الامارات 7 - القوة هي الفعل الذي يؤثر على الأجسام، مما يجعلها تتحرك بتسارع معين يتزايد بزيادة القوة. اكتشف العالم الشهير إسحق نيوتن أهمية القوة من خلال ملاحظته لتساقط التفاحة من الشجرة، حيث استنتج وجود قوة جعلتها تتحرك نحو الأرض. وقد قدم نيوتن نظرياته الثلاث في الحركة، المعروفة بقوانين نيوتن، والتي أحدثت ثورة علمية كبيرة في الفيزياء، وساعدت الإنسان على فهم القوى في الكون واستخدامها في تطور الصناعة.

وحدة قياس القوة

نيوتن هو وحدة قياس القوة في النظام العالمي للوحدات. وحدة النيوتن تُعَرّف بأنها القوة اللازمة لتسريع جسم كتلته كيلوغرام واحد بمقدار متر لكل ثانية تربيعيّة. لذلك، يمكن التعبير عن النيوتن بوحدات: كيلوغرام×متر/ثانية² (كغم×م/ث²).

إسحاق نيوتن

إسحاق نيوتن (1643-1727) كان عالم فيزياء ورياضيات إنجليزي، وُلد في قرية وولزثورب بإنجلترا. يُعتبر نيوتن من أعظم العلماء في التاريخ، وقد وضع أساسيات الفيزياء الحديثة في كتابه "الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية". اشتهر بنظرياته حول الجاذبية وقوانين الحركة التي تشكل أساس الميكانيكا الكلاسيكية.

قوانين نيوتن في الحركة

قانون نيوتن الأول: ينص على أن الجسم الساكن يظل ساكنًا، والجسم المتحرك يستمر في حركته بنفس السرعة والاتجاه ما لم تؤثر عليه قوة خارجية.

قانون نيوتن الثاني: ينص على أن القوة المؤثرة على الجسم تساوي كتلة الجسم مضروبةً في تسارعه، ويُعبر عنه بالمعادلة: القوة = الكتلة × التسارع.

قانون نيوتن الثالث: ينص على أن لكل فعل هناك رد فعل متساوي ومعاكس في الاتجاه.

تطبيقات على قوانين نيوتن

مثال 1: سيارة كتلتها 1000 كيلوغرام توقفت في الشارع، وسائقها دفعها مما أدى إلى تسارعها بمقدار 0.05 متر/ثانية². القوة المؤثرة هي: 1000 × 0.05 = 50 نيوتن.

مثال 2: صندوق كتلة 20 كيلوغرامًا تأثر بقوة مقدارها 10 نيوتن. تسارعه هو: 10 / 20 = 0.5 متر/ثانية².

مثال 3: حجر بكتلة 1 كيلوغرام سقط حرًا من الجسر. القوة المؤثرة عليه هي: 1 × 9.81 = 9.81 نيوتن، حيث تسارع الجاذبية الأرضية يُعادل 9.81 متر/ثانية².