قوانين نيوتن للحركة: القوى والحركة (القصور الذاتي، التسارع، الفعل ورد الفعل) مع تمارين محلولة — الأولى ثانوي — المنهاج الجزائري

قوانين نيوتن للحركة: القوى والحركة في الفيزياء (القصور الذاتي، التسارع، الفعل ورد الفعل)

—— الأولى ثانوي — العلوم الفيزيائية ——

الأهداف التعليمية:

• التعرف على مفهوم القوة وتمثيلها
• فهم واستيعاب قوانين نيوتن الثلاثة للحركة
• تطبيق القوانين في حل مسائل فيزيائية
• ربط القوانين بظواهر الحياة اليومية

1. مفهوم القوة (Force):

القوة هي مؤثر خارجي يغير من حالة الجسم الحركية (سكون أو حركة)، أو يحاول تغييرها. وحدة قياسها النيوتن (N). القوة كمية متجهة (لها مقدار واتجاه).

2. قانون نيوتن الأول: قانون القصور الذاتي (Principe d’Inertie):

النص: يبقى الجسم الساكن ساكناً، والجسم المتحرك متحركاً بحركة مستقيمة منتظمة، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته.

شرح:

• إذا كانت ∑F = 0 (محصلة القوى معدومة) فإن V = ثابت (ساكن أو حركة منتظمة)
• إذا كان الجسم ساكناً أو متحركاً بحركة مستقيمة منتظمة، فإن محصلة القوى المطبقة عليه معدومة

مثال: كتاب ساكن على طاولة — قوة الثقل وقوة رد الفعل متساويتان في المقدار ومتضادتان في الاتجاه.

3. قانون نيوتن الثاني: قانون التسارع (Relation Fondamentale de la Dynamique):

النص: محصلة القوى المؤثرة على جسم تساوي حاصل ضرب كتلته في تسارعه.

الصيغة الرياضية: ∑F = m × a

حيث: ∑F محصلة القوى (N)، m الكتلة (kg)، a التسارع (m/s²)

مثال: سيارة كتلتها 1000 kg تتسارع بـ 2 m/s²، القوة المحصلة = 1000 × 2 = 2000 N

4. قانون نيوتن الثالث: قانون الفعل ورد الفعل (Principe d’Action et de Réaction):

النص: لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.

F₁₂ = -F₂₁ (القوة التي يؤثر بها الجسم 1 على الجسم 2 تساوي معاكسة للقوة التي يؤثر بها الجسم 2 على الجسم 1)

ملاحظة مهمة: قوتا الفعل ورد الفعل تؤثران على جسمين مختلفين، وبالتالي لا تلغيان بعضهما.

مثال: عندما تدفع جداراً، فإن الجدار يدفعك بقوة معاكسة — هذا ما يجعلك تتحرك للخلف.

📝 تمرين محلول:

المعطيات: جسم كتلته 5 kg موضوع على سطح أفقي أملس. تؤثر عليه قوة أفقية مقدارها 20 N.

1) احسب تسارع الجسم.
2) إذا كانت قوة الاحتكاك 5 N، فما هو التسارع الجديد؟

الحل:

1) بتطبيق قانون نيوتن الثاني: ∑F = m × a → 20 = 5 × a → a = 20/5 = 4 m/s²

2) في وجود احتكاك: ∑F = 20 – 5 = 15 N → a = 15/5 = 3 m/s²

📌 خلاصة:

قوانين نيوتن الثلاثة هي أساس الميكانيكا الكلاسيكية. يجب حفظها وفهم تطبيقاتها في الحياة اليومية وحل المسائل المرتبطة بها.

🔗 دروس مشابهة: القوى والحركة (الميكانيكا) — المقادير الكهربائية (التوتر والتيار والمقاومة)