قوانين القوة في الفيزياء

القوة

تعرف القوة في علم الفيزياء بأنها تأثير بين جسمين في الطبيعة بحيث يكون لكل منهما حجم معين لا يساوي صفراً، فيؤثر أحدهما على الآخر بدفعه، أو جذبه، فينتج عن هذه العملية توليد حركة، ويتوقف تأثير القوة على ثلاثة عوامل؛ وهي: مقدارها، واتجاهها، وخط عملها أو نقطة تأثيرها، وتقاس بوحدات مطلقة؛ كوحدة نيوتن، والداين، أو بالوحدات التثاقلية كالغرام، والكيلوغرام، ويتخصص علم الميكانيكا بدراسة التفاعلات التي تحدث بين القوة، والحركة، والأجسام، والعلاقة بينها، وهو من أقدم فروع علم الفيزياء، ويعد أرخميدس أول من اكتشف القوة في القرن الثالث قبل الميلاد، ولكن يعود الفضل في وضع المبادئ، والأسس إلى العالم الإنجليزي إسحق نيوتن، وذلك في القرن السابع عشر للميلاد.

قوانين القوة في الفيزياء

قانون القوة هو: القوة= الكتلة×التسارع، وهناك ثلاثة قوانين للقوة وضعها نيوتن؛ وهي:

قانون نيوتن الأول

يصف قانون نيوتن الأول ما يحدث لجسم ما عندما تكون مجموع القوى المؤثرة عليه تساوي صفراً، وينص هذا القانون على أنّ الأجسام الساكنة، والأجسام التي تتحرك بسرعة ثابتة، إذا لم تؤثر عليها قوة تحركها فإنها تبقى ساكنة، أو تتحرك بسرعتها الثابتة، بحيث يبقى الجسم بحالته، ويسمى هذا القانون بقانون القصور الذاتي أو ممانعة الحركة، وفيه صاغ استنتاجات نيوتن بطريقة منظمة، وموجزة.

قانون نيوتن الثاني

ينص قانون نيوتن الثاني على أن التسارع للجسم يتكون نتيجة القوة، أو القوى غير المتزنة المؤثرة عليه، مقسوماً على كتلة ذلك الجسم، حيث إننا إذا أثرنا بقوة معينة (ق) على جسم يتحرك كتلته (ك)، فإن الجسم يحدث فيه تسارع، وكلما زادت القوة المؤثرة زاد التسارع.

قانون نيوتن الثالث

يعرف قانون نيوتن الثالث بقانون الفعل ورد الفعل، وينص على أنّ لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار، ومعاكس له في الاتجاه، حيث إن أي قوة تؤثر في جسم معين، فإن الجسم يؤثر بقوة أخرى مساوية لمقدار القوة الأولى، ولكن في اتجاه معاكس له.

القوى الأساسية الموجودة في الكون

• قوى الجاذبية.
• القوة الكهرومغناطيسية.
• القوة النووية الشديدة.
• القوة النووية الضعيفة.

أبرز أنواع القوة

• قوة الاحتكاك: تحدث هذه القوة نتيجة تحريك جسمين، أو مادتين (سواء كانت مادة صلبة، أو سائلة، أو غازية)، باتجاهين مختلفين، بحيث يكون كلاهما متلاصقين نتيجة وجود قوة ضاغطة؛ كالوزن مثلاً، وينتج عن تحريكهما كمية من الحرارة، مثل: مقاومة الماء لسفينة تسير فيه، وهناك نوعان من الاحتكاك:
  • الاحتكاك السكوني: بحيث يكون الجسم ساكناً.
  • الاحتكاك الحركي: يحدث عندما يبدأ الجسم بالحركة.
• قوة الشد: تحدث عندما نحرك جسماً عن طرق شده بواسطة خيط، أو حبل، بحيث لا يمكن تطويله، وهو يربط بين جسمين يتأثر كل منهما بشكل متساوٍ، ويرمز لهذه القوة بالرمز (ش).
• قوة الوزن: تنشأ بين الأجسام بفعل تأثير الجاذبية الأرضية
• القوة العمودية: وهي قوة تلامس يؤثر بها الجسم عمودياً على سطح ما.