ الميكانيكا الكلاسيكيّة، وبناءً على قانونِ نيوتنَ الثاني ما مدى صحّة عبارةِ كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه؟

• عبارةٌ صحيحة.

شاهد أيضًا: تسارع سيارة أثر عليها بقوة محصلة مقدارها 150 نيوتن وكتلنها 50كجم يكون

قوانين نيوتن

وضع نيوتن ثلاثة قوانين مشهورة جدًا وأساسية في دراسة الفيزياء تُعرف بقوانين نيوتن في الحركة، وتعتبر هذه القوانين الثلاثة القاعدة الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية، وتتلخصُ قوانين نيوتن الثلاث في الآتّي:

قانون نيوتن الأول

ينصُّ قانون نيوتن الأول أو قانون القصورِ الذاتي على أنّه يبقى الجسمُ الساكن ساكنًا ما لم ثؤثرُ عليّه قوة خارجيّة تُغيّر من حالتّه، والجسم المُتحرك يبقى متحرِكًا بسرعة ثابتة وبخط مستقيم ما لم تؤثّر عليه قوة خارجيّة تغيّر من حالته الحركية الثابتة، ويمكنُ صيّاغة نص القانون رياضيًا على النحوِ الآتّي:[1]

• (0 = F∑)

حيثُ أنّ:

• F∑: ترمزُ إلى مجموع القوى المؤثرة على الجسم.
• F: ترمزُ إلى القوة، وتقاسُ بوحدة نيوتن.

وفي حالِ كانَ الجسم في حالةِ سكونْ فإنّ سرعتّه وتسارعه يُساوي صفرًا، وفي حال كان الجسمُ في حالة حركّة فإنّ سرعة الجسم لا تساوي الصفر، ولكن في هذه الحالة يكون الجسم يتحرك بسرعةٍ ثابتة، وبالتالي فإنّ تسارعّهُ يساوي صفر.

قانون نيوتن الثاني

ينصُّ قانون نيوتن الثاني أو قانون التسارع على أنّه يتناسب التسارع الذي يكتسبه جسم ما تناسبًا طرديًا مع مقدارِ القّوة التي أدّت إلى اكتسابه ذاك التسارع، ويكونُ في نفسِ اتجاهها، ويتناسب تناسبًا عكسيًا مع كتلة الجسم، ويمكنُ التعبير عنّهُ رياضيًا على نحوِ:[2]

• (F = ma∑) أو  ق = ك × ت

حيثُ أنّ:

• F∑: ترمزُ إلى مجموع القوى المؤثرة على الجسم.
• F: ترمزُ إلى القوة، وتقاسُ بوحدة نيوتن.
• m: ترمزُ إلى الكتلة، وتقاس بوحدة الكيلوغرام.
• a: ترمزُ إلى التسارع، ويُقاس بوحدة المتر لكل ثانية مربعة.

ويأتي شرح قانون نيوتن الثاني أنّ تسارع الجسم يزدادُ كلّما ازدادت مُحصلّة القوة المؤثرّة على الجسم، فيمّا أنّه يقلُّ كلما ازدادت كتلةُ الجسم، والعكسُ صحيح.

قانون نيوتن الثالث

ينصُّ قانون نيوتن الثالث على أنّه لكلِ فعل ردّ فعل مساوي له في المقدار، ومعاكس له في الاتجاه، أيْ أنّ معدل القوى المؤثرة من الجسم الأول على الجسم الثاني تُساوي مُعدل القوى المؤثرة من الجسم الثاني على الجسم الأول، ولكنْ باتجاه معاكس لبعضهما، ويمكنُ التعبير عن القانون رياضيًا على النحوِ الآتّي:[3]

• F2- = F1 أو  ق1 = – ق2

حيثُ أنّ:

• F: ترمزُ إلى القوة، وتقاسُ بوحدة نيوتن.
• F1: تُعبر عن القوة الأولى التي تنتج من الجسم الأول وتؤثر على الجسم الثاني.
• F2-: تُعبّر عن القوة الثانية التي تنتج من الجسم الثاني ويقع تأثيرها على الجسم الأول، وإشارة السالب تُشير إلى تعاكس الاتجاه بين القوة الأولى والثانية.

ويأتي شرح قانون نيوتن الثالث أنّه إذا أثر جسم على جسم آخر بقوة ما، فإنّ الجسم الآخر سيقوم برد فعل نتيجةِ لفعل الجسم الأول، وتكونُ بنفسِ مقدارَ قوتّه، لكنّها مُعاكسّة لها في الاتجاه.

شاهد أيضًا: اذا دفعت صندوقا كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن فما تسارع الصندوق؟

إلى هُنا نكون قد وصلنا إلى نهايةِ مقالنا كلما زادت كتلة صندوق، فإنه يحتاج لقوة أكبر لدفعه، حيثُ سلطنا الضوءَ على قوانين نيوتن الثلاثة مع شرحها تفصيلاً.