قوانين نيوتن للحركة

قوانين نيوتن الثلاثة هي أساس الميكانيكا الكلاسيكية وتصف كيف تتحرك الأجسام تحت تأثير القوى.

الجسم الساكن يبقى ساكناً والجسم المتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية محصلة.

F = m × a

القوة (نيوتن) = الكتلة (كجم) × التسارع (م/ث²)

مثال 1:

جسم كتلته 5 كجم يتسارع بمعدل 3 م/ث². ما القوة المؤثرة؟

F = 5 × 3 = 15 نيوتن

لكل فعل رد فعل مساوٍ في المقدار ومعاكس في الاتجاه.

• v = v₀ + at

• d = v₀t + ½at²

• v² = v₀² + 2ad

مثال 2:

سيارة تبدأ من السكون وتتسارع بمعدل 4 م/ث². ما سرعتها بعد 5 ثوانٍ؟ وما المسافة المقطوعة؟

v = 0 + 4×5 = 20 م/ث

d = 0 + ½×4×25 = 50 م

⚠ أخطاء شائعة:

الموائع تشمل السوائل والغازات. في التحصيلي تظهر أسئلة عن الضغط وقوة الطفو.

قوانين الموائع:

• الضغط: ض = القوة / المساحة (وحدته باسكال Pa = N/m²)

• ضغط السائل عند عمق ع: ض = ρ × ج × ع (ρ = كثافة السائل، ج = تسارع الجاذبية)

• مبدأ باسكال: الضغط المطبق على مائع محصور ينتقل بالتساوي في جميع الاتجاهات

• قوة الطفو (أرخميدس): ق = ρ_سائل × ج × حجم_الجسم_المغمور

مثال محلول:

ما ضغط عمود ماء ارتفاعه 5 م؟ (كثافة الماء = 1000 كجم/م³، ج = 10 م/ث²)

الحل: ض = ρ × ج × ع = 1000 × 10 × 5 = 50,000 باسكال = 50 كيلوباسكال

القانون	النص	الصيغة الرياضية	مثال من الحياة
القانون الأول (القصور الذاتي)	الجسم الساكن يبقى ساكناً والمتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية	إذا ΣF = 0 → a = 0	الراكب ينحني للأمام عند فرملة السيارة
القانون الثاني	القوة المحصلة تساوي كتلة الجسم في تسارعه	F = m × a	دفع عربة: كلما زادت القوة زاد التسارع
القانون الثالث (الفعل ورد الفعل)	لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس في الاتجاه	F₁₂ = −F₂₁	المشي: القدم تدفع الأرض للخلف والأرض تدفع القدم للأمام

القوة	الرمز	الصيغة	الاتجاه
الوزن	W أو Fg	W = m × g	دائماً للأسفل (نحو مركز الأرض)
القوة العمودية	N أو Fₙ	N = mg (على سطح أفقي)	عمودية على السطح
قوة الاحتكاك	f	f = μ × N	عكس اتجاه الحركة
قوة الشد	T	حسب المسألة	على طول الحبل بعيداً عن الجسم
القوة الطاردة المركزية	Fc	Fc = mv²/r	نحو مركز الدوران

مثال محلول: القانون الثاني

جسم كتلته 5 كجم وُضع على سطح أفقي أملس. إذا أثرت عليه قوة أفقية مقدارها 20 نيوتن، أوجد تسارعه.

الحل: F = ma

20 = 5 × a

a = 20/5 = 4 م/ث²

مثال محلول: سطح مائل

جسم كتلته 10 كجم على سطح مائل بزاوية 30° (أملس). أوجد تسارعه.

الحل: القوة المسببة للتسارع = mg sin θ

ma = mg sin30° → a = g sin30° = 10 × 0.5 = 5 م/ث²

⚠ تنبيهات مهمة: