قوانين الحركة الثلاثة لنيوتن

أنتج الفيلم القصير Bryan leradi وتُرجم بواسطة طاقم موقع ديفيدسون أون لاين .
we would like to thank Bryan Ierardi for his help.

يقول القانون الاول أن الجسم يهدف الى البقاء في حالة سكون أو بسرعة ثابته في خط مستقيم، ما دامت قوة خارجيه لا تؤثر عليه. عملياُ يمكن تحويل ذلك لمصطلحات طاقة، إن الجسم يهدف الى تبذير أقل ما يمكن من الطاقة أي أن يبقى ساكناً لأنها لا تسلب الطاقة. في مرحلة ما يمكن ان يقال ان الامر ليس كذلك. اذا قمنا بـ "لف" كرة، فانها في مرحلة ما ستبطئ وتتوقف ولن تستمر بحركة مستقيمة وبسرعة ثابتة. وينبع سبب ذلك من قوى خارجية تؤثر على الكرة، والأساسية من بينها هي قوة الإحتكاك مع الهواء والأرض، وقوة الجاذبية. اذاً لو نأخذ منظومة مثالية لا تؤثر فيها قوى، عميقاً في الفضاء مثلاً، ونرمي هناك كرة، فانها تستمر بالتحرك بخط مستقيم وبسرعة ثابتة الى ما لا نهاية – بالسرعة التي تركت اليد أي السرعة التي توقف تأثير القوة عليها.

القانون الثاني يتناول عملياُ التسارع ومما يتأثر. يتحدد تسارع جسم من القوى المؤثرة عليه ومن كتلته. بمساعدة هذا القانون يمكن عملياً حساب محصلة القوى المؤثرة على جسم بواسطة حساب تسارعه والعكس وذلك بمساعدة المعادلة F=ma الحرف F يمثل القوة (force) المؤثرة على الجسم، كتلة الجسم يمثلها (m) و-a يمثل تسارع الجسم كرد فعل للقوة التي أثرت عليه (acceleration). لهذا القانون استعمالات كثيرة غير الوظائف البيتية في الفيزياء (مع أنه يمكن بواسطته حل مسائل). تستعمل المعادلة لحساب قوى بحركة دائرية، حسابات فلكية وغيرها.

القانون الثالث هو قانون مجرد أكثر نوعاً ما وينص على انه لكل قوة يوجد قوة مساوية بحجمها ومعاكسة باتجاهها. هذه القوى تسمى قوى وهمية وذلك لانها لا تؤخذ بالحسبان عندما يتم إجراء حساب للحركة، لكنها في الواقع ملموسة جداً. مثال لذلك هو حقيقة اننا لا نغرز في الأرض ونحن واقفون عليها، إن سفن فضائية تنجح بالإقلاع وعملياُ يمكن تشخيص هذا القانون في جسم ننظر اليه. يمكن القول أنه في الحركة الدائرية القوة الطاردة عن المركز هي ناتج قانون نيوتن الثالث لقوة الجذب المركزي (القوة الناتجة نتيجة الحركة الدائرية – انظروا الشرح).

صحيح ان قوانين نيوتن تشرح تفاعلات مختلفة، لكنها لا تحدث دائماً. في المنظومات الصغيرة جداً (بمستوى الذرات) لا تحدث قوانين نيوتن دائماً، وتعمل ميكانيكا الكم بدلاً عنها. في منظومات الكترومغناطيسية معينة لا يعمل القانون الثالث وكذلك في منظومات بعيدة جداً عن بعضها البعض، وذلك بسبب سرعة الضوء التي تتسبب بحاجة جسم معين الى مدة زمنية كي يؤثر على جسم آخر.