قوانين نيوتن وحياتنا اليومية

بسم الله الرحمن الرحيم

هنا نستعرض بعض الأمثلة التى تشرح تلك القوانين ومدى فعاليتها فى حياتنا اليومية تلك القوانين التى مر عليها أكثر من 300 عام.

إذا نظرنا للأرض التى تسبح فى الفضاء حول الشمس سنجد أنه حسب القانون الأول ستستمر الأرض فى الحركة فى خط مستقيم, أما القانون الثانى للحركة سيتسبب فى وقوع الأرض داخل الشمس بسبب قوة جاذبية الشمس لها, وطبقا للقانون الثالث فإن الأرض ستحدث قوة جاذبية على الشمس مساوية ومعاكسة لقوة جاذبية الشمس, وطالما أن كتلة الشمس أكبر بكثير من كتلة الأرض فإن قوة جاذبية الأرض ستكون مهملة ولكن التأثير على حركة الأرض سيكون هائل.
القانون الأول يريد الأرض أن تتحرك فى خط مستقيم والثانى يريد الأرض أن تقع مباشرة فى قلب الشمس والنتيجة أن الأرض ستتبع مسار بين هذين الخيارين فلا هى تتحرك بعيدا عن الشمس ولا هى تقع فى قلبها وهذا هو السبب فى أن الأرض تدور حول الشمس.
وهذا الأمر ينطبق على حركة جميع الأفلاك السماوية من النجوم والكواكب فتجد أن السرعه والجاذبية يعملان فى تناغم لتبقى الأجسام فى مدارات محدده.

ولكن ما هى التطبيقات لهذه القوانين على الأرض؟
كلنا يعرف الدراجات الهوائية ويستمتع بركوبها, ولكن لم نفكر كثيرا فى ألية عملها وكيف تدور من اليمين إلى اليسار هذا بسبب القانون الثانى, فأنت تولد قوة على العجلات التى تتحرك فى شكل دائرى عندما تميل إلى اليمين أو إلى اليسار, عندما تتحرك العجلات فى شكل دائرى وتولد عليها قوه عمودية بزاوية 90 درجه عند الميلان فإن كل نقطه على العجلات تتحرك فى نفس إتجاه حركتها السابق ما يولد شكل جديدا من الحركة للعجلات تكون بزاوية منحنية وهذا ما يحافظ على توازنك وعدم سقوطك من على الدراجة. ولكن هذه الحركة لن تكون فعالة إذا توقفت العجلات عن الدوران.

أما فى حالات الطقس عندما تتكون منطقة يكون ضغط الهواء فيها منخفض ولنفترض أن هذه المنطقة شمال خط الإستواء فإن جزيئات الهواء حول هذا المنطقة منخفضة الضغط ستواجه قوة سحب إلى مركز المنطقة وعند تحركها إلى المركز ستنحرف جزيئات الهواء التى تواجه قوة ضغط من النصف الشمالى عن الجزيئات التى تواجه قوة ضغط أكبر من النصف الجنوبى وهنا يحدث الدوران, وهذا هو السبب فى دوران الإعاصير عكس عقارب الساعه فى النصف الشمالى للكرة الأرضية ومع عقارب الساعه فى النصف الجنوبى للكرة الأرضية.

إذا إستعطت إستغلال القوة فإنك تحصل على الحركة التى تريدها لننظر إلى الطائرة المروحية فإن الطائرة حين تبذل قوة على الشفرات لتدور فإنه حسب القانون الثالث فإن الشفرات ستبذل نفس المقدار من القوة وعكس إتجاهها على جسم الطائرة مما يحتم على جسم الطائرة أن يدور بنفس سرعة الشفرات وعكس إتجاهها ولكن لماذا لا يحدث ذلك, الإجابة ببساطه بسبب مرحة الذيل التى تولد قوة بدفع الهواء عكس إتجاه دوران جسم الطائرة ما يحافظ على حركتها للأمام وبهذه المرحه يستطيع الطيار التحكم فى الطائرة بتوجيهها يميننا ويسارا.
أما هذه القوة التى تولدها مروحة الذيل بدفعها للهواء هو نفس المبدأ الذى تعمل به الشفرات الرئيسية لحمل الطائرة للأعلى والتحكم فى إرتفاعها, كما أنها تنطبق على المحركات النفاثة وكذلك الطيور جميع هؤلاء يعتمدون على نفس المبدأ فى الحركة وهو دفع الهواء بقوة فى الإتجاه المعاكس للحركة.

نجد بعد مرور أكثر من ثلاثمئة عام على هذه القوانين أنها تعمل بشكل رائع فى تفسير الحركة وكلما إستطعت تسخير القوى بشكل أدق حصلت على الحركة التى تريدها فهذه القوانين تتنبأ بحركة الأجسام بشكل دقيق.

ولكن هناك نوع من القوى لها خصائص غريبة وهى الجاذبية, من المعروف أنه لو تعرضا جسمين مختلفين فى الكتلة لنفس القوة فإن الجسم الأخف يتسارع بشكل أكبر.
أما فى حالة الجاذبية فإنها تبذل قوة أكبر على الأجسام الأكثر كتلة من الأجسام الأخف كتلة هذا هو السبب فى سقوط جميع الأجسام بنفس السرعه بغض النظر عن كتلتها, وبالرغم من ذلك نجد بعض الأجسام تقع أسرع من الأخرى وهذا فقط بسبب مقاومة الهواء, فمقاومة الهواء تؤثر بشكل مختلف على الأجسام وهذا مبدأ عمل المظلات.
أما إذا قمت بتفريغ الهواء من حجرة ما وقمت بإلقاء ريشة وكرة بولينج فى نفس الوقت ستسقطان على الأرض فى نفس اللحظة وقامت قناة BBC بعمل هذه التجربة بالفعل فى مختبرات ناسا.

منقول من إعرف أكتر