بحث عن الحركة وأهم قوانينها

نقدم لكم اليوم بحثا عن الحركة وأهم قوانينها. فالحركة تجعل العالم يدور، وتجعل الكثير من الأشياء تتحرك. وعندما نفكر في الحركة، غالبا ما نفكر في السيارات والدراجات والأطفال والركض وكرة السلة والطائرات. ولكن الحركة هي مجال بحث واسع، فهي مهمة لحياتنا وتؤثر على العديد من الأمور التي نشارك فيها. وتتطلب الحركة قوة لإحداث هذا التغيير، ويمكننا أن نتعرف على القوة والحركة وتأثير هذه القوانين الفيزيائية في حياتنا من خلال هذا المقال في موسوعة.

بحث عن الحركة وأهم قوانينها

تعريف الحركة وعواملها

الحركة

الحركة هي عملية تغيير شيء، أو تحريكه، أو حتى تغيير موقفه بسيطا.

هناك العديد من العوامل المشتركة في كل حركة، ولكن هناك أقل عوامل عندما يتحرك الجسم بنفس السرعة في خط مستقيم. ومع ذلك، معظم الحركة تنطوي على تغيير سرعتها وتغيير اتجاهها.

السرعة

هي المدة التي يستغرقها جسم ما لقطع مسافة معينة.

تكون صيغتها هي: المسافة يمكن أن تقاس بالتقسيم على الزمن، أو بالرمز d/t، وعادة ما يتم قياس سرعة السيارة بعدد الأميال التي يمكنها قطعها خلال ساعة؛ لذا فإن المسافة تكون بالأميال والزمن بالساعات (المسافة / الزمن = ميل / ساعة، أو ميل في الساعة).

معدل السرعة أو سرعة الدوران

معدل السرعة والسرعة متقاربة للغاية، وغالبا ما يتم الخلط بينهما بكثرة؛ حيث يتم قياس المسافة في كل منهما بالزمن.

كما أن معدل السرعة يضيف خطوة إضافية؛ فإنه يقيس المسافة مع تقدم الوقت، أو السرعة في اتجاه محدد؛ لذلك يمكن أن تكون سرعة السيارة 55 ميل في الساعة، ولكن سرعتها ستكون 55 ميل في الساعة في اتجاه الشمال.

التسارع

يتم استخدام مصطلح التسارع عندما يتغير أي جزء من سرعة الكائن، فإذا كان الكائن يسرع أو يقطع مسافة معينة في وقت أقصر، فإن هناك تسارع.

يمكن أن يحدث تسارع إذا تغير اتجاه الجسم؛ لذا حتى لو استمرت السيارة في السير بسرعة 55 ميل في الساعة، ولكنها تدور وتتجه نحو الشرق؛ فإنها ستظل تتسارع.

القوة

القوة هي أي نوع من الدفع أو السحب المستخدم لتسريع كائن، ويجب أن يكون للكائن قوة يمكن التصرف بها. بمعنى آخر، لكي يتغير سرعة الكائن أو اتجاهه، يجب أن يتم دفعه أو سحبه.

الكتلة

الكتلة هي كمية المادة الموجودة في الجسم، وعادة ما يتم قياسها بوحدة الجرامات.

القوة والحركة

عندما يتحرك الجسم، أو يتوقف، فهذا يعتبر تغييرا في المكان أو الموضع.

القوة تسبب حركة الأشياء، أو بشكل أدق تغيير حركتها، في الأساس فإنها تسبب دفعا أو جذبا.

الجاذبية والمغناطيسية هما قوتان طبيعيتان، وفي أواخر القرن السابع عشر اكتشف العالم إسحاق نيوتن أن نفس القوة التي تتسبب في سقوط تفاحة من شجرة تؤثر أيضا على حركة القمر والكواكب.

قوانين نيوتن للحركة

إسحاق نيوتن هو العالم الذي أدى أفكاره وقوانينه إلى تطوير فيزياء العصر الحديث ودراسة الحركة. عاش نيوتن في الفترة بين 1643 و 1727، ومن خلال أفكاره حول الحركة والجاذبية وغيرها، تمكن من وضع ثلاث قوانين للحركة.

يمكن ذكر قوانين حركة نيوتن الثلاثة على النحو التالي:

القانون الأول

سيبقى كل كائن في حالة حركة مستقرة، مالم تؤثر قوة خارجية عليه.

القوة تعادل تسارع ضربات الكتلة [$ f (t) = m ، a (t) $].

لكل فعل هناك رد فعل معاكس له في الاتجاه، ومتساو له في القدر.

القانون الأول المعروف أيضا باسم قانون القصور الذاتي، كان مبتكرا من قبل جاليليو، وكان هذا يعتبر تطورا كبيرا في مفاهيم الحركة؛ لأنه كان من المستحيل في زمن جاليليو رصد جسم متحرك بدون وجود قوى احتكاكية على الأقل للحركة.

لمدة ألف عام تقريبا قبل جاليليو، اعتقد العديد من أتباع أرسطو أن وجود الحركة يتطلب وجود قوة خارجية تسببها حيثما توجد حركة.

القانون الثاني

القانون الثاني هو $ f (t) = m ، a (t) $ ، وهو في الواقع القانون الأول ؛ حيث عندما يكون $ f (t) = 0 $ (بدون قوة مطبقة) ، يكون التسارع $ a (t) $ صفرا ، مما يعني وجود سرعة ثابتة $ v (t) $.

السرعة هي جزء ضروري للوقت $ a (t) = { dot v} (t) $.)

القانون الثالث

قانون نيوتن الثالث يتطلب الحفاظ على الزخم، ويمكن أيضا استنتاج ذلك من قانون نيوتن الثاني. عندما يدفع جسم آخر في نقطة اتصال بقوة مطبقة، يجب أن يكون هناك قوة معاكسة مساوية من الجسم الثاني تلغي القوة المطبقة.

باستثناء ذلك؛ ستكون هناك قوة صافية غير معدومة في نقطة غير محددة وفقا للقانون الثاني، وسوف تسرع نقطة الاتصال بكمية غير محدودة.

قوانين نيوتن تتمحور حول المعادلة $ f = ma $، وقد تم تطوير العديد من العلوم الفيزيائية باستخدام هذا القانون الرياضي في سياقات مادية مختلفة.

بعض القوانين المتعلقة بالحركة

الكميات العددية

هذه هي الكميات الفيزيائية التي تكون لها حجم فقط ولا تحمل اتجاها.

مثال: الكتلة، السرعة، الحجم، الشغل، الوقت، طاقة الطاقة، وما إلى ذلك.

كميات المتجهات

تلك المقادير الفيزيائية التي لها حجم واتجاه وتخضع لقانون المثلث.

مثال: النزوح، السرعة، التسارع، القوة، الزخم، وما إلى ذلك

المسافة

إنها المسافة الفعلية التي يتحركها كائن متحرك في فترة زمنية محددة، وهي كمية رقمية وعادة ما تكون إيجابية

الإزاحة

هي المسافة الأقصر التي يغطيها الجسم في اتجاه محدد، وهي كمية متجهة يمكن أن تكون سالبة، أو موجبة، أو صفرية

عموما، يكون حجم النزوح أقل من المسافة.

السرعة

هي المسافة المقطوعة بواسطة كائن متحرك في الفاصل الزمني للوحدة

وحدة S.I هي مسافة تقدر بالمتر في الثانية، أو م / ث، وهي كمية رقمية.

السرعة = المسافة / الوقت.

الحركة الدائرية

إذا كان الكائن يسلك مسارا دائريا؛ فإن حركته تسمى الحركة الدائرية، وإذا كان الكائن يتحرك بسرعة ثابتة؛ فإن حركته تسمى الحركة الدائرية الموحدة 

زاوية السرعة

هي الزاوية التي يتشكلها خط الربط الذي يصل بين مركز الدائرة وجزء الكائن في وحدة زمنية، ويشار إليها باستخدام الحرف أوميغا.

القصور الذاتي

هو ملك للجسم، واستنادا إلى ذلك، يعارض الجسم التغيير في حالته الأولية للراحة، أو الحركة بسرعة موحدة على خط مستقيم

وهو من نوعين: القصور الذاتي للراحة والقصور الذاتي للحركة.

على سبيل المثال: عندما تنطلق السيارة أو القطار فجأة، يتسبب في انحناء الراكب للخلف.

الزخم

السرعة هي خاصية الجسم المتحرك وتعتمد على كتلته، وهي كمية المتجهات في الجسم، وتقاس بوحدة S.I وهي كجم/ث.
الزخم = الكتلة × السرعة.

معدل السرعة

السرعة هي التغير في الموقع خلال وحدة الزمن، ووحدتها في النظام الدولي هي المتر في الثانية أو م/ث.
معدل السرعة = النزوح / الوقت.

التسارع

التسارع هو معدل التغير في سرعة الجسم، وهو كمية ناقلة، وحدته في النظام الدولي هي متر/ثانية مربعة، أو م/ث²، فإذا انخفضت السرعة مع مرور الوقت، فإن التسارع يكون سالبا، ويعرف بالتخلف.
التسارع = التغيير في السرعة / الوقت.