اعتمادا على القانون الثالث لنيوتن توجد القوى دائما في أزواج
سنقدم في مقالنا إجابة صحيحة للسؤال الفيزيائي باستخدام القانون الثالث لنيوتن الذي يشير إلى وجود القوى دائما في أزواج، فهناك العديد من الأسئلة في مادة الفيزياء التي تتطلب التركيز والدقة لفهم الإجابة الصحيحة، يعرف العالم نيوتن بأنه أول من وضع قوانين حركة الأجسام، والظواهر الفيزيائية التي تم الاستناد إليها في بناء النظريات والقوانين الأخرى في علم الفيزياء والرياضيات، وفي قانونه الثالث، يشير نيوتن إلى أن القوى توجد في أزواج، ولكن أي نوع من الأزواج؟، سنقدم الإجابة فيما يلي
- الإجابة الصحيحة تكون زوجا من القوى المتساوية والمتعارضة.
- أي أن القانون الثالث لنيوتن يعتمد على وجود القوى دائما في أزواج من القوى المتساوية والمتعاكسة.
تسحب الأرض الجسم في إتجاهها يسحب الجسم الأرض في اتجاه حدد أي من قوانين نيوتن يفسرها ذلك ؟
في الفقرة السابقة، تعرفنا على الإجابة لسؤال استنادا إلى القانون الثالث لنيوتن الذي يؤكد أن القوى تتواجد دائما في أزواج. وفي هذه الفقرة سنتعرف على القانون الصحيح الذي ينطبق على عبارة “عندما يسحب الأرض الجسم نحوها، يسحب الجسم الأرض في الاتجاه المعاكس”. وقد وضع العالم نيوتن ثلاثة قوانين فيزيائية مساهمة في تأسيس علم حركة الأجسام وشرح الكثير من الظواهر الفيزيائية في الكون. فما هو هذا القانون الذي يشرح العبارة السابقة؟ الإجابة هي كالتالي:
- القانون الثالث من قوانين نيوتن هو التفسير الصحيح والإجابة على السؤال الفيزيائي هي أن الأرض تجذب الجسم نحوها والجسم يجذب الأرض نحوه في اتجاه محدد. أي قانون من قوانين نيوتن يفسر ذلك؟
- يمكن تفسير ذلك عندما تنظر إلى شخص يسير على سطح الأرض، حيث يظهر تأثيره بقوة على سطح الأرض.
- كما تؤثر الأرض بقوة فتكون القوتان متساويتان في المقدار.
قانون نيوتن الثالث ينص على أن لكل قوة فعل
كما رددنا على السؤال الفيزيائي باستناد إلى قانون نيوتن الثالث ، هناك دائما قوى متواجدة في أزواج. في الفقرات السابقة ، سنتعرف من خلال هذه الفقرة على نص قانون نيوتن. يعتبر قانون نيوتن الثالث واحدا من أهم القوانين التي أضافت إلى العلوم الفيزيائية. يمكننا من خلال هذا القانون معرفة رد فعل جسم ما عند تعرضه لمقدار محدد من القوى التي تؤثر عليه. يعرف قانون نيوتن الثالث بمصطلحات فيزيائية ورياضية باسم قانون الفعل ورد الفعل ، والذي ينص على الآتي:
- ينص قانون نيوتن الثالث على أن لكل فعل رد فعل متساو في المقدار ومعاكس في الاتجاه.
- في حال تأثر جسم ما بشدة تساوي (ق12) على جسم آخر، فإنه سيؤثر عليه بقوة تفاعلية تساوي (ق21)، بنفس الشدة السابقة ولكن في اتجاه معاكس.
- أي أن الجسم سيبقى كما هو ما لم يتأثر بقوة خارجية تغير حالته من السكون إلى الحركة.
الصيغة الرياضية لقانون نيوتن الثالث
أطلق العالم إسحاق نيوتن على إحدى القوتين اسم الفعل، والقوة الثانية اسم رد الفعل. أي في حالة تأثير جسم بفعل أو قوة أ على جسم آخر، فإنه سيؤثر عليه برد فعل وقوة مساوية له في المقدار وتختلف معه في الاتجاه. وضع نيوتن الصيغة الرياضية لقانونه الثالث التي ساعدت في بناء علم الفيزياء، وإليكم تمثيل قانون نيوتن الثالث الصحيح
- ق12 = – ق21
- تعد ق12 هي القوة التي أثر بها الجسم الأول على الجسم الثاني.
- أما ق21 فهي رد فعل الجسم الثاني على الجسم الأول نتيجة تأثير القوة.
- الإشارة السالبة تمثل الاتجاه المعاكس لقوة رد الفعل الثانوي للجسم.
- عندما يتعلق الأمر بالقوى Q12 و Q21، تكون كميتيهما متجهة ومتساوية في القيمة ومتعاكستان في الاتجاه.
أمثلة على قانون نيوتن الثالث
من خلال الفقرات السابقة، أوضحنا أن القوى دائما تتكون من أزواج من القوى المتساوية وذلك استنادا إلى القانون الثالث لنيوتن، حيث يشير هذا القانون إلى تأثير القوة الخارجية على الجسم في حالة وجوده في أكثر من حالة مثل السكون أو الحركة بسرعة ثابتة، ويمكن تطبيق هذا القانون على المثال التالي:
المثال:
تعلقت كتلتان مختلفتان بحبل يتدلى من بكرة ملساء، حيث كانت كتلة الأولى 4 كيلوغرام وكتلة الثانية 7 كيلوغرام، فما قيمة التسارع في هذه المجموعة.
الحل:
يتم رسم الكتلتين والبكرة الملساء في الأعلى، مع ملاحظة أن الكتلة الثانية أكبر من الأولى، فيجب رسم الكتلة الثانية إلى الأسفل والكتلة الأولى إلى الأعلى.
- يتم تمثيل كتلة الجسم الأول بالرمز أ ، وكتلة الجسم الثاني بالرمز ب
- القوة = كتلة المجموعة الكلية × التسارع
- القوة = وزن الجسم أ – وزن الجسم ب
- كتلة المجموعة الكلية = كتلة الجسم أ + كتلة الجسم ب
- بتطبيق القانون الأول، يمكن حساب كتلة الجسم الكلية والقوة المباشرة
- وزن الجسم الأول – وزن الجسم الثاني = (كتلة الجسم الأول + كتلة الجسم الثاني) × التسارع.
- 70-40 = (7+4) × التسارع
- قيمة تسارع المجموعة = 2.7 م/ث².
تطبيقات قانون نيوتن الثالث
هناك العديد من التطبيقات العملية التي قدمها العالم نيوتن لشرح القانون الثالث الخاص به، والذي يهتم بتأثير القوة الخارجية على الجسم وما يحدث له، وقد تجسدت هذه التطبيقات في أشكال مختلفة، ويمكن تفسير تلك التطبيقات على النحو التالي:
إطلاق الصاروخ
- عند إطلاق صاروخ من دولة إلى أخرى، يحتاج إلى سرعة هائلة ليتم قذفه في المكان المحدد له.
- بعد الدفع، يتولد قوة رد فعل معاكسة لقوة جاذبية الأرض.
- تكمن قوة رد الفعل في الوقود الذي يتم احتراقه في الجزء الخلفي من الصاروخ.
- تدفعه إلى الأمام وتكون مساوية لها من الخلف، وتكون مقاومة في الاتجاه الآخر.
- بفضل قوة رد الفعل التي تحدث بعد إقلاع الصاروخ مباشرة، يمكنه الوصول إلى أعلى وضرب الهدف الصحيح.
حركة الطيور
- عبر نيوتن عن القانون الثالث عبر حركة الطيور.
- الطيور تحلق في السماء الزرقاء بقوة الحركة، ويدفع الهواء الجوي خلف الطائر ولأسفل.
- تنتج هذه القوة رد فعل قوي ق2 يكون في اتجاه معاكس لحركة الطائر، أي صعودا وهبوطا.
الطائرات
- من أهم التطبيقات التي تجسد قانون نيوتن الثالث في العالم.
- تقوم الطائرات الهليكوبتر بدفع الهواء أثناء بدء التحليق إلى الأسفل بقوة معينة.
- تنتج تلك القوة رد فعل معاكس لها في الاتجاه العكسي.
- وبذلك تستطيع الطائرات التحليق للأعلى بسهولة.
السباحة
- تعتبر السباحة من بين أهم الرياضات التي يمارسها العديد من الأفراد.
- نجد الفرد يسبح إلى الأمام ويدفع المياه إلى الخلف أثناء السباحة.
- عندما يدفع الشخص الماء للخلف بقوة، يحدث تأثير قوة الرد فعل التي تدفعه إلى الأمام.
وبهذا يصل لنا القارئ العزيز إلى نهاية مقالنا حيث تم التعرف على إجابة سؤالنا بناء على القانون الثالث لنيوتن الذي يؤكد أن القوى تكون دائما في أزواج. وتم تناول النص الصحيح للقانون الثالث الذي صاغه العالم إسحاق نيوتن، بالإضافة إلى النظر في الصيغة الرياضية والمثال العملي لتطبيق هذا القانون، بالإضافة إلى التطبيقات المختلفة التي يمكن أن تنطبق على هذا القانون.
يُمكنكم قراءة المزيد من المقالات حول قوانين إسحاق نيوتن عبر الموسوعة العربية الشاملة.
- ما هي وحدة قياس القوة في قانون نيوتن؟
- تقرير عن قانون نيوتن الثالث وشرحه مع الأمثلة
- البحث عن اتجاه قوة الاحتكاك وقوانين نيوتن للحركة
- كيفية معرفة حركة الجسم وشرح قوانين نيوتن لمفهوم الحركة
- بحث عن قوانين نيوتن
المراجع