ما المقصود بقوانين الفيزياء؟

1 إجابة واحدة

يعتبر علم الفيزياء أحد أهم العلوم القديمة التي سعى العلماء إلى إثباتها بالبراهين والتجارب العمليّة. وتثبت هذه القوانين العديد من النظريات، والظواهر الحاصلة في الكون. حيث يركز هذا العلم على الظواهر الطبيعية وآلية حدوثها، فضلًا عن الطاقة المخزنة في الأشياء وحركتها، وأشكال القوة وتأثيرها على الأشياء، وأنواع السرعة والعوامل المؤثرة بها.

وللحديث عن أهم قوانين الفيزياء المثبتة علميًا، والتي لعبت دورًا كبيرًا في حياتنا، هي قوانين نيوتن الشهيرة. حيث ركزت هذه القوانين على الحركة بكافة أشكالها، ووضحت لنا أنواع الحركة وكيفية حساب سرعتها. فلولا قوانين نيوتن الثلاثة، لما تمكّنا من فهم حركة الكواكب والنجوم حول الكرة الأرضية. ولما استطاع الإنسان تحقيق أحلامه بالسفر نحو سطح القمر. إذ اعتبرت قوانين نيوتن الركيزة الأساسية التي اعتمد عليها روّاد الفضاء في رحلاتهم وإقلاع مركباتهم.

وللحديث عن قوانين نيوتن الثلاثة بالتفصيل وأهميتها، نبدأ بقانون نيوتن الأول والذي يعرف أيضًا باسم (قانون القصور الذاتيّ).  يشرح القانون كيفية بقاء الجسم في وضع السكون في حال عدم تعرضه لقوةٍ خارجية، كما يوضح كيفية ثبات سرعة الجسم على مسارٍ مستقيم في حال عدم تعرضه لقوةٍ خارجية تؤثر في حالته الحركية أيضًا.

اعتبر هذا القانون كمبدأ أساسيّ لرواد الفضاء، بسبب وصفه لآلية سير المركبة الفضائية، وكيفية تحرّكها والعوامل المؤثرة بها. فبناءً على القانون، استنتج العلماء تأثر المركبة الفضائية بقوة محركها، وثبات مسارها وسرعتها، إلا في حال تعرضها للاصطدام بجسمٍ أو كويكبٍ ما.

أما قانون نيوتن الثاني، فقد وضح كيفية تحرك الأجسام  عند تعرضها لقوةٍ خارجيةٍ، كما نصّ على العلاقة الرياضية التالية “تتناسب القوة الخارجية المؤثرة في الجسم طرديًا مع الجسم المتأثر، وعكسيًا مع كتلته”. وبمعنىً آخر “يتزايد التسارع، كلما تزايدت القوة المؤثرة”.

ونجد في قانون نيوتن الثالث شرحًا مفصلًا عن الفعل وردّ الفعل. وينصّ القانون على “لكلّ فعلٍ ردّ فعلٍ، مساوٍ له في القيمة ومعاكسٌ له في الاتجاه”. يعتبر هذا القانون مبدأ عمل المركبة الفضائية، إذ يلعب الانفجار الحاصل في محرك المركبة دور “الفعل”، بينما تمثل آلية حركة المركبة دور “رد الفعل”.

عدا عن قوانين نيوتن كان لقانون “قوة الطّرد المركزية” أثرٌ كبيرٌ في حياتنا. فقد شرح هذا القانون أشكال القوة ودورها في تغيير الحالة الحركية للأجسام. حيث استطاع العلماء تحديد قيمة واتجاه القوة المطبقة، عبر تحليل قوة الطرد المركزية ودراسة آثارها من قبل العالمين نيوتن، وأرخميدس.

وتكريمًا للعالم نيوتن سميت واحدة هذه القوة باسم “نيوتن”، وذلك بفضل تركيزه في قوانينه الثلاثة السابقة على قوة الطرد المركزية، وتحديد أنواعٍ كثيرةٍ لها. ومن أهم القوى التي تم التركيز عليها، هما:

  •  القوة الكهرومغناطيسية: لعبت دورًا أساسيًا في آلية تأثيرها على الشحنات الكهربائية.
  • قوة الجاذبية الأرضية: تؤثر هذه القوة على جميع الكائنات والأجسام على سطح الكرة الأرضية.

اعتمد العلماء على تعريف قوة الطرد المركزية بأنها قوّةٌ خفيّةٌ تتواجد في كل شيءٍ على كوكب الأرض. بحيث يمكن ملاحظتها عند تشغيل الأدوات الكهربائية والمركبات، وغيرها من الأمثلة….

ولحساب قوة الطرد المركزية، يمكنك استخدام العلاقة الرياضية الآتية:

FC = -mv2/r

  • FC: تتمثل في قوة الجذب المركزية، وتقاس بواحدة نيوتن.
  • M: كتلة الجسم، وتقاس بواحدة الكيلوغرام.
  • V: سرعة الجسم المتحرك، وتقاس بواحدة المتر في الثانية.
  • R: نصف القطر، يمثل المسافة بين الجسم والمركز، ويقاس بواحدة المتر.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما المقصود بقوانين الفيزياء؟"؟