10 أمثلة لقانون نيوتن الثاني في الحياة اليومية

في قانون نيوتن الثاني ، والمعروف باسم المبدأ الأساسي للديناميات ، ينص العالم على أنه كلما زادت كتلة الجسم ، ستكون القوة الأكبر ضرورية لتسريعها. وهذا يعني أن تسارع الكائن يتناسب طرديا مع القوة الصافية التي تعمل عليه ويتناسب عكسيا مع تسارع الكائن.

نحن نعلم أنه لا يمكن تسريع الكائن إلا إذا كانت هناك قوى على هذا الكائن. يخبرنا قانون نيوتن الثاني بالضبط مقدار تسارع كائن ما لقوة شبكة معينة.

بمعنى آخر ، إذا تم مضاعفة القوة الصافية ، فإن تسارع الكائن سيكون أكبر مرتين. وبالمثل ، إذا تم مضاعفة كتلة الكائن ، فسيتم تقليل تسارعه بمقدار النصف.

أمثلة على قانون نيوتن الثاني في الحياة الحقيقية

ينطبق قانون نيوتن على الحياة الحقيقية ، كونه أحد قوانين الفيزياء التي تؤثر على حياتنا اليومية:

1- ركل الكرة

عندما نركل الكرة ، نمارس القوة في اتجاه محدد ، وهو الاتجاه الذي ستسير فيه.

وأيضًا ، كلما تم ركل الكرة بقوة ، كانت القوة التي نضعها عليها أقوى ، وكلما ذهبت.

2- التقط الكرة بيدك

يحرك الرياضيون المحترفون أيديهم إلى الوراء بمجرد أن يمسكوا بالكرة ، لأنها تعطي الكرة مزيدًا من الوقت لتفقد سرعتها ، وبالتالي تطبق قوة أقل من جانبها.

3- ادفع السيارة

على سبيل المثال ، يؤدي دفع عربة سوبر ماركت مرتين بأقصى قوة إلى مضاعفة التسارع.

4- ادفع سيارتين

من ناحية أخرى ، عند دفع عربتين من السوبر ماركت بنفس القوة ، ينتج نصف التسارع ، لأنه يتغير عكسياً.

5- ادفع العربة نفسها ممتلئة أو فارغة

من الأسهل دفع سيارة سوبر ماركت فارغة بدلاً من السيارة الكاملة ، حيث أن السيارة الكاملة لها كتلة أكبر من الفراغ ، لذلك هناك حاجة إلى مزيد من القوة لدفع السيارة كاملة.

6- ادفع السيارة

لحساب القوة اللازمة لدفع السيارة إلى أقرب محطة وقود ، بافتراض أننا نحرك سيارة بوزن حوالي 0.05 متر في الثانية ، يمكننا تقدير القوة التي تمارس على السيارة ، والتي ستكون في هذه الحالة حوالي 100 نيوتن.

7- قيادة الشاحنة أو السيارة

كتلة الشاحنة أكبر بكثير من كتلة الشاحنة ، مما يعني أنها تحتاج إلى مزيد من القوة للتعجيل بالقدر نفسه.

على سبيل المثال ، عندما يتم قيادة السيارة على بعد 100 كم على طريق سريع بطول 65 كم ، فإنها ستستخدم بلا شك كمية أقل بكثير من البنزين مما لو كان على أحدها القيادة بنفس السرعة بنفس المسافة على شاحنة.

8- شخصان يمشيان معا

يمكن تطبيق نفس المنطق أعلاه على أي جسم متحرك. على سبيل المثال ، شخصان يمشيان معًا ، لكن شخصًا واحدًا يزن أقل من الآخر ، على الرغم من أنهما يمشيان بنفس القدر من القوة ، ويزداد وزنهما بسرعة لأن تسارعهما أكبر بلا شك.

9- شخصان يدفعان طاولة

تخيل شخصين ، أحدهما أقوى من الآخر ، ودفع طاولة في اتجاهات مختلفة.

الشخص ذو القوة الأكبر يتجه نحو الشرق ، والشخص الأقل قوة هو الشمال.

إذا أضفنا كلا القوتين ، فسوف نحصل على نتيجة مساوية لحركة الجدول وتسارعه. وبالتالي ، فإن الجدول سوف يتحرك في اتجاه الشمال الشرقي ، مع ميل أكبر نحو الشرق ، بالنظر إلى القوة التي يمارسها أقوى شخص.

10- لعب الجولف

في لعبة الجولف ، فإن تسارع الكرة يتناسب طرديا مع القوة المطبقة على النادي ويتناسب عكسيا مع كتلته. تؤثر قوة الهواء التي يمكن أن تحدث تغييراً بسيطًا في اتجاهها على المسار.

قوانين نيوتن

كان إسحاق نيوتن (4 يناير 1643 - 31 مارس 1727) ، عالم الفيزياء والرياضيات الإنجليزي ، الشهير بقانون الجاذبية ، شخصية رئيسية في الثورة العلمية في القرن السابع عشر وطور مبادئ الفيزياء الحديثة.

قدم نيوتن لأول مرة قوانينه الثلاثة للحركة في Principia Mathematica Philosophiae Naturalis في عام 1686.

يعتبر الكتاب الأكثر نفوذا في الفيزياء وربما في جميع العلوم ، ويحتوي على معلومات عن جميع المفاهيم الأساسية تقريبا للفيزياء.

يقدم هذا العمل وصفًا كميًا دقيقًا للهيئات المتحركة في ثلاثة قوانين أساسية:

1- ستبقى هيئة ثابتة غير متحركة ما لم يتم تطبيق قوة خارجية عليها ؛

2- القوة مساوية للكتلة مضروبة في التسارع ، وتغيير الحركة يتناسب مع القوة المطبقة ؛

3- لكل فعل ، هناك رد فعل معاكس ومتكافئ.

ساعدت هذه القوانين الثلاثة في توضيح ليس فقط مدارات الكواكب الإهليلجية ، ولكن أيضًا كل حركات الكون الأخرى تقريبًا: كيف يتم الاحتفاظ بالكواكب في مدارها عن طريق جذب جاذبية الشمس ، وكيف يدور القمر حول الأرض وأقمارها يدور المشتري حولها وكيف تدور المذنبات في مدارات بيضاوية حول الشمس.

يمكن حل الطريقة التي يتحرك بها أي شيء تقريبًا باستخدام قوانين الحركة: مقدار القوة التي سيستغرقها تسريع القطار ، سواء كانت كرة المدفع ستصل إلى هدفها ، وكيف تتحرك تيارات الهواء والمحيطات أو ما إذا كانت الطائرة ستطير ، كلها تطبيقات قانون نيوتن الثاني.

في الختام ، من السهل جدًا مراعاة هذا القانون الثاني لنيوتن في الممارسة العملية ، إن لم يكن في الرياضيات ، حيث أننا جميعًا أثبتنا تجريبًا أنه من الضروري ممارسة المزيد من القوة (وبالتالي المزيد من الطاقة) لتحريك بيانو كبير ثقيل بدلاً من انزلاق البراز صغير على الأرض.

أو ، كما ذكر أعلاه ، عندما تصطاد كرة الكريكيت سريعة الحركة ، نعلم أنها ستلحق أضرارًا أقل إذا تحركت ذراعك إلى الخلف أثناء اصطياد الكرة.

قد تكون مهتمًا بـ 10 أمثلة لقانون نيوتن الأول في الحياة الحقيقية.