Skip to main content
Global

5: قوانين نيوتن للحركة

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    200085

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    عندما تقود سيارتك عبر الجسر، تتوقع أن يظل مستقرًا. تتوقع أيضًا تسريع سيارتك أو إبطائها استجابة لتغيرات حركة المرور. في كلتا الحالتين، تتعامل مع القوات. القوى على الجسر في حالة توازن، لذلك تبقى في مكانها. في المقابل، تتسبب القوة الناتجة عن محرك سيارتك في تغيير الحركة. اكتشف إسحاق نيوتن قوانين الحركة التي تصف هذه المواقف. تؤثر القوى على كل لحظة من حياتك. يتم تثبيت جسمك على الأرض بالقوة ويتم تثبيته معًا بواسطة قوى الجسيمات المشحونة. عندما تفتح بابًا، أو تمشي في الشارع، أو ترفع شوكة طفلك، أو تلمس وجه الطفل، فإنك تقوم بتطبيق القوة. بالتكبير بشكل أعمق، يتم تثبيت ذرات الجسم معًا بواسطة قوى كهربائية، ويتم تثبيت جوهر الذرة، المسمى بالنواة، بواسطة أقوى قوة نعرفها - القوة النووية القوية.

    • 5.1: مقدمة لقوانين نيوتن للحركة
    • 5.2: القوات
      الديناميكا هي دراسة كيفية تأثير القوى على حركة الأجسام، بينما تصف الكينماتيكا ببساطة الطريقة التي تتحرك بها الأجسام. القوة هي قوة دفع أو سحب يمكن تحديدها من حيث المعايير المختلفة، وهي متجه له الحجم والاتجاه. القوى الخارجية هي أي قوى خارجية تعمل على الجسم. مخطط الجسم الحر هو رسم لجميع القوى الخارجية المؤثرة على الجسم. وحدة قوة SI هي نيوتن (N).
    • 5.3: قانون نيوتن الأول
      وفقًا لقانون نيوتن الأول (قانون القصور الذاتي)، يجب أن يكون هناك سبب لحدوث أي تغيير في السرعة (تغيير في الحجم أو الاتجاه). يرتبط القصور الذاتي بكتلة الكائن. إذا كانت سرعة الجسم بالنسبة لإطار معين ثابتة، فإن الإطار يكون بالقصور الذاتي ويكون قانون نيوتن الأول صالحًا. القوة الصافية للصفر تعني أن الجسم إما في حالة سكون أو يتحرك بسرعة ثابتة؛ أي أنه لا يتسارع.
    • 5.4: قانون نيوتن الثاني
      ينص قانون نيوتن الثاني للحركة على أن القوة الخارجية الكلية على جسم بكتلة معينة تتناسب طرديًا مع تسارع الجسم وفي نفس اتجاه التسارع. يمكن أن يصف قانون نيوتن الثاني أيضًا القوة الكلية بالمعدل اللحظي للتغير اللحظي للزخم. وبالتالي، تؤدي القوة الخارجية الصافية إلى تسارع غير صفري.
    • 5.5: الكتلة والوزن
      يجب التمييز بعناية بين السقوط الحر وانعدام الوزن باستخدام تعريف الوزن كقوة بسبب الجاذبية التي تؤثر على جسم بكتلة معينة. تعمل بعض قوى المقاومة الصاعدة من الهواء على جميع الأجسام الساقطة على الأرض، لذلك لا يمكن أبدًا أن تكون في حالة سقوط حر حقًا.
    • 5.6: قانون نيوتن الثالث
      يمثل قانون نيوتن الثالث للحركة تناظرًا أساسيًا في الطبيعة، بقوة متمرسة تساوي في الحجم والعكس في الاتجاه القوة المؤثرة. تشمل أزواج التفاعل بين الحركة والسباح الذي يدفع من الحائط، وطائرات الهليكوبتر التي تقوم بالرفع عن طريق دفع الهواء لأسفل، والأخطبوط الذي يدفع نفسه للأمام عن طريق إخراج الماء من جسمه. يعد اختيار النظام خطوة تحليلية مهمة في فهم فيزياء المشكلة وحلها.
    • 5.7: القوى المشتركة
      عندما يستقر جسم على سطح أفقي غير متسارع، يكون مقدار القوة العادية مساويًا لوزن الجسم. على مستوى مائل، يمكن تحليل وزن الجسم إلى مكونات تعمل بشكل عمودي وموازي لسطح الطائرة. عندما يدعم الحبل وزن الجسم أثناء الراحة، يكون الشد في الحبل مساويًا لوزن الجسم. تخضع القوة التي تطورت في الربيع لقانون هوك.
    • 5.8: رسم مخططات الجسم الحر
      يعد مخطط الجسم الحر وسيلة مفيدة لوصف وتحليل جميع القوى التي تعمل على الجسم لتحديد التوازن وفقًا لقانون نيوتن الأول أو التسارع وفقًا لقانون نيوتن الثاني. لرسم مخطط الجسم الحر، ارسم الكائن محل الاهتمام، وارسم كل القوى المؤثرة على هذا الجسم، وقم بحل جميع متجهات القوة إلى مكونات x- و y.
    • 5.E: قوانين نيوتن للحركة (تمارين)
    • 5.S: قوانين نيوتن للحركة (ملخص)

    الصورة المصغّرة: كان جسر البوابة الذهبية، أحد أعظم أعمال الهندسة الحديثة، أطول جسر معلق في العالم في العام الذي افتتح فيه عام 1937. لا يزال من بين أطول 10 جسور معلقة حتى كتابة هذه السطور. عند تصميم وبناء الجسر، ما هي الفيزياء التي يجب أن نأخذها في الاعتبار؟ ما هي القوى التي تعمل على الجسر؟ ما هي القوى التي تمنع الجسر من السقوط؟ كيف تتفاعل الأبراج والكابلات والأرض للحفاظ على الاستقرار؟