قوانين نيوتن للحركة Newton's law of motion

قوانين نيوتن للحركة Newton's law of motion

  قوانين نيوتن للحركة Newton's law of motion

  

ملاحظة : يحتوي هذا الموقع على أكثر من 600 كتاب فيزياء إلكتروني pdf ـ يمكن الوصول إليها من صفحة كتب الفيزياء

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

وضع نيوتن ثلاثة قوانين أساسية للحركة هي :

القانون الأول لنيوتن للحركة 

يظل الجسم الساكن في حالة سكون ما لم تؤثر عليه قوة تغير من حالته . و كذلك الجسم المتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم يظل على حركنه ما لم تؤثر عليه قوى تغير من حالته .

و يوضح هذا القانون خاصية القصور للأجسام . فالجسم الساكن يقاوم أي تغير في حالة سكونه و كذلك الجسم المتحرك بسرعة منتظمة يقاوم أي تغير في حالة حركته. وهذا هو ما يعرف بالقصور الذاتي للأجسام.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

القانون الثاني لنيوتن للحركة

إذا أثرنا بقوة F على جسم ما فإنها تحدث أو تحاول أن تحدث تغيراً في حالة الجسم عن حالة سكونه أو حركته الخطية بسرعة منتظمة. وعندما تتغير حالة الجسم تحدث عجلة تسارع a يكون اتجاهها في نفس اتجاه القوة المؤثرة.  F = m . a

و قد وجد نيوتن أن النسبة بين القوة المؤثرة إلى العجلة الناتجة تكون دائماً ثابتة للجسم الواحد و تساوي كمية المادة بداخله أي كتلته.

إذا كان زمن تأثير القوة هو t و كان مقدار التغير في سرعة الجسم في تلك الفترة هو Δv  فمن تعريف العجلة

 معادلة القوة تكون

 

F . Δt = m Δv = m (v₂ – v₁ ) = mv₂ – mv₁

حيث v₂ , v₁ هما سرعتا الجسم عند البدء وعند الانتهاء من تأثير القوة أو على طرفي الفترة الزمنية .Δt

الكمية mv تعرف بكمية الحركة ويرمز لها بالرمز P وتقاس بوحدة Kg.m/sec وتعطى حسب العلاقة  P = mv

ولما كان حاصل ضرب القوة × الزمن يساوي دفع القوة (Impulse)  

I = F . Δt 

حيث I هي الدفع ، فإنه يمكن بذلك كتابة القانون التالي:

 I = ΔP = P₂ – P₁ = mv₂ – mv₁

بمعنى أن التغير في كمية حركة جسم يساوي دفع القوة المؤثرة والمسببة لهدا التغير، ووحدة قياس الدفع هي نفس وحدة قياس كمية التحرك (Kg.m/sec).

مثال :

سيارة كتلتها 1500 kg تصطدم بجدار كما هو موضح بالشكل (3-2). السرعة الابتدائية للسيارة v_i = 4.5 m/s باتجاه اليسار والسرعة النهائية v_f = 2.6 m/s باتجاه اليمين.

أ‌)       جد الدفع الناشيء عن التصادم.

ب‌)  إذا كان متوسط القوة المبذولة على السيارة هي F = 1.76 × 10⁵ N جد زمن التصادم Δt.

الحل:

أ‌)       نعتبر أن الاتجاه الموجب هو الاتجاه إلى اليمين والسالب إلى اليسار.

I = ΔP = P₂ – P₁ = mv₂ – mv₁

I = m (v₂ –v₁) = 1500 {2.6 – (– 4.5)}

I = 1500 {2.6 + 4.5} = 1.07 × 10⁴ kg . m/s

ب‌)   

I = F . Δt

Δt = I / F = 1.07 × 10⁴ / 1.76 × 10⁵

Δt = 60.5 × 10^-3 sec

الكتلة والوزن   Mass & Weight

الكتلة: هي مقدار ما يحتويه الجسم من مادة.

الوزن: هو قوة جذب الأرض للجسم.

فإذا كانت كتلة الجسم هي m وعجلة الجاذبية الأرضية هي g فإن وزن الجسم W يُعطى حسب العلاقة التالية:

W = mg 

ويلاحظ هنا أن وزن الجسم كمية متجهة أما كتلة الجسم فهي كمية غير متجهة.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

القانون الثالث لنيوتن للحركة

إذا أثر جسم بقوة ما على جسم آخر فإن هذا الجسم الثاني يؤثر بقوة مساوية في المقدار و مضادة في الاتجاه للقوة الأولى . أي أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار و مضاد له في الاتجاه.

أمثلة على ذلك ( حركة المسدس إلى الخلف عند إندفاع الرصاصة منه إلى الأمام )

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

تحميل كتب ميكانيكا كلاسيكية pdf

لا تستفيد وترحل ، من فضلك إترك بصمتك

شارك الموضوع مع زملاءك واكتب تعليق بالأسفل وسجل إعجابك بصفحتنا على الفيس بوك ، لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى 

تعديل المقال