قانون نيوتن الثالث
قانون نيوتن الثالث هو موضوع مقالتنا اليوم من مدونة علم حيث سنتعرف على نص هذا القانون، و سنذكر لك عزيزي القارئ مسائل تدريبية لكي تستطيع فهم هذا القانون، حيث أنه يقوم بوصف ما يحدث للجسم عندما تؤثر عليه قوة خارجية حيث يكون هذا الجسم جسماً ساكناً أو جسماً متحركاً في سرعة خطية منتظمة.
ما هو نص قانون نيوتن الثالث؟
ينص قانون نيوتن الثالث للحركة على أنّ: {لكلّ فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه}
- حيث يعبّر هذا القانون عن ردة الفعل التي تنتج عندما تؤثر قوة جسم ما على جسم آخر، أي أنه عند التأثير بقوّة معينة في جسمٍ ما فإن هذا الجسم سيؤثّر فيه بقوّة بالمقابل تعادل القوّة المبذولة عليه وتعاكسها في الاتجاه، والآن سنقدم لك عزيزي القارئ بعض الأمثلة على هذا القانون.
- تدفع الأرض جسم الإنسان للأعلى، عندما تسحبه قوّة الجاذبيّة الأرضيّة إلى الأسفل.
- تدفع عربة التسوق السائق باتّجاه معاكسٍ عندما يدفعها. يؤثّر الحبل بقوّة معاكسة عندما يقوم أحد بسحبه.
- تدفع الغازات الناتجة من الصاروخ عند إشعاله الصاروخ لأعلى، مما يُسبب تسارعه.
ما هي معادلة قانون نيوتن الثالث؟
يُعبر عن قانون نيوتن الثالث رياضيا بهذه الصيغة :
القوة المؤثرة من الجسم الأول على الثاني= – القوة المؤثرة من الجسم الثاني على الأول
FAB = – FBA،
حيث أن :
FAB هو القوة المطبقة على B من الجسم A
FABهو رد الفعل الذي يُحدثه الجسم B على A.
(-) إشارة السالب تُشير إلى أنّ القوة المُؤثرة على A في اتِجاه مُعاكس للقوّة المؤثّرة على B.
نماذج تدريبية على قانون نيوتن الثالث
والآن سنذكر بعض الأمثلة على قانون نيوتن الثالث:
السؤال الأول
أي العبارات التالية تتفق مع قوتي الفعل ورد الفعل المشار إليها في قانون نيوتن الثالث في الحركة؟
- الفعل ورد الفعل يؤثران في الجسم نفسه.
- الفعل ورد الفعل متساويان في المقدار ولهما نفس الاتجاه.
- الفعل ورد الفعل يؤثران في جسمين مختلفين ولهما نفس المقدار ومتعاكسين في الاتجاه.
- الفعل ورد الفعل يؤثران في الجسم نفسه ولهما نفس المقدار ونفس الاتجاه.
الحل: هو 3 الفعل ورد الفعل يؤثران في جسمين مختلفين ولهما نفس المقدار ومتعاكسين في الاتجاه.
السؤال الثاني
يتحرك قارب في الماء عن طريق دفع الماء إلى الخلف بواسطة المجذاف بقوة مقدارها (1000 نيوتن)، فإذا كانت كتلة القارب (100 كغ)، احسب تسارع القارب. الحل: القوة (ق)= 1000 نيوتن.
الكتلة (ك) =100 كغ.
القوة التي تسبب تسارع القارب= 1000 نيوتن في الاتجاه المعاكس وفقا لقانون نيوتن الثالث.
باستخدام قانون نيوتن الثاني يمكن أن نحسب التسارع
ت= ق/ ك =1000/ 100 = 10م/ ث2
المسألة الثالث
بما أنّ القوتين في قانون نيوتن الثالث للحركة متساويتان في المقدار، ومتعاكستان في الاتجاه، أي القوة الأولى موجبة، والثانية سالبة، فلماذا لا تُلغي إحداهما الأخرى؟ الحل: بالرغم من أن قوّتي الفعل ورد الفعل متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه، إلا أن كلاً منهما تؤثر في جسم مختلف، لذلك لا يمكن أن تلغي إحداهما الأخرى.
أهم التطبيقات على قانون نيوتن الثالث؟
يوجد تطبيقات عديدة على قانون نيوتن الثالث، والآن سنقدم أهم هذه التطبيقات تابع عزيزي القارئ معنا :
تسارع عجلات السيارة على الشارع
تقوم العجلات بالدفع للخلف على الأرض مما يولِّد رَد فِعل للأرض فتقوم بدفع العجلات للأمام.
طَيَران المَروحيات
تدفع المَروحيَّة أو طائرة الهليكوبتر الهواء للأسفل، ويقوم الهواء بِدفعِها للأعلى كرد فعل .
اقرأ أيضاً: قانون نيوتن الثاني
صواريخ الفضاء
عند تشغيل المحرك، ينطلق الصاروخ للأعلى وذلك نتيجة لرد الفعل على النار التي تشتعل في المحرك،حيث إنه عندما قام علماء الصواريخ بتصميم هذا النوع من الصواريخ، كان تفكيرهم الأساسي هو أنهم كيف يستطيعون التغلُّب على القوى التي تعمل على منع الصاروخ المُزَّود بوقود عالي الكفاءة من الحركة، والقوى التي تؤثر على حركة الصاروخ هي قوة السحب الديناميكي،و قوة الجاذبية الأرضية، ووزن الصاروخ والحُمولة، حيث يتناقص الوزن كلما قام الصاروخ باستهلاك الوقود الموجود بالخزان، ويجب علينا أن نذكر أن قوة السَّحب تزداد بازدياد سرعة الصاروخ، ثم تَنخَفِض قوة السحب عندما تقل سَماكة الغلاف الجوي .
السباحة في الماء
حيث يقوم الإنسان الذي يسبَح بدفع المياه للخلف، وتَدفعه المياه للأمام كرد فعل.
وأخيراً أتمنى أن أكون قد وفقت في مقالتي قانون نيوتن الثالث.