قانون نيوتن الثاني للحركة

‫يخبرنا قانون نيوتن الأول بأن القوة مطلوبة، لتغيير السرعة أو الاتجاه.‬ ولكن ما مقدار القوة المطلوبة؟ هذا شيء يساعدنا قانون نيوتن الثاني في إيجاده. لنقارن بين حالتين. يدفع كل من مايكل وفيليب مزلجة. يتطلب الأمر جهدا أكبر لتحريك شيء كتلته أكبر، مقارنة بشيء كتلته أقل. أيضا، يتطلب الأمر جهدا أكبر لإبطاء شيء كتلته أكبر من شيء كتلته أقل. سواء كنا نزيد أو نقلل السرعة فإننا نغير السرعة المتجهة للشيء، وفي الفيزياء، نسمي أي تغير في السرعة بالتسارع. لذا فإبطاء شئ ما، هو أيضا تسارع. نلاحظ نمطا هنا: كلما زادت كتلة الشيء، كلما زادت القوة المطلوبة لتغيير تسارعه. مزلجة فيليب بها ضعف الحمل مقارنة بزلاجة مايكل. إذا أراد فيليب تغيير تسارع زلاجته بقدر تسارع مايكل، فعليه الدفع بضعف القوة، وهذا صحيح سواء كان يريد زيادة السرعة… …أو تقليلها. ثلاث أشياء متصله: التسارع، القوه، والكتلة. المزيد من القوة تنتج تسارعا أكثر، وكلما زادت الكتلة، زادت القوة المطلوبة للتسارع. يمكننا قول ذلك كالتالي: التسارع يساوي القوة تقسيم الكتلة. أنظر إلى الكسر ناحية اليمين. هناك طريقتين لزيادة التسارع: إما أن نزيد القوة، أو أن نقلل الكتلة. يمكننا كتابتها كالتالي أيضا للحصول على القوة وحدها في الجانب الأيسر: القوة تساوي الكتلة ضرب التسارع. فإن F تساوي M ضرب A. هذا هو قانون نيوتن الثاني للحركة. يخبرنا قانون نيوتن الثاني للحركة أننا إذا دفعنا شيئا بضعف القوة، فسيزيد تسارعه للضعف. أنظر: القوة F تؤثر على الكتلة M. الكتلة M تغير سرعتها المتجهة بتسارع A. نضاعف القوة إلى إثنان F، فتتسارع الآن الكتلة بتسارع اثنان A. كلما زادت القوة، زاد التسارع، طالما أن الكتلة لا تتغير. إثنان F تساوي M ضرب إثنان A. ماذا عن هذه إذا؟ لنضاغف الكتلة أيضا إلى إثنان M. يخبرنا قانون نيوتن الثاني بأن علينا الدفع بضعف القوة لإعطاء نفس التسارع لشيء له ضعف الكتلة. إثنان F تساوي إثنان M ضرب A! هيا، أوقف الفيديو هنا لتتأكد من فهمك لهذين المثالين. يضيف قانون نيوتن الثاني إلى القانون الأول. يخبرنا قانون نيوتن الأول بأن إحداث تغير في السرعة أو الاتجاه يتطلب قوة، ويخبرنا قانون نيوتن الثاني بأنه طالما أن القوة تؤثر على الشيء، فإنه سيستمر في التسارع. يسهل التوضيح إذا أزلنا الإحتكاك ومقاومة الهواء. نذهب بفيليب إلى الفضاء مع بدلة صاروخيه. طالما أن صاروخه مشتعل، وينتج قوة، تستمر السرعة في الزيادة. عندما يطفئ فيليب الصاروخ، ويتوقف إنتاج القوة، فإنه يستمر بنفس السرعة في نفس الإتجاه. لكن طالما أن الصاروخ مشتعل ويضيف قوة، يستمر التسارع. وF تساوي M ضرب A.