مبادئ القانون الثاني لنيوتن في الحركة

قانون نيوتن الثاني

يُعتبر قانون نيوتن الثاني من القوانين الأساسية التي تُشكل حجر الزاوية في دراسة الفيزياء. يُستخدم هذا القانون بشكل شائع في العديد من المناهج الدراسية، حيث ينص على أنه لا يمكن لجسم ما أن يتسارع إلا في حال وجود قوة مُحصلة تؤثر عليه. وبذلك، يُحدد قانون نيوتن الثاني مقدار القوة المُحصلة المطلوبة لتسريع جسم معين. تُعبّر المعادلة F = ma، التي تُمثل هذا القانون، عن العلاقة بين القوة وكتلة الجسم والتسارع. كما يُعتبر أن هناك علاقة مشتقة من القانون الأول تربط بين القوة المُحصلة وكتلة الجسم، وهي a = £F \ m، وهذه العلاقة تشير إلى أن التسارع يتناسب طردياً مع القوة المؤثرة. لذلك، إذا تم زيادة مقدار القوة، سيتضاعف تسارع الجسم تلقائيًا، بينما في حالة زيادة كتلة الجسم، فإن تسارعه سيتناقص بنسبة ملحوظة.

العلاقات الطردية والعكسية

يوضح قانون نيوتن الثاني (بالإنجليزية: Newton’s second law) وجود علاقة مباشرة بين القوة المؤثرة على الجسم والتسارع الناتج عنها. كلما زادت القوة المطبقة على جسم ما، زادت سرعته. على العكس من ذلك، فإن العلاقة بين الكتلة والتسارع تختلف تمامًا، حيث تظهر علاقة عكسية، مما يعني أنه عندما تزداد كتلة الجسم، تنخفض قيمة التسارع بنفس المقدار عند تطبيق نفس القوة المؤثرة. كمثال، عند مضاعفة الكتلة، سيتقلص تسارع الجسم إلى نصف قيمته الأصلية مع بقاء مقدار القوة F كما هو.

تعريف القوة

تُعرّف القوة F كأحد المفاهيم الجوهرية في مجال الفيزياء، ويمكن وصفها على أنها أي تأثير يؤدي إلى تغيير في حركة جسم معين. هناك أربع قوى رئيسية تؤثر في الكون، وهي مرتبة تصاعديًا على النحو التالي: قوة الجاذبية الأرضية، القوة النووية الضعيفة، القوة الكهرومغناطيسية، والقوة النووية القوية. في سياق علم الميكانيكا، يُنظر إلى القوة كسبب للحركة الخطية للجسد. وفي حالة الحركة الدورانية، تُعرف القوة باسم عزم الدوران (بالإنجليزية: Torque Force).