قانون نيوتن الثاني: شرح شامل مع الأمثلة والتطبيقات

استعراض قانون نيوتن الثاني

يُعنى قانون نيوتن الثاني بدراسة العلاقة بين القوة المؤثرة على جسم ما وتسارعه. ينص القانون على أنَّ تسارع جسم ما يتناسب طرديًا مع محصلة القوى المؤثرة عليه، وعكسياً مع كتلته. ويمكن التعبير عن ذلك رياضيًا بالمعادلة التالية: [1]

القوة المحصلة = الكتلة × التسارع

حيث أن:

• القوة المحصلة: قوة ناتجة عن جميع القوى المؤثرة على الجسم، ووحدتها نيوتن (N).
• الكتلة: كتلة الجسم، ووحدتها كيلوجرام (kg).
• التسارع: معدل تغير سرعة الجسم، ووحدته متر لكل ثانية مربعة (m/s²).

مثال توضيحي لقانون نيوتن الثاني

لنفرض أن قوة مقدارها 15 نيوتن أثرت على جسم ما، مُسببة تسارعًا مقداره 5 م/ث². لحساب كتلة هذا الجسم، نستخدم المعادلة السابقة:

15 N = الكتلة × 5 m/s²

وبالتالي، تكون كتلة الجسم:

الكتلة = 15 N / 5 m/s² = 3 kg

تطبيقات عملية لقانون نيوتن الثاني

تُطبق مبادئ قانون نيوتن الثاني في العديد من المواقف الحياتية، منها:

• دفع عربة تسوق: القوة التي تُطبق على العربة تسبب تسارعها.
• فتح أو إغلاق باب: القوة التي تُطبق على الباب تُسبب تسارعه.
• قيادة سيارة: القوة التي يُنتجها محرك السيارة تُسبب تسارعها.
• رمي كرة: القوة التي تُطبق على الكرة تُسبب تسارعها.
• إبطاء السيارات في السباقات: يُقلل السائقون من كتلة السيارة لزيادة تسارعها.

مقارنة مع قوانين نيوتن الأخرى

يُعتبر قانون نيوتن الثاني أحد ثلاثة قوانين أساسية للحركة وضعها العالم إسحاق نيوتن. قانون نيوتن الأول (قانون القصور الذاتي) ينص على أن الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم يبقى على هذه الحالة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته. [1] بينما ينص قانون نيوتن الثالث على أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. [1]

المراجع