تم النشر اليوم 2024/06/07 | ما هي قوانين نيوتن؟ 3 قوانين فيزيائية غيّرت وجه البشرية والعلوم التطبيقية تماماً

التطبيقات العملية لقوانين نيوتن

استفادت البشرية من الرياضيات والفيزياء، خاصة من قوانين نيوتن في الحركة ورد فعل الحركة والقوة، وهذه التطبيقات العملية نجدها أكثر في الأسلحة وصناعة المدافع كما يتبين من خلال التطبيقات التالية:
صناعة الصواريخ
تعتمد صناعة الصواريخ على طريقة الدفع الحركي من خلال حرق الغازات المحترقة، وتحرك الغازات للأسفل، وبالتالي توليد قوة الدفع المعاكس في الاتجاه ويكون مساوية في المقدار مما يدفعها نحو الأعلى.
صناعة المدافع والقذائف
تعد من أهم الصناعات التي اعتمدت على قوانين نيوتن الثلاثة، فإن الحركة بقوة اعتمدت عليه صناعة القذائف المدفعية بقوة، حيث يتم دفع القذيفة في حال ارتداد المدفع نحو الخلف كرد فعل، وهو قانون نيوتن الثالث.
المظلات
تستخدم المظلات في العديد من الأغراض منها بالطبع الأغراض العسكرية، فتعد المظلات وهي نزول الشخص بالمظلة ليهبط بشكل حركي منتظم إلى الأرض، وهذه المظلة أو الحركة تعتمد على الجاذبية الأرضية وتزداد سرعة الهابط بشكل مستمر حسب وزن الجسم، فإن القوة المحصلة تعمل على تسارع الجسم وتقل أو تنقص بزيادة سرعة الجسم.

وقد اعتمدت مظلات الهبوط على قوانين نيوتن الثلاثة، بحيث استفادت من سرعة وكتلة الجسم، وكذلك التأثير في المحصلة النهائية للتسارع والسرعة، وهو ما استفادت منه الهواء والقوة المقاومة حتى تصل لصفر، أما السرعة التي تكون عند محصلة القوى تساوي صفراً تسمى السرعة النهائية أو السرعة الحدية، وبالتالي الاستفادة من ذلك في مظلات الهبوط وزيادة مقاومة الهواء حتى يصل للسرعة الحدية لتصل للسرعة إلى أقل ما يمكن حتى يستطيع الشخص المظلي الهابط النزول بأمان حسب تسارع الجسم ورد فعل الهواء أو التيار.
قوانين نيوتن الثلاثة تعتبر من أهم القوانين الفيزيائية والرياضية التي تعتمد عليها بعض المجالات الفيزيائية والرياضية الهامة التي يتم تطبيقها من الناحية العلمية والعملية، لا سيما في المجالات العسكرية والحربية كما رأينا في النقاط السابقة، وبالتالي يمكن تفسير الحركة ورد فعلها مع الكتلة والقوة والتدافع بشكل أكثر انتظاماً، ولعل هذه أفضل ما قدمه نيوتن للبشرية.
في هذا المقال؛ عشنا جولة فيزيائية رائعة، حيث تعرفنا على نيوتن، وعلى قوانينه الثلاثة وتطبيقاتها العملية الهامة.

قوانين نيوتن

ماذا تعرف عن إسحاق نيوتن؟ غنه من أشهر علماء الرياضيات والفيزياء على مر التاريخ، فقد ارتبط بإسمه اكتشاف ووضع قوانين نيوتن الفيزيائية التي كان لها العديد من الجوانب العلمية الحياتية التي غيّرت من وجه البشرية تماماً، في هذا المقال نتحدث أكثر ونتعرف على قوانين نيوتن الثلاثة بالتفصيل، وما هي التطبيقات العلمية الحياتية التي ساعدت تلك القوانين على وجودها، فهيا بنا لهذه الجولة العلمية.

مقالات مشابهة

شرح الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي في 4 نقاطشرح الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي في 4 نقاط
5 معلومات مهمة عن الاحتكاك5 معلومات مهمة عن الاحتكاك
4 طرق للحصول على الطاقة الكونية4 طرق للحصول على الطاقة الكونية
3 قوانين نيوتن في الحركة3 قوانين نيوتن في الحركة

قوانين نيوتن الثلاثة.. غيّرت وجه البشرية ومسار تاريخها

مازالت الرياضيات والفيزياء أهم العلوم الطبيعية على الإطلاق، فالتقدم العلمي والازدهار العظيم الذي وصلنا له الآن كان بفضل هذه العلوم والتقدم فيها، حتى الحاسوب والهواتف الذكية ما هي إلا مرحلة من مراحل التقدم والازدهار في هذه العلوم.
ولقد حفر إسحاق نيوتن اسمه في قائمة العلماء الذين أسهموا في تقدم هذه العلوم من خلال قوانينه التي وضعها في علم الفيزياء، وهي التي وضعت أساس لقوانين القوة والمقدار والاتجاه لهذه القوة، كما فسرت تلك القوانين العديد من الظواهر الفيزيائية مثل السكون والحركة، والقوة الاستمرارية للأجسام والزوايا الساقطة عند الحركة للأجسام المختلفة.

وسنتعرف بالتفصيل على هذه القوانين الثلاثة من خلال النقاط التالية:
قانون نيوتن الأول
هذا القانون يعتمد على تفسير حركة الأجسام ومقاومتها للتغيير في حالتها الحركية، فالأجسام قد تكون عاجزة وغير قادرة على الحركة خاصة عند تغيير الحالة الحركية بنفسها.
لذلك فإن قانون نيوتن الأول له اسم ثاني قد يفسر الحركة القاصرة تلك، وهو قانون القصور، حيث يوضح القانون أن سرعة الجسم تبقى في وضع الثبات في المقدار والاتجاه في الحالة التي تكون محصلة القوة هنا تساوي لا شيء أو صفراً.
وبالتالي فإن قانون نيوتن يفسر حركة الجسم من خلال القوة المحصلة التي تؤثر في الحركة أو بشكل آخر الجسم الساكن يبقى على حالة السكون، والجسم المتحرك يبقى متحركاً بنفس السرعة والاتجاه وذلك في حالة إنه لم تؤثر فيه أي قوة محصلة تغيّر في حالته الحركية.
قانون نيوتن الثاني
أما القانون الثاني الذي وضعه نيوتن، كان مساعداً للقانون الأول شارحاً له، فإن هذا القانون يوضح ويفسر العلاقة بين التسارع والقوة المحصلة التي تؤثر على الجسم، وهي علاقة طردية، أي أن التسارع المكتسب من الجسم متناسب بالشكل الطردي مع مقدار القوة المحصلة المؤثرة فيه.
أما بالنسبة لكتلة الجسم فهي مقياس لمدى القصور الذاتي، وهو الذي يعتمد على كتلة الجسم، فإذا كانت هذه الكتلة كبيرة مثلاً، فإن التحريك هنا صعب، والعكس إذا كانت الكتلة صغيرة، فهذا يعني ن أمر تحريكه سهل، أما عن نص القانون:
مقالات مشابهة
شرح الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي في 4 نقاطشرح الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي في 4 نقاط
5 معلومات مهمة عن الاحتكاك5 معلومات مهمة عن الاحتكاك
4 طرق للحصول على الطاقة الكونية4 طرق للحصول على الطاقة الكونية
3 قوانين نيوتن في الحركة3 قوانين نيوتن في الحركة
في حالة تأثير القوة المحصلة في الجسم، فإنها تكسبه تسارعاً متناسباً طردياً معها، وبنفس الاتجاه أو بشكل آخر فإن القوة المحصلة/التسارع=الكتلة. أما الصيغة الرياضية لقانون نيوتن الثاني فهي القوة المحصلة = الكتلة × التسارع.
قانون نيوتن الثالث
يعد من أهم القوانين التي تفسر حركة الأجسام، حيث يعتمد قانون نيوتن الثالث على توضيح رد فعل الجسم عند تأثير قوة معينة للجسم، وهذا يتضح مثلاً عند تحريك الكرة من أحد اللاعبين، فهذا يوّلد عند الحركة قوة معاكسة تجعل الكرة ترتد وبالتالي تعاكس الاتجاه الأصلي للكرة.

أما صيغة قانون نيوتن الثالث فهي: تفاعل جسمان وليكن أ و ب فإن قوة التأثير للجسم ب في الجسم أ تتساوى في مقدارها، وتتعاكس في الاتجاه، وبالتالي فإن القوة التي يتأثر بها الجسم أ والجسم ب بالفعل.
وبمعنى آخر، فإن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكساً له في الاتجاه، وهو القانون الشهير عن نيوتن، ويعد من أشهر القوانين التي وضعها العالم نيوتن.
نترك الحديث النظري في شرح هذه القوانين الثلاثة، ونتساءل عن أهمية هذه القوانين في التطبيقات العملية والعلمية، فهل كان هناك العديد من التطبيقات التي استفادت منها البشرية من خلال دراسة قوانين نيوتن الثلاثة؟ بالطبع كان هناك استفادة كبيرة وهي ما نتحدث عنها خلال السطور القليلة القادمة.

نبذة عن إسحاق نيوتن

هو إسحاق نيوتن العالم الرياضي الفيزيائي المولود في إنجلترا عام 1642م في مدينة لينكولنشاير البريطانية، وقد توفي والده قبل ولادته، فعاش يتيماً هزيلاً متعباً، وكانت طفولته حزينة للغاية، بسبب زواج والدته من رجل آخر، وقد شق نيوتن طريق العلم، حيث حاز على رتبة في مجال الرياضيات من جامعة كامبردج البريطانية وهو في سن صغيرة.
وقد استمر نيوتن من سن السادسة والعشرين لعدة سنوات أخرى في الجامعة، حيث قام بالعديد من الإسهامات والإنجازات في مجال الرياضيات والفيزياء، حيث اكتشف العديد من القوانين منها قانون الجاذبية الأرضية الشهير وقوانين فيزيائية أخرى معرفة بقوانين نيوتن، وبعدما قدم إنجازات عظيمة في مجال الرياضيات والتفاضل والتكامل توفى نيوتن في العام 1727 م.