بحث عن الحركة وأهم قوانينها نُقدمه لكم اليوم، فالحركة تجعل العالم يدور؛ فالحركة تجعل الكثير من الأشياء تذهب، وعندما نفكر في الحركة؛ فغالبًا ما نفكر في السيارات، والدراجات، والأطفال، والجري،كورة السلة، والطائرات، لكن الحركة مجال بحث كبير، فالحركة مهمة لحياتنا، وتؤثر على أشياء كثيرة نقوم بها، كما أن الحركة تتطلب قوة لإحداث ذلك التغيير، يمكن أن نتعرف على القوة، والحركة، وتأثير هذه القوانين الفيزيائية في حياتنا من خلال هذا المقال من موسوعة.
بحث عن الحركة وأهم قوانينها
تعريف الحركة وعواملها
الحركة
الحركة هي عملية تغيير شيء، أو تحريكه، أو حتى مجرد تغيير الموقف.
هناك الكثير من العوامل التي تنطوي عليها كل حركة لأي شيء، كما أن هناك عدد أقل من العوامل التي ينطوي عليها إذا كان الجسم يتحرك بنفس السرعة في خط مستقيم، ومع ذلك فإن معظم الحركة تنطوي على تغيير سرعة الحركة، وتغيير الاتجاهات.
السرعة
هي المدة التي يستغرقها جسم ما لقطع مسافة معينة.
تكون صيغتها هي: المسافة مقسومة على الوقت، أو d/t، وغالبًا ما يتم قياس سرعة السيارة بعدد الأميال التي يمكنها أن تقطعها خلال ساعة؛ وبالتالي فإن المسافة هي الأميال، والوقت هو ساعات (المسافة / الوقت = ميل / ساعة، أو ميلا في الساعة).
معدل السرعة أو سرعة الدوران
معدل السرعة والسرعة متقاربة للغاية، وغالبًا ما تكون يخلط بينهما الكثير؛ حيث أن كل منهما قياس المسافة على الوقت.
كما أن معدل السرعة يُضيف خطوة إضافية؛ فهو يقيس المسافة مع مرور الوقت، أو السرعة في اتجاه معين؛ لذلك يمكن أن تكون سرعة السيارة 55 ميل في الساعة، لكن سرعتها ستكون 55 ميل في الساعة في اتجاه الشمال.
التسارع
التسارع يُتم استخدامه عندما يتغير أي جزء من سرعة الكائن، وإذا كان الكائن يسرع، أو يسافر على مسافة معينة في فترة زمنية أقصر؛ فيكون هناك تسارع.
يمكن أن يكون هناك تسارع إذا تغير اتجاه الكائن؛ لذلك حتى إذا استمرت السيارة في السير بسرعة 55 ميل في الساعة، لكنها تدور وتتجه في اتجاه الشرق؛ فإنها لا تزال تتسارع.
القوة
القوة هي أي نوع من الدفع، أو السحب يتم من أجل تسريع كائن ما، كما يجب أن يكون لديه قوة يتم التصرف عليها. بمعنى آخر؛ لكي يغير الكائن السرعة، أو الاتجاه؛ يجب دفعه، أو سحبه.
الكتلة
الكتلة هي مقدار ما يحويه الجسم من مادة، وعادة ما يتم قياسها من خلال وحدة الجرامات.
القوة والحركة
عندما يتحرك الجسم، أو يوقف، الذي يُعد فعل تغيير المكان، أو الموضع.
القوة تجعل الأشياء تتحرك، أو بشكل أكثر دقة هي تجعل الأشياء تغير حركتها، فيكون في الأساس دفعة، أو سحب.
الجاذبية والمغناطيسية قوتان طبيعيتان، وفي أواخر القرن السابع عشر الميلادي اكتشف العالم إسحاق نيوتن أن نفس القوة التي تتسبب في سقوط تفاحة من شجرة تحكم أيضًا حركة القمر، والكواكب.
قوانين نيوتن للحركة
إسحاق نيوتن هو العالم الذي أدت أفكاره، وقوانينه إلى فيزياء العصر الحديث، ودراسة الحركة، لقد عاش نيوتن في الفترة بين 1643-1727، ومن خلال أفكاره حول الحركة والجاذبية وما إلى ذلك؛ تمكن خلال دراسته من التوصل إلى ثلاثة قوانين للحركة.
يمكن ذكر قوانين حركة نيوتن الثلاثة على النحو التالي:
القانون الأول
سيبقى كل كائن في حالة حركة موحدة (في حالة الحركة هذه) ما لم تعمل قوة خارجية عليها.
القوة تساوي تسارع أوقات الكتلة [$ f (t) = m ، a (t) $].
لكل فعل هناك رد فعل معاكس له في الاتجاه، ومساو له في المقدار.
القانون الأول المعروف أيضًا باسم قانون القصور الذاتي، كان رائدًا من قِبل جاليليو، وكانت تُعد هذه قفزة كبيرة في مفاهيم الحركة؛ لأنه لم يكن من الممكن في زمن جاليليو مراقبة جسم متحرك دون سحب قوى احتكاكية على الأقل للحركة.
كما أنه لمدة تزيد عن ألف عام قبل جاليليو، اعتقد الكثير من الذين تعلموا صياغة أرسطو أنه حيثما توجد حركة، تكون هناك قوة خارجية هي التي تنتج هذه الحركة.
القانون الثاني
القانون الثاني هو $ f (t) = m ، a (t) $ ، الذي يعني في الواقع القانون الأول؛ لأنه عندما يكون $ f (t) = 0 $ (لا توجد قوة مطبقة)؛ فإن التسارع $ a (t) $ يكون صفر؛ الأمر الذي يعني وجود سرعة ثابتة $ v (t) $.
السرعة هي ببساطة جزء لا يتجزأ من الوقت $ a (t) = { dot v} (t) $.)
القانون الثالث
يتضمن قانون نيوتن الثالث الحفاظ على الزخم، ويمكن أن يُرى أيضًا على النحو التالي من القانون الثاني: عندما يقوم كائن “بدفع” كائن ثانٍ في نقطة اتصال (عديمة الكتلة) باستخدام القوة المطبقة؛ يجب أن يكون هناك قوة مساوية، ومعاكسة من الكائن الثاني الذي يلغي القوة المطبقة.
خلاف ذلك؛ ستكون هناك قوة صافية غير صفرية في نقطة لا حشد لها والتي تكون بموجب القانون الثاني من شأنها أن تقوم بتسريع نقطة الاتصال بكمية غير محدودة.
قوانين نيوتن تتلخص في $ f = ma $، كما أنه تم تطوير كمية هائلة من العلوم الفيزيائية من خلال تطبيق هذا القانون الرياضي على المواقف المادية المختلفة.
بعض القوانين المتعلقة بالحركة
الكميات العددية
هي تلك الكميات الفيزيائية التي لها حجم فقط، وتكون بدون اتجاه.
مثال: الكتلة، السرعة، الحجم، الشغل، الوقت، طاقة الطاقة، وما إلى ذلك.
كميات المتجهات
تلك الكميات الفيزيائية التي لها حجم، واتجاه، وأيضًا تطيع قانون المثلث.
مثال: النزوح، السرعة، التسارع، القوة، الزخم، وما إلى ذلك.
المسافة
هي طول المسار الفعلي المغطى بكائن متحرك في فاصل زمني معين، هي كمية عددية، ودائمًا ما تكون إيجابية.
الإزاحة
وهي أقصر مسافة يغطيها الجسم في اتجاه محدد، هي كمية متجهات، ويمكن أن تكون سالبة، أو موجبة، أو صفرية.
فبشكل عام يكون حجم النزوح أقل من المسافة.
السرعة
هي المسافة المقطوعة بواسطة كائن متحرك في الفاصل الزمني للوحدة.
الوحدة S.I هي متر في الثانية، أو م / ث، وهي كمية عددية.
السرعة = المسافة / الوقت.
الحركة الدائرية
إذا كان الكائن يصف المسار الدائري؛ فإن حركته تعرف بالحركة الدائرية، وإذا تحرك الكائن بسرعة موحدة؛ فإن حركته تعرف باسم الحركة الدائرية الموحدة.
زاوية السرعة
هي الزاوية التي يرسمها خط ربط الكائن من أصل الدائرة في الفاصل الزمني للوحدة، ويُشار إليه بواسطة أوميغا.
القصور الذاتي
هو ملك للجسم، وبناءً عليه يعارض الجسم التغيير في حالته الأولية للراحة، أو الحركة بسرعة موحدة على خط مستقيم.
وهو من نوعين: القصور الذاتي للراحة والقصور الذاتي للحركة.
على سبيل المثال: عندما تبدأ السيارة، أو القطار بالحركة فجأةً؛ ينتج عنه انحناء الراكب للخلف.
الزخم
هو خاصية الجسم المتحرك، ويعرف بأنه ناتج الكتلة، والسرعة في الجسم، وهو كمية المتجهات، ووحدة S.I لها، وهي Kgm / s.
الزخم = الكتلة × السرعة.
معدل السرعة
هو إزاحة كائن في الفاصل الزمني للوحدة، وحدة S.I هي متر في الثانية، أو م / ث، هي كمية ناقلات.
معدل السرعة = النزوح / الوقت.
التسارع
هو معدل التغير في سرعة الكائن، وهي كمية ناقلات، وحدة S.I هي متر / ثانية مربعة، أو م / ث²، إذا انخفضت السرعة مع مرور الوقت؛ يكون التسارع سالبًا، ويُعرف بالتخلف.
التسارع = التغيير في السرعة / الوقت.