القانون الاول للنيوتن

قانون نيوتن الأول

قد صاغ نيوتن استنتاجات جاليليو صياغة موجزة عرفت باسم قانون نيوتن الأول.
وفيها سنربط مفهوم القوة ( سبب القوة ) والقصور الذاتي ويسمى أحيانًا " العطالة " ( ممانعة الحركة ) ونربطهما بالعجلة أي التسارع أو التباطؤ ( دليل الحركة).
هذا القانون يصف لنا الذي يحدث لجسم ما عند عدم تأثير قوة عليه ، أو عندما تكون محصلة القوى المؤثرة عليه تساوي صفر .نص قانون نيوتن الأول:
"كل جسم يحتفظ بحالته من السكون أو الحركة ما لم تؤثر فيه قوة خارجية".
أي أن الجسم الساكن يبقى ساكنا ما لم تؤثر عليه قوة خارجية فتحركه، و الجسم المتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم يبقى على هذه الحالة ما لم تؤثر عليه قوة
خارجية فتغير الحالة الحركية له.ويسمى أيضا هذا القانون بقانون القصور الذاتي. و مثال ذلك الكواكب والتوابع التي حولها و الأقمار الصناعية التي نطلقها في الفضاء تظل تدور لأنها لاتلقى مقاومة.
ونقصدبلفظ "قوة خارجية" في القانون إنها محصلة القوى المؤثرة في الجسم. فالقانون يوضححالة الجسم سواء لم تؤثر فيه أية قوة على الإطلاق أم كان واقعاً تحت تأثير مجموعة من القوى المتزنة, أي أن محصلتها تساوي صفراً. ففي كلتا الحالتين يبين لنا القانون الأول في الحركة أن الجسم الساكن يبقى ساكناً والجسم المتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم يظل في حركته المنتظمة ما لم تؤثر في الجسم في الحالتين قوة إضافية. أي أن القانون لا يفرق من حيث المبدأ بين الجسم الساكن والجسم المتحرك حركة خطية منتظمة حيث أن مقدار محصلة القوى المؤثرة في الجسم في الحالتين يساوي صفراً. وكثيراً ما يرتبطا لقانون الأول بخاصية مهمة تشترك فيها جميع الأحسام المادية. هذه الخاصية هي "القصور الذاتي".

الصيغة الرياضية له

جـ = صفر " دائما تكون العجلة تساوي صفر "، ع = صفر أو مقدار ثابت أي عدم تغير حالة الجسم الحركية .
العجلة هي دليل الحركة ، وأما القوة فهي سببها وإذا اختفى سبب الحركة فإن دليل الحركة يختفي أيضا.
ومن الأمثلة على بقاء الأجسام المتحركة على حالتها:
1 - حركة الأرض والكواكب والنجوم الأخرى.
2 - الأقمار الصناعية ذات الارتفاع الثابت عن الأرض.
3 - الحركة بدون احتكاك (حركة افتراضية) مثل الصابونة المبللة بالماء والمنزلقة على سطح زجاجي أملس أفقي.
أهمية هذا القانون:ساعد على إيجاد مفهوم للقوة وارتباطها بتغير سرعة الجسم مقدارا أو اتجاها أو مقدارا واتجاها معا. من أهم التطبيقات على قانون نيوتن الأول هو دراسة إتزان الأجسام الخاضعة لتأثير عدة قوى مختلفة " حالة الاتزان "

القصور الذاتي

تعريف القصور الذاتي للأجسام:ويعرف القصور الذاتي بأنه مقاومة الجسم للتغير الطارئ على حالته الحركية.أي يميل الجسم للاحتفاظ بحالته من حيث السكون أو الحركة بسرعة منتظمة في خط مستقيم مالم تؤثر فيه قوى خارجية.
قانون القصور الذاتي :

يلاحظ من القانون الأول لنيوتن أن كل جسم لا يستطيع أن يغير حالته من السكون أو الحركة من تلقاء نفسه فالجسم قاصر ( عاجز ) عن إحداث هذا التغير بذاته، ولإحداث هذا التغير لابد له من مؤثر خارجي ( قوة ) ولهذا يسمى قانون نيوتن الأول بـ "قانون القصور الذاتي"أي أن الجسم يقاوم التغير لأنه قاصر ( عاجز ) عن تغيير حالته بنفسه وتسمى هذه الخاصية في الأجسام القصور الذاتي .

خاصية القصور الذاتي للأجسام :
وهي واحدة من الخصائص الهامة التي تتميز بها الأجسام المادية ، وهي الخاصية التي تصف ميل الجسم لأن يحافظ على حالته الحركية وأن يقاوم التغير فيها.فالجسم الساكن يميل للبقاء ساكنا، والجسم المتحرك يميل للبقاء متحركا بسرعة منتظمة في خط مستقيم.والشرط الأساس هنا هو عدم وجود قوة تؤثر على الجسم أو أن تكون محصلة القوى المؤثرة عليه تساوي صفر.
ومن الأمثلة على القصور الذاتي ما يلي:
1.ما يحدث لراكب سيارة عندما تنطلق السيارة فجأة من السكون.
2. ما يحدث لراكب سيارة عندما تتوقف السيارة فجأة عن الحركة.
3. ما يحدث لراكب سيارة عندما تنحرف السيارة إلى اليمين.
4. ما يحدث لراكب دراجة عندما تصطدم بحجر ثابت في مسيرها.

*يمكننا القول إننا نلاحظ القصور الذاتي عندما يعجز الجسم عن التحول من حالة السكون إلى حالة الحركة ، أو من حالة الحركة إلى حالة السكون ، أو أثناء تغيير اتجاه حركته.

تطبيق عملي

يعمل قرص الحذاف في السيارة – بعد أن يديره بادئ التشغيل – على استمرار دوران عمود المكابس داخل المحرك وذلك بسبب كتلته الكبيرة التي تسبب زيادة عزم القصور الذاتي لديه،مما يساهم في زيادة الضغط على خليط الوقود والغاز ثم حدوث الانفجار ( الاشتعال) داخل أسطوانات الاحتراق.
كما يساهم الحذاف أيضا في ثبات سرعة الحركة الدورانية للعمود مما يعطي انتظاما في حركة السيارة.