ما هو قانون نيوتن الثاني

يعد العالم إسحق نيوتن ثورةً في الفيزياء الحديثة، وكان له نفوذ كبير في كل العصور. لكن هل تعلم ما هو قانون نيوتن الثاني؟

3 إجابات

قانون نيوتن الثاني للحركة هو قانون مهم للغاية لأنه يظهر العلاقة بين القوة والحركة ويسمح لك بحساب تسارع جسم بقوى معروفة، الأمر الضروري جدًّا للعلماء والمهندسين والمخترعين، فمن خلال التحكم في القوة التي تمارًس على الأشياء أو قياسها أو حسابها يمكننا تحديد مسارها وبالتالي معرفة مكان وجودها في أي وقت، حيث يقول قانون نيوتن الثاني أنه كلما زادت كتلة الجسم التي يتم تسريعها زادت كمية القوة اللازمة لتسريع الجسم.

ركوب الدراجة هو مثال جيد على قانون الحركة بحيث تكون دراجتك هي الكتلة وقوة عضلات ساقيك بالضغط على دواسات الدراجة هي القوة، فلنفترض أن لديك دراجتين متطابقتين لكل منهما سلة، دراجة بسلة فارغة والأخرى تحتوي على سلة مليئة بالرمل، فإذا حاولت ركوب كل دراجة وقمت بالضغط على الدواسات بنفس القوة بالضبط ستتمكن من تسريع الدراجة بالسلة الفارغة أكثر من الدراجة ذات السلة المليئة بالرمل، حيث يضيف الرمل كتلة للدراجة الثانية وبالتالي عليك تطبيق المزيد من القوة على الدواسات لجعل الدراجة مع الرمل في السلة تتحرك، ويمكن التعبير عن ذلك على شكل معادلة على النحو التالي:

a = F / m

والقوة الصافية تساوي ناتج الكتلة مضروبًا في التسارع.

F = m • a

أكمل القراءة

يصف قانون نيوتن الثاني للحركة سلوك الأجسام والقوى غير المتوازنة الموجودة فيها، فينص على أن تسارع الجسم يعتمد على متغيرين أساسيين، هما القوة الخارجية الصافية التي تؤثر في الجسم وكتلة الجسم نفسها.

يعتمد تسارع الجسم على مقدار القوة الصافية التي تؤثر عليه، فكلما زادت القوة الخارجية على الجسم بنفس اتجاهه يزداد تسارعه، وبالعكس كلما زادت كتلة الجسم يتباطأ ويقل تأثير القوة الخارجية عليه.

فمثلاً إذا كان لديك كرتين إحداها من الورق والأُخرة من الحديد وطبقت عليهما نفس المقدار من القوة ستلاحظ عزيزي أن نفس المقدار من القوة يزيد تسارع كرة الورق بشكل كبير بينما يكون التسارع أقل بكثير بالنسبة لكرة الحديد، وهذا بسبب اختلاف كتلتيهما، فكلما زادت الكتلة قل التسارع.

فإذا كان الجسم ثابتاً عند تسارع يساوي الصفر، وأثرت عليه قوة خارجية ثابتة فإنه سيبدأ بالتسارع إلى أن يصل إلى السرعة الثابتة التي تعتمد على مقدار القوة وكتلة الجسم، وإذا كان الجسم متحركاً فيمكن أن تزيد سرعته أو تنقص أو حتى تغير اتجاهه في حال لم تُطبق عليه القوة بنفس الاتجاه.

ويمكن حساب مقدار القوة المؤثرة على الجسم عن طريق ضرب الكتلة بالتسارع بهذه المعادلة البسيطة:

قانون نيوتن الثاني

حيث يُعبر عن القوة المؤثرة على الجسم بالرمز (F) وعن الكتلة بالرمز (m) وعن التسارع بالرمز (a).

أكمل القراءة

إسحاق نيوتن أحد أشهر علماء الفيزياء والرياضيات على الإطلاق، والذي صاغ العديد من القوانين التي أحدثت ثورة وقفزة نوعيّة في مجالات العلوم المختلفة، وضع نيوتن قوانين الحركة Laws of Motion في عام 1687 في كتابه الشهير (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) والتي شملت ثلاثة قوانين.

ينص قانون نيوتن الثاني على ما يلي: إذا أثرّت قوة خارجيّة على جسم ما فإنّه يكتسب تسارعًا يتناسب طرديًا مع القوة المؤثّرة عليه، ويتناسب عكسيًا مع كتلة الجسم المؤثرة به، وتُعطى العلاقة الرياضية للقانون بالشكل الآتي: F=m×a حيث أنّ:

  • F: القوة الخارجيّة المؤثرة في الجسم مُقاسة بواحدة النيوتن N.
  • m: كتلة الجسم مُقاسة بواحدة كيلوغرام Kg.
  • a: التسارع مُقاس بواحدة متر/ثانية  m/s.

يوضّح هذا القانون سلوك الأجسام المختلفة عند تعرّضها لقوى خارجيّة، فكما نجد أنّ مجموع القوى الخارجيّة المؤثّرة في الجسم تساوي جداء كتلة الجسم بتسارعه المكتسب، ومن العلاقة نجد أنّ كل جسم يكتسب تسارعًا مختلفًا عند تأثّره بقوّة خارجيّة وذلك يعتمد على كتلته، فعلى سبيل المثال إذا أثرت قوة بجسمين مختلفين بالكتلة نجد أنّ الجسم الأخف كتلةً يكتسب سرعة وتسارع أكبر من الجسم الأكبر كتلة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو قانون نيوتن الثاني"؟