قانون نيوتن الثاني: علاقة القوة بالجسم والحركة

قوانين نيوتن للحركة هي عبارة عن 3 قوانين فيزيائية تأسس علم حركة الأجسام أبرزها قانون نيوتن الثاني، حيث ربط إسحاق نيوتن في قوانينه الثلاث بين القوى المؤثرة على الجسم بحركته.

قوانين نيوتن للحركة

نشرت قوانين نيوتن للحركة الثلاث لأول مرة في كتابه «الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية»، الذي نشرت الطبعة الأولى من هذا الكتاب عام 1687م. واستعمل العالم الفيزيائي قوانين الحركة هذه في تفسير وتحري حركة الكثير من المنظومات الفيزيائية، أبرزها أن قوانين الحركة الثلاث بالإضافة إلى قانون الجذب العام قادرة على تفسير قوانين كيبلر لحركة الكواكب.

نص قانون نيوتن الاول

ينص قانون نيوتن الأول للحركة على أن: «الجسم يبقى ساكناً أو في حالة حركة منتظمة بخط مستقيم ما لم يُجبر على تغيير حالته عن طريق التأثير عليه بقوة خارجية». وبناءً على هذا القانون:

• يظل الجسم الساكن ساكناً ما لم تؤثر قوى خارجية عليه.
• الجسم المتحرك ما لم تؤثر عليه قوة خارجية لا تتغير سرعته.

سبب وضع قانون نيوتن الأول:

وضع إسحاق نيوتن القانون الأول للحركة؛ لتأسيس إطار مرجعي لتطبيق القوانين الأخرى، حيث يشار إلى هذا القانون باسم قانون القصور الذاتي؛ نظراً لأنه لهذا القانون لكي يتحرك الجسم حركة منتظمة تكون مجموع القوى المؤثرة عليه تساوي صفر.

نص قانون نيوتن الثاني

ينص قانون نيوتن الثاني للحركة على أن: «العلاقة الرياضية بين كل من كتلة الجسم وتسارعه والقوى المؤثّرة عليه هي القوة تساوي حاصل ضرب الكتلة في مقدار السرعة».

الرموز المستخدمة قانون نيوتن الثاني:

F=ma: «حرف F يعني القوة المحصلة، m تعني الكتلة، a تعني تسارع الجسم».

ويطلق على قانون نيوتن الثاني للحركة باسم «قانون التسارع»؛ نظراً لتناسب جميع القوى المؤثرة لتحريك أي جسم مع السرعة في الاتجاه ذاته، على الرغم من أن القانون يظهر وكأنه بسيطاً لكنه من أهم القوانين الفيزيائية، حيث يستخدم هذا القانون في توضيح حركة الأجسام عندما تتعرض لقوى غير متوازنة:

• سرعة الجسم تزداد طردياً إذا ما تعرض لقوة صافية تتناسب طردياً مع مقدار كلّ من اتجاه ومقدار تلك القوة.
• سرعة الجسم تتناسب عكسياً مع كتلة الجسم إذا كانت السرعة تختلف باختلاف كلّ من الكتلة والقوة.

نص قانون نيوتن الثالث

ينص قانون نيوتن الثالث للحركة على أن: «لكل فعلٍ رد فعلٍ مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتّجاه».

وهذا يعني أنه إذا كانت هناك قوتين متساويتين في المقدار سيكون هناك رد فعل مساوٍ ولكن معاكس في الاتجاه، مثل شخصين لهما نفس القوى ولكنهما يدفعان بعضهما البعض في اتجاه معاكس.