وُلد نيوتن في "وولسثروب" في مقاطعة "لينكنشاير". مات أبوه ولازال نيوتن في بطن امه وقبل ولادته بـ 3 أشهر، وتركته والدته لتعيش مع زوجها الجديد بعد عامين من ولادة نيوتن وتركت الطفل نيوتن ليترعرع في كنف جدّته. درس الثانوية في مدرسة "جراثام" وفي العام 1661 إلتحق بكلّية "ترينيتي" في "كيمبريدج". كانت المدرسة آنفة الذكر تتبع منهج ارسطو الفلسفي إلا ان نيوتن كان يفضل تدارس الفلاسفة المعاصرين آنذاك من أمثال ديكارت، غاليليو، كويرنيكوس، و كيبلر. في العام 1665 بدأ نيوتن بتطوير معادلات رياضية لتصبح فيما بعد بعلم "الحسبان". مباشرة وبعد حصول نيوتن على الشهادة الجامعية في العام 1665، أغلقت الجامعة أبوابها كإجراء وقائي ضد وباء الطاعون الذي اجتاح اوروبا ولزم نيوتن البيت لمدة عامين تفرّغ خلالها للحسبان، العدسات، وقوانين الجاذبية.
في العام 1667، أصبح نيوتن عضو في هيئة التدريس في كلية "ترينيتي" وقام بنشر الورقة العلمية والمتعلقة بـ "التّحليل بالمتسلسلة الا نهائيّة". قام كل من نيوتن و ليبنيز على حدة بتطوير نظرية المعادلات التفاضلية واستعمل الرجلان رموز مختلفة في وصف المعادلات التفاضلية ولكن تبقى الطريقة التي إتّبعها ليبنيز أفضل من الحلول المقدّمة من نيوتن ومع هذا، يبقى إسم نيوتن مقرون بأحد رموز العلم في العالم.
البصريات
درُس نيوتن البصريات من العام 1670 - 1672، في هذه الفترة، تحقّق من إنكسار الضوء وبرهن على أن الضوءالأبيض ممكن ان ينقسم الى عدة ألوان عند مروره خلال المنشور ومن الممكن بالتالي تجميع حزمة الألوان تلك من خلال عدسة منشور آخر ليتكون الضوء الأبيض من جديد. باستنتاجه هذا، تمكن نيوتن من إختراع التلسكوب العاكس ليتغلب على مشكلة الألوان التي تظهر في التلسكوبات المعتمدة على الضوء المنكسر.
عاد نيوتن لعمله البحثي في الجاذبية وتأثيرها على مدار الكواكب مستنداً على القواعد التي أرساها كيبلر في قوانين الحركة، وبعد التشاور مع "هوك" و "فلامستيد"، نشر نيوتن إستنتاجاته في العام 1684 والتي تناولت قوانين الحركة.
نشر نيوتن الورقة "برينسيبيا" في العام 1687 بتشجيع ودعم مالي من "إيدموند هالي". في هذه الورقة، سطّر نيوتن القوانين الكونية الثلاثة والمتعلقة بالحركة ولم يستطع أحد ان يعدل على هذه القوانين لـ 300 سنة أخرى! بعد إصدار نيوتن لنظرية "برينسيبيا"، أصبح الرجل مشهوراً على المستوى العالمي واستدار من حولة المعجبون
تمكن نيوتن من ان يصبح عضواً في البرلمان في الأعوام 1689 - 1690 وكذلك في العام 1671
لم يتزوج نيوتن قط ولم يكن له أطفال مسجّلون وقد مات في مدينة لندن لندن ودفن في مقبرة "ويست مينيستر آبي".
ثالثاً: قانون نيوتن الأول:
عند دفعنا جسماً ما على سطح خشن فإنه سوف يتحرك لفترةٍ قصيرة ثم يتوقف بسبب احتكاكه مع السطح ، ولكن إذا دفعناه على سطح رخامي مصقول فإنه يتحرك فوقه لفتره أطول من السابق قبل أن يتوقف بسبب احتكاكه مع السطح ، نلاحظ أن السرعة تتغير في الحالتين ولكنها أبطأ في الحالة الثانية ، تخيلــ/ـــي أنك استطعت إلغاء قوة الإحتكاك (القوة الخارجية ) بين الجسم والسطح وأن طول هذا السطح لانهائي ، كيف تصفـــ/ــــين حركة الجسم في هذه الحالة؟؟!!!
سنجدُ الإجابة معاً في قانون نيوتن الأول:
إذا لم تكن هناك قوة خارجية تؤثر على جسمٍ فإن :
أ*-الجسم الساكن يبقى ساكناً.
ب*-الجسم المتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة وعلى خط مستقيم.
أو يمكننا إعادة صياغته كالتالي :
من قانون نيوتن الأول يمكننا أن نقول أن الجسم الساكن يقاوم أي مؤثر خارجي يحاول تحريكه وكذلك الجسم المتحرك يقاوم أي مؤثر خارجي يحاول تغيير اتجاه أو مقدار سرعته ,, لذلكَ سُمي قانون نيوتن الأول بقانون القصور الذاتي .
وكما يحصل معنا جميعاً فإننا عندما نركب سيارة مثلاً ثم تتوقف فجأةً ، فإننا نندفع للأمام أي جسمنا قد أظهر ممانعة في التوقف عندما توقفت السيارة ، وبذلكَ نقول إننا نمتلك قصور ذاتي .
ومن هنا يمكننا أن نعرّف القصور الذاتي بأنه :
محصلة القوى:
في الشكل التالي تؤثر قوتان على الكرة باتجاهين متعاكسين ، فيمكننا مساواة هاتين القوتين بقوة واحدة باتجاه المحور السيني الموجب مقدارها =2 نيوتن ، هذه القوة التي حصلنا عليها بالمساواة نسميها محصلة القوى ، وهي تماثل عمل القوتين في الإتجاه والمقدار .
ق= 5 – 3 = 2 نيوتن .
ومن هنا نعرّف محصلة القوى بأنها :
مساواة القوى المؤثّرة على جسم بقوة واحدة تكافئ عمل القوى الأصلية في المقدار والإتجاه .
أو:
هي القوة التي تحل محل مجموعة من القوى .
...
تمرين :
...
رابعاً:قانون نيوتن الثاني :
ماذا تحتاجــــــ/ــين لبذل قوة أكبر عند دفع عربة التسوق مثلاً عندما تكون ممتلئة مقارنة بها عندما تكون فارغة؟؟
عندما تريد/ــــين زيادة السرعة فماذا تفعلــــ/ــين؟؟؟
نستطيع فهم ذلك من خلال قانون نيوتن الثاني والذي ينص على أن:
إذا أثرت محصلة قوى خارجية على جسم ، فإنها تكسبه تسارعاً في إتجاهها ،يتناسب طردياً مع محصلة القوى وعكسياً مع كتلة الجسم .
الصيغة الرياضية لهذا القانون:
محصلة القوى المؤثرة على جسم = كتلة الجسم X تسارع الجسم
ق (نيوتن) = ك (كجم) X ت ( م/ث2 )
من قاون نيوتن الثاني فإنه إذا أثرت قوة خارجية على جسم ، فسوف تكسبه تسارعاً يتمثل في زيادة السرعة ، نقصان السرعة أو تغيير إتجاه سرعة الجسم ،وفي حالة أن الجسم لم يكتسب تسارعاً، فهذا يدل على أن محصلة القوى المؤثرة عليه تساوي صفر.
يمكننا أن نعرف وحدة النيوتن كالتالي :
واحد نيوتن هو القوة اللازمة لإكساب كتلة مقدارها 1 كجم تسارعاً مقداره1 م/ث2 .
نعلم جميعاً أن الإجسام السافطة نحو الأرضتكتسب تسارعاً مقداره 9.8 م/ث2 نحو مركز الأرض ، ومن مفهوم نيوتن الثاني فإن أي جسم يكتسب تسارعاً فلابد منوجود قوة تؤثر عليه، وفي حالة سقوط الجسم سوف تكون القوة المؤثرة عليه هي قوة جذب الأرض .
نستطيع تعريف الوزن بأنه:
مقدار قوة جذب الأرض للجسم، ويكون اتجاهه نحو مركز الأرض.
العلاقة الرياضية للوزن كالتالي:
الوزن =كتلة الجسم X تسارع الجاذبية الأرضية
ق= ك X ج
يحتوي الميزان الزنبركي على مقياسين للكتلةوالوزن على جانبيه، بحيث يمكننا معرفة وزن الجسم وكتلته (إذا كان الزنبرك لا يحتوي إلا على مقياس الكتلة ، فإننا نستطيع حساب وزن الجسم من العلاقة الرياضية للوزن مع الكتلة) ،ولقياس كتلة الجسم أ, وزنه فإننا نعلق الجسم المراد حساب كتلته أو وزنه على الزنبرك ، فيتحرك المؤشر إلى القراءة التي تمثل كتلة الجسم أو وزنه .
خامساً:قانون نيوتن الثالث:
إذا جلست على كرسي متحرك ( بعجلات ) ، ثم قمت بدفع الحائط الذي أمامك بقدميك ، ماذا تتوقعـــــ/ــين أن يحدث؟
سنجد الإجابة معاً في قانون نيوتن الثالث والذي ينص على:
أنه عندما يؤثر جسم بقوة على جسم ثاني ، فإن الجسم الثاني يؤثر على الجسم الأول بقوة مساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه.
أو يمكننا القول :
لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.
ويسمى هذا القانون بـــ ((الفعل ورد الفعل )).
سادساً:أنواع القوى الموجودة في الكون:
اكتُشِفت أربعة أنواع أساسية للقوى في الكون ، أما القوى الأخرى فهي تعتبر مشتقة من هذه القوى الأساسية ، وهذه القوى الأساسية هي :
1-قوة تجاذب الكتل :
هي القوة التي منشأها من كتل الأجسام ، فإن أي جسم في هذا الكون يؤثر بقوة جذب على جسم آخر في هذا الكون ، وعلاقتها الرياضية كالتالي : قج =ثابت ك 1 ك 2 / ف 2
ونستطيع أن نستنتج من هذه العلاقة أن هذه القوة تزداد بزيادة كتل الأجسام ( ك 1، ك 2 )، وتتناقص بزيادة المسافة بين مركزيهما (ف ).
مثال: نحن ننجذب نحو الأرض، وكذلك المجموعة الشمسية توجد بينها قوة جذب.
2-القوة الكهربية والمغناطيسية:
القوة الكهربية: وهذه القوة تنشأ بين الأجسام المشحونة كهربياً.
القوة المغناطيسية: وهذه القوة تنشأ بين أقطاب المغناطيس.
تُجمع القوة الكهربائية والمغناطيسية بقوة موحدة تسمى القوة الكهرومغناطيسية.
4-القوة النووية الضعيفة: وهي قوى تظهر أثناء التحلل الإشعاعي للمواد المشعة.
1-القوة العمودية (الاعتيادية):
هي القوة التي يؤثر بها السطح على الجسم ليمنعه من اختراق السطح، لذلك يكون اتجاه القوة عمودي على السطح باتجاه الجسم.
2-قوة الاحتكاك:
عندما تبدو لنا بعض الأسطح مصقولة بشكل تام ، فإن النظرة الميكروسكوبية لها مختلفة عمّا نراه في العادة.
فنلاحظ أن نقطة التلامس بين أي جسمين مليئة بالنتؤات والتي تعمل على مقاومة حركة الجسم. بالإضافة إلى نوعية الشحنة للذرات الموجودة على الأسطح الخارجية للوسطين والتي تعمل من خلال ترابطهم الكهربائي على زيادة قوة الاحتكاك (للشحنات المختلفة) أو تقليل قوة الاحتكاك (للشحنات المتشابهة).
ونلاحظ أن قوة الاحتكاك تختلف عند بدء الحركة عنها أثناء الحركة ، وبذلك تقسم عادةً إلى قسمين:
أ*-احتكاك حركي.
ب*-احتكاك سكوني.
متى تعمل قوة الاحتكاك؟؟
عندما لاتكون هناك أية محاولة لتحريك الجسم، فإنه لاتوجد قوة احتكاك.
وعندما نؤثر بقوة صغيرة ق على الجسم ولا يتحرك فهذا يعني أن قوة الاحتكاك أكبر من القوة المبذولة، وبالتالي فإن الجسم لايتحرك.
وعندما نبذل قوة أكبر من السابق ويتحرك الجسم قليلاً فإن ذلكَ يعني أن القوة التي بذلناها أكبر من قوة الاحتكاك.
3-قوة الشد:
في الشكل التالي:
عندما تشد الفتاة الحبل، فإن القوة تنتقل إلى الحبل المشدود فتصبح:
ق (الفتاة) = ق (الشد)
في حالة أخرى من الشكل المقابل :
تبذل الفتاة قوة معينة لرفع الجسم فيصبح الحبل مشدوداً (متوتراً) فتنتقل قوة الفتاة إلى الحبل ،ومن ثم تنتقل حتى تصل إلى الطرف الآخر من الحبل ولا يؤثر ذلكَ في كون الحبل ملتفاً حول البكرة ( لاحظــــــ/ـــــي اتجاه القوى) بحيث تصبح ق (الفتاة) = ق (الشد) في الطرف الثاني من الحبل.
{وذلكَ بفرض عدم وجود احتكاك في البكرة وإهمال كتلة الحبل }.
الاختبار:
1-جلد يد الإنسان يحتوي على خطوط صغيرة ، مافائدة ذلكَ بالنسبة لمسك الأشياء؟
2-رجل وزنه على سطح الأرض 700 نيوتن . كم سيكون وزنه على سطح القمر حيثُ تسارع الجاذبية على سطح القمر 1.6 م/ث2 ؟
وأشكر أختي beautiful bird على تصميم الفواصل .. جزاكِ الله كل خير
وفي الختام أتمنى لكل من قرأ موضوعي أن يكون قد زاد عليه بالمتعة والفائدة
ترقبوا جديدي دآآئما ^ـــــــ^
... لا أبيح نقل الموضوع بأي شكل من الأشكال ...
