ما هو تعريف قانون نيوتن الثاني؟

عند القيام بتعريف قانون نيوتن فإنه يلزم ذكر بعض الجوانب المهمة في الفيزياء نظرا لكون القوانين التي وضعها إسحاق نيوتن أثرت بشكل كبير على الفيزياء وتطورها، لذا سنتحدث في هذا المقال في موقع مفاهيم عن تعريف قانون نيوتن الثاني. وأكثر ما يميز تعريف قانون نيوتن الثاني أن هناك ترابط بين هذا القانون وبين القانون الأول الذي تم وضعه أيضا من قبل السير نيوتن.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• التعريف بإسحاق نيوتن
• تعريف قانون نيوتن الثاني من حيث النص
• أمثلة على قانون نيوتن الثاني
• قانون نيوتن للجذب العام
• تمثيل قانون الجذب العام لنيوتن
• إنجازات واكتشافات السير إسحاق نيوتن وبعض الصفات التي كان يتحايل بها

التعريف بإسحاق نيوتن

قبل للقيام بـتعريف قانون نيوتن الثاني سنتعرف أولا على إسحاق نيوتن واضع هذا القانون:

• إسحاق نيوتن كان حاصل على لقب سير، عالم في علم الرياضيات وأيضا علم الفيزياء.
• حامل للجنسية الإنجليزية عاش في فترة ما بين ١٦٤٣_١٧٢٧م.
• أحدث تطور كبير في القرن ١٧ الميلادي والسبب في ذلك أنه قام باكتشافات وقوانين كثيرة والتي ساهمت بشكل كبير في وضع حجر الأساس لعلم البصريات القائمة على الفيزياء الحديثة.
• بالإضافة إلى كونه مكتشف جاذبية الأرض ووضع قانون خاص بها ولا يمكن أن ننسى إنجازاته في علم الميكانيكا خاصة بعد أن قام بوضع قوانين الحركة الثلاثة التي منها قانون نيوتن الثاني.
• وهناك كثير من الأقوال تشير إلى كون نيوتن هو من قام بوضع أسس علم التفاضل والتكامل ولكن المحدود وليس الجديد.

تعريف قانون نيوتن الثاني من حيث النص

• ينص قانون نيوتن الثاني للحركة على أنه في حالة (التسارع الحادث لجسم ناتج بأن هذا الجسم هناك قوة مؤثرة عليه، هذا التسارع يتناسب تناسب عكسي مع كتلة الجسم، وأيضا يتناسب مع مقدار القوة المؤثرة بشكل طردي و والتسارع وتأثير القوة الاثنين لهم نفس الاتجاه).
• أما بالنسبة لـ تعريف قانون نيوتن الثاني من حيث تمثيله في صورة معادلة فيزيائية فهو متاح في هذا القانون وتتمثل صورة معاملته في الآتي (القوة = الكتلة × التسارع).
• القوة يرمز لها برمز ق وهي في هذا القانون كمية متجهة، والوحدة التي تقاس بها القوة هي نيوتن.
• الكتلة يرمز لها برمز ك وهي في هذا القانون كمية قياسية ووحدة قياسها الكيلو جرام.
• التسارع ويرمز له برمز ت، هي كمية متجهة، والوحدة التي تقاس بها هي متر/ثانية تربيع (م/ث² (.
• أما بالنسبة لتمثيل القانون باللغة الإنجليزية فهو كالآتي f=m×a.

أمثلة على قانون نيوتن الثاني

قانون نيوتن الثاني يطلق عليه اسم قانون التسارع ويوجد الكثير من الأمثلة الحياتية التي يمكن تطبيقها على هذا القانون من أجل توضيحه وفهمه بشكل أكثر ومن هذه الأمثلة:

• دفع عربية التسوق:يلاحظ أن العربة المملوءة بالبضائع سرعتها في الحركة تكون أقل في حين أن العربة الفارغة سرعتها تكون عالية جدا وفي نفس الوقت القوة التي تحتاج إليها لدفعها تكون قليلة، في حين أن مقدار القوة التي تحتاج إليها العربة الممتلئة لكي تتحرك من مكانها تكون كبيرة للغاية.
• الكرة المضروبة بالمضرب:خير مثال على قوة التسارع الناتجة بسبب ضرب الكرة بمضرب والذي يلاحظ أن القوة التي تم ضرب بها الكرة واتجاه الكرة يكون واضح وأنها هناك تناسبان حادثان هما تناسب عكسي وطردي.
• إطلاق الصاروخ:معروف أن الصاروخ يحتاج إلى قوة معينة تؤثر عليه هذه القوة هي التي تعين الصاروخ على توليد التسارع الذي يحتاج إليها لكي يخرج من مجال جاذبية الكرة الأرضية إلى المكان المحدد له في الفضاء.

قانون نيوتن للجذب العام

قانون الجذب العام أو قانون الجاذبية قام نيوتن بوضعه بعد أن تعرض إلى الحادثة المشهورة التي حدثت بسبب جلوسه أسفل شجرة التفاح ووقعت عليه ثمرة من هذه الشجرة. وهنا أخذ يطرح الكثير من الأسئلة والتي كان من أكثرها ما هي القوة التي أثرت على ثمرة التفاح وجعلها تسقط للأسفل ولا تتصاعد إلى أعلى.

ومن ثم توصل إلى الآتي:

• بعد أن قام نيوتن بدراسة البيانات التي توصل إليها العلماء السابقين له المتعلقة بدوران القمر في مدار حول الأرض بالإضافة إلى دراسة حركة الكواكب في المهارات الخاصة بها قام نيوتن بإخراج عمله وقانونه المتعلق بالجاذبية في عام ١٦٨٧م.
• ومن الجدير بالذكر أن القانون الأول من قوانين الحركة الخاص بنيوتن والذي يحمل اسم القطور الذاتي توصل من خلال كل ذلك أن القمر سبب استمرار حركته في خط مستقيم أنه لا يوجد قوة تؤثر عليه.
• وفي نفس القوة هناك قوة ما مسؤولة عن جعل القمر يتحرك في المدار شبه الدائري المخصص لدورانه حول الأرض.
• وأنها هذه القوة هي أيضا المسؤولة عن تحرك كل من الشمس والكواكب في المدارات الخاصة بكل واحد منهم دون أن يحدث اختلال وهي في الأرجح المسؤولة عن سقوط ثمرة التفاح من مكانها، نتيجة لكل هذه الاستنتاجات والدراسات والتحاليل توصل إلى إصدار قانون الجذب العام وهو قانون خاص بجاذبية الأرضية.

ويتمثل نص القانون الثاني لنيوتن فيما يلي:

ينص قانون الجذب العام على (أن كل جسم يقوم بجذب أجسام أخرى بفضل قوة ما هذه القوة تتناسب بشكل طردي مع ناتج ضرب كتلة الجسمين وأيضاً تتناسب بشكل عكسي مع ناتج مربع المسافة الفاصلة بينهما).

تمثيل قانون الجذب العام لنيوتن

• تمثيل قانون الجذب العام بمعاملة رياضية هو ق= (ج ك1 ك2) /ف2.
• ق يقصد بها القوة.
• ج ترمز إلى الثابت العام الخاص بالجذب والذي لا تتغير قيمته أبدا، وتبلغ قيمة هذا الثابت 6.673×10-11 ووحدة قياس هذا الجذب العام الثابت هو نيوتن متر مربع على كيلوجرام تربيع.
• ك١ هي اختصار للكتلة الخاصة بالجسم الأول، وبالطبع ك٢ هي كتلة الجسم الثاني، ووحدة القياس هي كيلو جرام.
• ف ترمز إلى المسافة الفاصلة بين الجسمين ووحدتها المتر.

إنجازات واكتشافات السير إسحاق نيوتن وبعض الصفات التي كان يتحايل بها

التلسكوب العاكس:

• نظرا لاهتمام نيوتن بعلم البصريات وحاجته لكي تكون دراسته بها بشكل صحيح قام باختراع التلسكوب العاكس والذي تعتمد فكرة عمله على عدد من المرايا العاكسة التي تقوم بتجميع الضوء وفي النهاية تكوين الصورة.
• المميز بخصوص التلسكوب العاكس أنه لا يزال يستخدم إلى وقتنا هذا في بعض الأغراض الفلكية، والمميز بخصوص هذا التلسكوب أنه قدم العون الذي احتاج إليه نيوتن في دراسته بخصوص علم البصريات ونظريته التي تقول أن الضوء الأبيض مكون من مجموعة من الألوان والتي استطاع إثباتها بعد ذلك.
• نيوتن كان يتبع سياسة الكتمان خاصة فيما يتعلق بالإنجازات والاكتشافات العلمية التي كان يقوم بها، فأغلب هذه الأمور حدثت وهو في سن العشرين في حين أنه كان يفصح عن الإنجاز بعد مدة طويلة من الكتمان.
• وذلك كان يسبب له بعض المشاكل لأن الاكتشافات كانت تتعارض مع تلك التي يقوم بها العلماء الآخرون، بالإضافة إلى كثيرين من هؤلاء العلماء أدعو أنهم قاموا باكتشاف هذه الأشياء وأن نيوتن سرقها منهم.
• كشفت بعض المصادر السرية في صور أوراق ومستندات مخفيه أن نيوتن في ذلك الوقت كان خيميائيا أي يقوم بتحويل المعادن العادية إلى ذهب.
• وسبب كون هذا الأمر سرا وغير معروف إلا من خلال المصادر والأوراق التي وصلت إلينا، أن هذه النشاط كان أمر يعاقب عليه القانون في الوقت الذي كان يقوم به نيوتن.