قوانين الحركة

‫\"قوانين الحركة\"‬ ‫عمل الطالبة ‪ :‬أيات محمد‬ ‫الصف ‪:‬الاول ثانوي الفرع العلمي (أ)‬

‫قوانين نيوتن للحركة‬ ‫ىي ثلاثة قوانين فيزيائية تأسس علم حركة الأجسام ‪ ،‬وتربط‬ ‫ىذه القوانين القوى المؤثرة على الجسم بحركتو‪ .‬أول من‬ ‫جمعيا ىو إسحاق نيوتن‪ ،‬وقد استخدم ىذه القوانين في‬ ‫تفسير العديد من الأنظمة والظواىر الفيزيائية‪.‬‬ ‫قوانين الحركة الثلاث نشرىا اسحاق نيوتن في كتابو الأصول‬ ‫الرياضية للفلسفة الطبيعية ‪Philosophiæ Naturalis‬‬ ‫‪ Principia Mathematica‬نشرت الطبعة الأولى في عام ‪. 7861‬‬ ‫استعمل نيوتن ىذه القوانين ليفسر ويتحرى حركة كثير من‬ ‫المنظومات الفيزيائية ‪ .‬مثلا في الجزء الثالث‪ ،‬أظير نيوتن ان ىذه‬ ‫القوانين بالإضافة لقانون الجذب العام قادرة على تفسير قوانين‬ ‫كيبلر لحركة الكواكب‪ ،‬و لازالت ىذه القوانين من أىم القوانين‬ ‫الفيزيائية حتى الآن‪.‬‬

‫القانون الاول‬ ‫الجسم الساكن يبقى ساكناً‪ ،‬والجسم المتحّرك يبقى متحركاً‪ ،‬مالم تؤثر‬ ‫عليو قوى ما‪.‬‬ ‫ينص القانون الأول على أنو إذا كانت القوة المحصلة (المجموع‬ ‫الاتجاىي للقوى المؤثرة على الجسم) تساوي صفر‪ ،‬فإن سرعة الجسم‬ ‫تكون ثابتة‪ .‬تعتبر السرعة كمية متجيو حيث يتم التعبير عنيا مقدارا‬ ‫وىي سرعة الجسم واتجاىا وىو اتجاه حركة الجسم‪ .‬عندما نقول أن‬ ‫سرعة الجسم ثابتة فإننا نعني أن كلا من المقدار والاتجاه ثابتين‪.‬‬ ‫وبناءاً على ذلك‪:‬‬ ‫‪ ‬الجسم الساكن سيظل ساكن ما لم تؤثر عليو قوى خارجية‪.‬‬ ‫‪ ‬الجسم المتحرك لا تتغير سرعتو طالما لم تؤثر عليو قوة خارجية‪.‬‬ ‫يمكن التعبير عن القانون الأول رياضيا كما يلي ‪:::‬‬

‫القانون الثاني‬ ‫إذا أثرت قوة على جسم ما فإنيا تكسبو تسارعاً ‪ ،‬يتناسب طردياً مع‬ ‫قوتو وعكسياً مع كتلتو‪.‬‬ ‫عند تفاضل كمية الحركة بالنسبة للزمن فإن ناتج التفاضل لا يساوي‬ ‫صفر طالما ىناك تغير في اتجاه كمية الحركة حتى إذا لم يكن‬ ‫ىناك تغير في المقدار مثل الحركة الدائرية المنتظمة‪ .‬تطبق ىذه‬ ‫العلاقة مبدأ الحفاظ على كمية التحرك وىو أنو عندما تكون مجموع‬ ‫القوى المحصلة المؤثرة على الجسم تساوي صفر فإن كمية الحركة‬ ‫للجسم تظل ثابتة‪ .‬تساوي القوة المحصلة معدل التغير في كمية‬ ‫التحرك‪.‬‬ ‫يمكن التعبير عن القانون الثاني باستخدام تسارع الجسم‪ .‬يتم تطبيق‬ ‫القانون الثاني على الأنظمة ثابتة الكتلة لذا فإن ‪ m‬تكون كمية‬ ‫ثابتة وبالتالي لا تدخل في نطاق عملية التفاضل طبقا لنظرية المعامل‬ ‫الثابت في التفاضل‪:‬‬ ‫حيث ‪ F‬ىي القوة المحصلة‪ m ،‬ىي كتلة الجسم و ‪ a‬ىي تسارع الجسم‪ .‬القوة المؤثرة على‬ ‫الجسم ينتج عنيا تسارع في حركة الجسم ويمكن التعبير عنيا أيضا أنو إذا كان الجسم‬ ‫في حالة تسارع فإنو يؤثر عليو قوة‪.‬‬

‫القانون الثالث‬ ‫لكل قوة فعل قوة رد فعل‪ ،‬مساو لو في المقدار ومعاكس لو في‬ ‫الاتجاه‪.‬‬ ‫القانون الثالث ينص على جميع القوي بين جسمين وتكون متساوية‬ ‫في المقدار ومتضادة في الاتجاه‪ :‬إذا وجد جسم ‪ A‬يؤثر بقوة ‪FA‬‬ ‫لى جسم آخر ‪ B‬يؤثر بقوة ‪ FB‬على الجسم ‪ A‬والقوتين متساويتان في‬ ‫المقدار ومتضادتان في الاتجاه ‪ .FA = −FB‬يعني القانون الثالث‬ ‫أن القوة المؤثرة ىي قوى متبادلة على الاجسام المختلفة وىذا يعني‬ ‫أنو عندما تؤثر قوة على جسم فلا بد من وجود قوة أخرى مصاحبة ليا‬ ‫مساوية ليا في المقدار ومضادة ليا في الاتجاه‪ .‬بعض الاحيان فإن‬ ‫مقدار واتجاه القوى يتحدد عن طريق جسم واحد فقط من الجسمين‬ ‫فمثلا عندما يؤثر جسم ‪ A‬على جسم آخر ‪ B‬بقوة فإنو يسمي بالفعل‬ ‫ويؤثر الجسم ‪ B‬على الجسم ‪ A‬بقوة ليا نفس المقدار ولكنو في اتجاه‬ ‫مضاد ويسمي برد الفعل‪ .‬ىذا القانون عادة يسمي بقانون الفعل‬ ‫ورد الفعل‪ .‬في مواقف أخرى يتم حساب مقدار واتجاه القوى عن‬ ‫طريق الجسمين معا وفي ىذه الحالة لا نستخدم لفظ الفعل ورد الفعل‪.‬‬ ‫كلا القوتين يمكن تسميتيا بالفعل ورد الفعل لأنيما قوتين منفصلتين‬ ‫ولا يمكن وجود واحدة دون الأخرى‪.‬‬

‫وصف لقانون نيوتن الثالث‬ ‫في القانون الثالث يكون القوتين من نفس النوع فمثلا عندما يؤثر‬ ‫الطريق على السيارة بقوة احتكاك فإن السيارة أيضا تؤثر على‬ ‫الطريق بقوة احتكاك أخرى‪.‬‬ ‫يمكن رؤية القانون الثالث عندما يسير شخص فإنو يؤثر على الأرض‬ ‫بقوة وتؤثر عليو الأرض بقوة أيضا لذلك كل من الأرض والشخص‬ ‫يؤثرون على بعضيما البعض كذلك يحدث ىذا بين الطريق‬ ‫والسيارة‪ .‬يمكن رؤيتو أيضا عندما يكون الشخص بالماء فإنو يدفع‬ ‫الشخص للأمام بينما يدفع الشخص الماء للخلف فكلاىما يؤثر على‬ ‫بعضيما‬

‫تطبيقات ‪.....‬‬ ‫قوة الاحتكاك ‪:‬‬ ‫الاحتكاك ىي القوة المقاومة التي تحدث عند تحرك سطحين‬ ‫متلاصقين باتجاىين متعاكسين عندما يكون بينيما قوة ضاغطة تعمل‬ ‫على تلاحميما معا (وزن أحد الجسمين مثلا)‪ .‬وتنتج كمية من الحرارة‪.‬‬ ‫يحدث الاحتكاك بين المواد الصلبة‪ ،‬السائلة والغازية أو أي تشكيلة‬ ‫منيم‪ .‬وقوة الاحتكاك ىي حاصل ضرب القوة الضاغطة بين الجسمين‬ ‫في معامل الاحتكاك‪.‬‬ ‫وقوة الاحتكاك ىي حاصل ضرب القوة الضاغطة بين الجسمين في‬ ‫معامل الاحتكاك‪ .‬قح = قض*‪ µ‬حيث‪ :‬قح‪ :‬قوة الاحتكاك قض‪ :‬القوة‬ ‫الضاغطة بين الجسمين أو القوة العمودية على السطح الفاصل بينيما‬ ‫‪ :µ‬معامل الاحتكاك‪ :‬إما الساكن(س) أو الحركي(ح) ىناك أنواع‬ ‫عديدة من الاحتكاك‪:‬‬ ‫‪ ‬الاحتكاك الجاف‪ :‬ىو القوة المعارضة للحركة النسبية بين‬ ‫سطحين صلبين في اتصال مع بعضيما‪ .‬ينقسم الاحتكاك الجاف‬ ‫إلى احتكاك ثابت (ستاتيكي) بين الأسطح غير المتحركة‪،‬‬ ‫والاحتكاك الحركي (كاينتيكي) بين الأسطح المتحركة‪.‬‬

‫وبإستثناء الاحتكاك الذري أو الجزيئي فإن الاحتكاك ينشأ‬ ‫عموما من تفاعل خواص السطح‪.‬‬ ‫‪ ‬احتكاك المائع (الرطب)‪ :‬يصف الأحتكاك بين طبقات المائع‬ ‫اللزج والتي تكون في حركة نسبية مع بعضيا البعض‪.‬‬ ‫‪ ‬الاحتكاك الزلق (المشحم) ‪ :‬ىو حالة من احتكاك المائع حيث‬ ‫يفصل مائع زيتي بين السطحين‪.‬‬ ‫\"يعتبر الاحتكاك قوة تطبق في الاتجاه العكسي لسرعة الجسم‪ .‬فمثلا‬ ‫إذا ُدفع كرسي على الأرض نحو اليمين تكون قوة الاحتكاك متجية‬ ‫إلى اليسار‪\".‬‬

The End