الفعل ورد الفعل

قد يتراءى لك حين تمشي أن قدميك فقط تبذلان الجهد، لكن الأرض في الواقع تبذل جهدا مساويا. فعندما تدوس قدمك الأرض ضاغطة إلى الأسفل ، تدفعها الأرض إلى أعلى بالقوّة نفسها تماما. فلو كان دفع الأرض   أقل من ضغط قدمك لغارت قدمك في الأرض كما لو كنت تمشي في الماء. ولو كان دفع الأرض أكثر من ضغط  قدمك لقدفت قدمك وما تحمل في الهواء. والحقيقة أن توازن القوى المتضادة لهذا يصل حينما يتحرك أي شيئ فعندما تتحرك السيارة تدفع دواليبها الطريق إلى الخلف بقوة تعادل قوة دفع الطريق الدواليب إلى الأمام، وعندما تدفع الماء بدراعيك وساقيك في السباحة يدفع الماء دراعيك وساقيك بقوة مساوية في الإتجاه المضاد اي أن لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومضاد له في الإتجاه وهذا هو قانون الحركة الثالث للنيوتن

قوانين الحركة

في العام 1665، وضع اسحاق نيوتن ثلاثة قوانين حول طبيعة الحركة  تعتبر مع قانون الجاذبية العام  الأسس الأولى لعلم الحركة (الديناميكا) .القانون الأول يتعلق بالعطالة وكمية التحرك . وفحواه أن الجسم يبقى ساكنا، والجسم المتحرك يبقى متحركا بالسرعة نفسها في الإتجاه نفسه ما لم تؤثر فيه قوّة تغير وضعه. وينص القانون الثاني على أن التغير في كمية التحرك (بطئا أو تسارعا) يتناسب مع كتله الجسم والقوة المؤثرة ويحصل في اتجاهها. ويتعلق القانون الثالث بالفعل ورد الفعل - كما أوردنا اعلاه

               اضغط على الصورة لتكبيرها

  التدافع المتبادل   

يمكنك اختبار صحة قانون نيوتن الثالث بإجراء التجربة البسيطة التالية بالمشاركة مع صديق :يلزمكما مزالج دروج (ذات دواليب) وأرضية ملساء. قفا وجها لوجه واليدان متماستان كفا لكف. ادفع صديقك بلطف وابق منتصبا قدر المستطاع. إذا كنتما متساويين وزنا، فستجد ، بعد قليل من التمرين أنك حين تدفعه تدرجان كلاكما إلى الوراء بالتساوي. أمّا إذا كنت اثقل منه فسيدرج هو إلى الوراء مسافة أبعد، وإذا 

كنت أنت الأخف فستدرج أنت خلفا إلى مسافة أبعد

          القدرة الصّـــاروخية                              اضغط على الصور لتكبيرها

عندما يهدر الصاروخ منطلقا في الجو، فإنه يدفع صعدا بعصف الغازات السّاخنة المندفعة سفالة من مؤخرته دافعة الهواء تحته وحواليه. لكن ماذا عن الفضاء الخارجي حيث ينعدم الهواء فتدفعه تلك الغازات؟ إن الصاروخ يتابع اندفاعه أيضا بالفعل ورد الفعل - لكن رد الفعل هنا هو بين الصاروخ نفسه والغازات المنفوثة من المحركاته الصاروخية - تدفع الغازات خلفا فيندفع الصاروخ إلى الامام

تابع القراءة »

الإحتكاك

إذا كان الجسم المتحرك يستمر في حركته بالسرعة ذاتها ما لم تؤثر فيه قوة تبطئه فلماذا لا يستمر تحركه على الدوام؟ ولماذا لا تنطلق الكرة إلى ما لانهاية إذا قذفتها في الهواء؟ الجواب هو قوة الاحتكاك. فهذه القوة تعمل دوما على إيقاف الحركة بين أي سطحين يتحرك أحدهما فوق الآخر . وتتوقف هذه القوة على طبيعة السطحين وعلى وزن (جاذبية الأرض على) الجسم المتحرك . فعند انزلاق سطح أحد الجوامد على سطح آخر - كاحتكاك صينية معدنية بسطح طاولة مثلا - تحتك نتوءات السطحين أو تثلّماتهما الظاهرة أو المجهرية بعضها مع بعض مقاومة الحركة قليلا أو كثيرا تبعا لطبيعة سطحيهما. وفي حال الكرة المقذوفة هنالك احتكاك تصادمي دائم بينها وبين جزيئات الهواء فيما تشدها جاذبية الأرض إلى أسفل 

 والاحتكاك عادة يولّد حرارة، لأنه عند تبطئة تحرّك الأجسام يتحول معظم طاقة تحرّكها إلى حرارة. ويتبين لك ذلك جيدا إذا فركت يديك بشدّة

:محمل الكريّات 

في محمل الكريات  يقل الإحتكاك إلى حدة الأدنى لأن الكريات بسطوحها الملساء تدرج بعضها فوق بعض أكثر مما تحتكّ ببعضها خاصة إذا كانت مزلقة بالزّيت أو الشّحم

  

إضغط على الصورة لتكبيرها

تابع القراءة »

التوقف والتحرك

إذا وضعت كتابا على الطاولة، فإنه يبقى ساكنا في موضعه حتى يحركه أحد، وكلنا نجد ذلك طبيعيا لا غرابة فيه. لكن هذه الظاهرة تنطوي على أحد أهم القوانين الطبيعية. إن لكل جسم في الكون "عطالته" أو قصوره الذاتي أي إنه لا يتحرك ما لم تعمل قوّة ما على تحريكه. فإذا ما تحرك شيئ فمن المؤكد أن قوة ما تدفعه أو تجره.كذلك رغم أنه ليس بالبداهة نفسها، فإن كل جسم متحرك يبقى متحركا في لإتجاه نفسه وبالسرعة ذاتها مالم تعمل قوّة ما على تبطئته أو تسريعه أو تحوله عن مساره بالدفع أو الجذب. وهذا إلى "كمية التحرك" فيه. وكل من لطمته كرة منطلقة بعنف يعرف حسيا معنى كمية التحرك. وبالفعل فليس هناك فرق حقيقي بين العطالة وكمية التحرك، لأن كلتيهما تعني عدم تغير الحركة ما لم تسلط أو تؤثر قوّة جديدة 

إن القوّة اللازمة للتغلب على عطالة جسم وتحريكه تعتمد على كتلة الجسم، كما إن القوة اللازمة لإبطاء الجسم المتحرك تعتمد أيضا على كتلة ذلك الجسم

اختبار الصدم 

يبدو مفعول كمية التحرك بجلاء في حالات ارتطام السيّارات. فللسيّارات السريعة والثقيلة كمية تحرك هائله تغضن الفولاذ وتلويه عند الارتطام. كذلك فإن لركاب السيّارة كمية تحرك أيضا، لذلك فهم بحاجة إلى حماية أحزمة المقاعد

السير إسحاق نيوتن 1643 1727

السير إسحاق نيوتن فزيائي إنجليزي عمل أستاذ في جامعة كيمبردج ويعتبر من أعظم العلماء على مر العصور. فأفكاره واكتشافاته في الفزياء والرياضيّات وعلم الفلك هي أساسيّات العلم الحديث

من انجازات نيوتن تجاربه على تحليل الضوء وتركيبه بالمنشور الزجاجي، وابتكاره التكامل والتفاضل. لكن إنجازاته الكبرى كانت في قوانينه الثلاثة للحركة وقانون الجاذبية العام الذي ينص على "جميع الأجسام تتجاذب وأن قوّة التجاذب بين أي جسمين تتناسب طرديا مع مضروب كتلتيهما وعكسيا مع مربع المسافة بينهما". من أعمال نيوتن الفذة الأخرى كتابه "المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية" (اسم فيزياء قديما) 1687، الذي يعتبره الكثيرون اعظم مؤلف علمي على الإطلاق. وتقديرا لأعماله اختير نيوتن رئيسا للجمعية الملكية بلندن ومنح لقب سير عام 1708

تابع القراءة »

الإشعاع والإمتصاص

لعلك لاحظت أن ارتداءاك ملابس فاتحة اللون في يوم مشمس يخفف من لفح الحرارة أكثر ممّا لو ارتديت ملابس داكنة. إن الملابسة الفاتحة تعكس من اشعة الشمس الحرارية أكثر مما تعكسه الملابس الغامقة، لأن السطوح القاتمة الكامدة تمتص الإشعاعات الحرارية فتسخن كما يتبين لك بإجراء الاختبار التالي في يوم مشمس

لتكبير الصور اضغط عليها

لوازم الاختبار

مرطبانات مربى متماثلة مع اعطيتها

مثقاب يدوي 

ترمومتر 

رقائق ألمونيوم 

دهان أسود وفرشاة

ساعة وقف

ماء عادي

صلصال تشكيل

شرح الإختبار

أعدّ ثلاثة مرطبانات مربى متماثلة كما هو مبين، اترك أحدهما على حاله للمقارنة، ولف الثاني بورقة فلزية، واطل الثالث بدهان أسود مطفأ اللمعة. اثقب غطاء كل من المرطبانات لإدخال الترمومتر. صب في المرطبانات كميات متساوية من الماء على درجة الحرارة ذاتها، وعرضها لأشعة الشمس. قس درجات الحرارة فيها كل ثلاث دقائث وسجلها، سادا الثقوب بصلصال التشكيل بعد كل قراءة. أيّ المرطبانات يسخن بسرعة أكثر؟ إن المرطبان الأسود هو الأكثر سخونة لأن السطوح القاتمة تمتص أشعة الشمس جيدا. أما المرطبان الملفوف بالرقيقة الفلزية فهو الأقل سخونة بين الثلاثة لأن السطوح الفلزية الصقيلة تعكس أشعة الشمس وتبددها علما أن فقدان الحرارة إن لم تتلافاه قد يسبب تغييرا في النتائجمرطبان غطاء من الورق المقوى الثخين للحد من الفقد الحراري ذاك

تابع القراءة »