- أمثلة على قانون القصور الذاتي
- 1- السيارة التي تفرمل بشكل مفاجئ
- 2- تحريك السيارة ثابتة
- 3- الرياضي الذي لا يستطيع التوقف
- 4- مسرح كرة القدم ... أم لا
- 5- الدراجة ذاتية القيادة
- 6- اصعد ونزل
- 7- خدعة أم علم؟
- 8- مسألة التقنية
- 9- البيض المطبوخ مقابل البيض النيئ
- 10- برج بلوك
- 11- البلياردو القرمزي
- 12- السفر عبر الفضاء
- 13- تشوت
- قوانين نيوتن
- المراجع
و أول قانون نيوتن ، وتسمى أيضا قانون القصور الذاتي ينص على أن بقايا الجسم أثناء الراحة أو في حركة مستقيمة موحدة إلا موقف آخر في الجسم والعمل على ذلك.
هذا يعني أن جميع الأجسام تميل إلى البقاء في الحالة التي هي عليها في البداية ، أي إذا كانت في حالة حركة ، فإنها تميل إلى البقاء في حالة حركة حتى يوقفها شخص ما أو شيء ما ؛ إذا كانوا لا يزالون ، فسوف يميلون إلى البقاء ثابتًا حتى يكسر شخص ما أو شيء ما حالته ويجعلهم يتحركون.
قد يبدو هذا البيان واضحًا إلى حد ما في أيامنا هذه ، ولكن لا ينبغي أن ننسى أن هذا الاكتشاف ، بالإضافة إلى الاكتشافات الأخرى ذات الصلة أيضًا ، والتي من بينها يمكننا أن نذكر قانون الجاذبية الكونية والدراسات حول تحلل الضوء الأبيض في ألوان مختلفة صنعها إسحاق نيوتن منذ حوالي 450 عامًا.
قوانين نيوتن ، التي تشمل قانون القصور الذاتي هذا ، بالإضافة إلى قانون التفاعل والقوة ، وقانون العمل ورد الفعل - والتي تشكل معًا قوانين نيوتن للديناميات - جاءت لتشرح علميًا ، كيف تعمل الأشياء أو الأجسام ذات الكتلة الجماعية وتتفاعل مع وجود أو عدم وجود قوى تمارس عليها.
أمثلة على قانون القصور الذاتي
1- السيارة التي تفرمل بشكل مفاجئ
إن أكثر الأمثلة التي تشرح هذا القانون رسوميًا هي الحركة التي يقوم بها جسمنا عندما نركب سيارة بسرعة ثابتة وتتوقف فجأة.
يميل الجسم على الفور إلى الاستمرار في الاتجاه الذي كانت تسير فيه السيارة ، لذلك يتم دفعها للأمام. ستكون هذه الحركة سلسة إذا توقفت السيارة بسلاسة ، لكنها ستكون أكثر عنفًا إذا قمت بالفرملة بقوة.
في الحالات القصوى مثل الاصطدام بمركبة أو جسم آخر ، ستكون القوة التي تمارس على الجسم (السيارة) أكبر وسيكون التأثير أقوى وخطيرًا. أي أن الجسم سيحافظ على خمول الحركة التي أتى بها.
نفس الشيء يحدث على العكس. عندما تكون السيارة متوقفة تمامًا ، ويسرع السائق بشكل حاد ، تميل أجسادنا إلى البقاء كما كانت (أي في حالة راحة) وهذا هو السبب في أنها تميل إلى التراجع.
2- تحريك السيارة ثابتة
عند محاولة دفع السيارة ، يكون الأمر صعبًا للغاية في البداية ، لأنه بسبب القصور الذاتي ، تميل السيارة إلى البقاء ثابتة.
ولكن بمجرد أن يصبح من الممكن تحريكها ، فإن الجهد الذي يجب بذله يكون أقل بكثير ، لأن القصور الذاتي يجعله يستمر في الحركة.
3- الرياضي الذي لا يستطيع التوقف
عندما يحاول الرياضي إيقاف جريانه ، يستغرق الأمر عدة أمتار حتى يتوقف تمامًا ، بسبب القصور الذاتي الناتج.
يظهر هذا بوضوح في مسابقات المضمار ، مثل سباق 100 متر. يواصل الرياضيون التقدم إلى ما بعد المرمى.
4- مسرح كرة القدم… أم لا
في لعبة كرة القدم ، غالبًا ما تحدث السقوط المسرحي بين لاعبين من كلا الفريقين. في كثير من الأحيان ، قد تبدو هذه السقوط مبالغًا فيها ، عندما يأخذ أحد الرياضيين عدة لفات على العشب بعد الاصطدام. الحقيقة هي أنه لا يتعلق دائمًا بالمسرحيات ، ولكن بقانون القصور الذاتي.
إذا جاء لاعب يركض بسرعة عالية عبر الملعب ، وتم اعتراضه تقريبًا من قبل شخص من الفريق المنافس ، فإنه في الواقع يقاطع الحركة المستقيمة التي كان يحملها ، لكن جسده يميل إلى الاستمرار في نفس الاتجاه وبهذه السرعة. هذا هو سبب حدوث السقوط المذهل.
5- الدراجة ذاتية القيادة
تسمح لك دواسة الدراجة بمواصلة التقدم عدة أمتار دون الحاجة إلى الدواسة ، وذلك بفضل القصور الذاتي الناتج عن الدواسة الأولية.
6- اصعد ونزل
يمكن أن تتسلق الأفعوانية منحدرات شديدة الانحدار بفضل القصور الذاتي الناتج عن المنحدر الحاد السابق ، والذي يسمح لك بتجميع الطاقة الكامنة للصعود مرة أخرى.
7- خدعة أم علم؟
العديد من الحيل التي تبدو مفاجئة هي في الواقع عروض بسيطة لقانون نيوتن الأول.
هذا هو الحال ، على سبيل المثال ، للنادل الذي يمكنه سحب مفرش المائدة من على الطاولة دون إسقاط الأشياء الموضوعة عليه.
هذا بسبب السرعة والقوة المطبقة على الحركة ؛ الأشياء التي كانت في حالة راحة تميل إلى البقاء على هذا النحو.
8- مسألة التقنية
سطح على إصبع (أو على كوب) وعلى ظهر السفينة عملة معدنية. عن طريق الحركة السريعة والقوة التي تمارس على السطح ، سوف تتحرك ، لكن العملة ستبقى على الإصبع (أو ستسقط في الزجاج).
9- البيض المطبوخ مقابل البيض النيئ
يمكن إجراء تجربة أخرى لاختبار قانون القصور الذاتي عن طريق أخذ بيضة مسلوقة وتدويرها على سطح مستو ثم إيقاف الحركة باليد.
ستتوقف البيضة المسلوقة على الفور ، لكن إذا أجرينا نفس التجربة تمامًا كما هو مذكور أعلاه مع بيضة نيئة ، عندما نحاول إيقاف حركة دوران البيضة ، سنلاحظ أنها تستمر في الدوران.
يفسر ذلك حقيقة أن البياض الخام والصفار يكونان فضفاضًا داخل البيضة ويميلان إلى الاستمرار في الحركة بمجرد استخدام القوة لإيقافها.
10- برج بلوك
إذا كان البرج مصنوعًا من عدة كتل وتعرضت الكتلة السفلية (التي تدعم وزن البقية) لضربات قوية بمطرقة ، فسيكون من الممكن إزالتها دون سقوط الباقي ، مع الاستفادة من القصور الذاتي. الأجساد التي لا تزال تميل إلى البقاء ثابتة.
11- البلياردو القرمزي
في لعبة البلياردو ، يسعى اللاعب إلى أداء الكرات عن طريق ضرب الكرات بالعصا أو بالكرات الأخرى. حتى ذلك الحين ، ستظل الكرات ثابتة ولا يوجد ما يزعجها.
12- السفر عبر الفضاء
ستحافظ السفن التي يتم إطلاقها في الفضاء على سرعة ثابتة إلى أجل غير مسمى طالما أنها بعيدة عن الجاذبية وليس لديها أي نوع من الاحتكاك.
13- تشوت
عندما يركل رياضي كرة ، سواء كانت كرة قدم أو رجبي أو رياضة أخرى ، يستخدم الرياضي عضلاته لتوليد قوة تسمح للكرة بالتحرك في حالة راحة. لن تتوقف الكرة إلا عن طريق احتكاك الأرض والجاذبية.
قوانين نيوتن
لا يمكن تصور العالم الحديث كما هو ، لولا المساهمات البالغة الأهمية لهذا البريطاني ، الذي يعتبره الكثيرون أحد أهم العباقرة العلميين في كل العصور.
ربما دون أن ندرك ذلك ، فإن العديد من الأعمال التي نؤديها في حياتنا اليومية تشرح باستمرار وتؤكد نظريات نيوتن.
في الواقع ، فإن العديد من "الحيل" التي تميل إلى إبهار الصغار والكبار في المعارض أو البرامج التلفزيونية ليست أكثر من التحقق والتفسير الهائل لقوانين الديناميات ، خاصة هذا القانون الأول لنيوتن أو قانون القصور الذاتي.
بعد أن فهمت أنه إذا لم يكن هناك أي تأثير آخر على الجسم ، فسيظل ثابتًا (عند سرعة صفر) أو يتحرك إلى أجل غير مسمى في خط مستقيم بسرعة ثابتة ، فمن الضروري أيضًا توضيح أن كل حركة نسبية ، لأنها تعتمد على موضوع الملاحظة و صف الحركة.
على سبيل المثال ، المضيفة التي تسير في ممر طائرة على متن الطائرة وتوزع القهوة على الركاب ، تمشي ببطء من وجهة نظر الراكب الذي ينتظر في مقعده حتى تصل قهوته ؛ لكن بالنسبة لشخص يراقب الطائرة وهي تحلق من الأرض ، إذا تمكن من رؤية المضيفة ، فسيقول إنها تتحرك بسرعة كبيرة.
وبالتالي ، فإن الحركة نسبية وتعتمد أساسًا على النقطة أو النظام المرجعي الذي يتم استخدامه لوصفها.
النظام المرجعي بالقصور الذاتي هو النظام المستخدم لملاحظة تلك الأجسام التي لا تعمل عليها أي قوة ، وبالتالي تظل ثابتة ، وإذا تحركت ، فسوف تستمر في التحرك بسرعة ثابتة.
المراجع
- قوانين نيوتن. تعافى من thales.cica.es.
- سيرة إسحاق نيوتن. تعافى من biografiasyvidas.com.