القوة والحركة
مفهوما القوة والحركة من اكثر المفاهيم الفيزيائية أهمية ، فبدون القوى لا يحدث شئ في الكون ، وبدون الحركة يؤول الكون إلى العدم . والقوة والحركة مترابطان في مبحث الحراكيات ( الديناميكا ) ، وهو العلم الذي يدرس حركة الأجسام بتأثير القوى التي تتعرض لها .
لعل من أهم الإنجازات العلمية العديدة التي تحققت في السابع عشر ، المفهوم الجديد لطبيعة الحركة . فقد عرف فلاسفة الإغريق الكثير عن علم السكونيات ( الاستاتيكا ) ، لكن أسرار الحركة ظلت مجهولة لديهم . فقد كانت مساءلات استمرارية الحركة عند انطلاق سهم في الهواء مثلا ، تحير علماء الإغريق و تستعصي عليهم . لقد كانوا يدركون أن القوة التي تطلق السهم من القوس ، تحركه كما المحراث يتحرك بقوة جر الثور لكنهم لم يجدوا تعليلا لاستمرارية انطلاق السهم في الهواء دون دافع ظاهر يحركه .
كان افتقار العلماء القدامى إلى موقت دقيق أحد الأسباب في قصورهم عن معالجة مفهوم الحركة . لأنه بدون توقيت مضبوط لا يمكن متابعة تغيرات موقع الجسم وتسجيلها بيانيا بدقة . ثم كان اكتشاف الرقاص ( البندول ) ذات يوم عام 1583 على يد العالم الإيطالي غاليليو غاليلى (1564 – 1642 ) طالب الطب حينئذ عندما لاحظ وهو جالس في إحدى الكنائس أن حبل الجرس المتدلي يخطر جيئة وذهابا بشكل منتظم ، طال قوس ترجحه أم قصر .
وبمقارنة ترجح الرقاصات المختلفة على نبضات رسغه أدرك أن هذا الخطران المنتظم قد يوفر طريقة بسيطة و موثوقه للتوقيت المضبوط .وكان من تصميمه التي لم يندها خلال حياته الساعة البندولية ،وقد نفذه ابنه لاحقا . على مدى نصف قرن ، تابع غاليليو مراقباته ، واختباراته ، التحليلية الرياضية ،للقوة والحركة ،واضعا ألا سس الراسخة لعلم الديناميكا .وقد نشرت إنجازاته عام 1638 في كتاب بعنوان ( محاضرات حول علمين جديدين ) يعتبر أحد أهم الكتب العلمية طرا حتى اليوم . أما العلم الآخر فهو ( مقاومة المواد ) وكان من إنجازات غاليليو وبصيرته النفاذة تميزه الحاسم بين التسارع والسرعة – بالأحرى السرعة الاتجاهيه . فمفهوم ( السرعة الاتجاهية ) يختلف نوعياً عن مفهوم (( السرعة )) المجرد – حيث لا اعتبار لاتجاه التحرك . فسرعة السيارة مثلاً تقاس بالمسافة (( الكيلومترات )) التي تقطعها في وحدة الزمن (( الساعة )) – دون اعتبار لاتجاه تحركها . و يسمى العلماء كمية مثل معدل السرعة البسيط هذا (( كمية عددية )) ، في حين أن السرعة الاتجاهيه (( كمية موجهة ))، أي أن اتجاه و مقدار سرعتها معروفان. ولهذا أهميته لأن القوة تؤثر دائماً في اتجاه معين .
قوانين نيوتن :
القانونان الأولان لتوطيد فكرة غاليليو الثاقبتين ، أولاً أن الجسم يتسارع أو بتقاصر أي يتباطأ بتأثير القوة فقط . وثانياً يعتمد التسارع على مقدار القوة المسلطة و على كتلة الجسم .
وينص قانونه الثالث على أن لكل فعل ردة فعل مساويا له في المقدار معاكسا في الاتجاه .
مفهوما القوة والحركة من اكثر المفاهيم الفيزيائية أهمية ، فبدون القوى لا يحدث شئ في الكون ، وبدون الحركة يؤول الكون إلى العدم . والقوة والحركة مترابطان في مبحث الحراكيات ( الديناميكا ) ، وهو العلم الذي يدرس حركة الأجسام بتأثير القوى التي تتعرض لها .
لعل من أهم الإنجازات العلمية العديدة التي تحققت في السابع عشر ، المفهوم الجديد لطبيعة الحركة . فقد عرف فلاسفة الإغريق الكثير عن علم السكونيات ( الاستاتيكا ) ، لكن أسرار الحركة ظلت مجهولة لديهم . فقد كانت مساءلات استمرارية الحركة عند انطلاق سهم في الهواء مثلا ، تحير علماء الإغريق و تستعصي عليهم . لقد كانوا يدركون أن القوة التي تطلق السهم من القوس ، تحركه كما المحراث يتحرك بقوة جر الثور لكنهم لم يجدوا تعليلا لاستمرارية انطلاق السهم في الهواء دون دافع ظاهر يحركه .
كان افتقار العلماء القدامى إلى موقت دقيق أحد الأسباب في قصورهم عن معالجة مفهوم الحركة . لأنه بدون توقيت مضبوط لا يمكن متابعة تغيرات موقع الجسم وتسجيلها بيانيا بدقة . ثم كان اكتشاف الرقاص ( البندول ) ذات يوم عام 1583 على يد العالم الإيطالي غاليليو غاليلى (1564 – 1642 ) طالب الطب حينئذ عندما لاحظ وهو جالس في إحدى الكنائس أن حبل الجرس المتدلي يخطر جيئة وذهابا بشكل منتظم ، طال قوس ترجحه أم قصر .
وبمقارنة ترجح الرقاصات المختلفة على نبضات رسغه أدرك أن هذا الخطران المنتظم قد يوفر طريقة بسيطة و موثوقه للتوقيت المضبوط .وكان من تصميمه التي لم يندها خلال حياته الساعة البندولية ،وقد نفذه ابنه لاحقا . على مدى نصف قرن ، تابع غاليليو مراقباته ، واختباراته ، التحليلية الرياضية ،للقوة والحركة ،واضعا ألا سس الراسخة لعلم الديناميكا .وقد نشرت إنجازاته عام 1638 في كتاب بعنوان ( محاضرات حول علمين جديدين ) يعتبر أحد أهم الكتب العلمية طرا حتى اليوم . أما العلم الآخر فهو ( مقاومة المواد ) وكان من إنجازات غاليليو وبصيرته النفاذة تميزه الحاسم بين التسارع والسرعة – بالأحرى السرعة الاتجاهيه . فمفهوم ( السرعة الاتجاهية ) يختلف نوعياً عن مفهوم (( السرعة )) المجرد – حيث لا اعتبار لاتجاه التحرك . فسرعة السيارة مثلاً تقاس بالمسافة (( الكيلومترات )) التي تقطعها في وحدة الزمن (( الساعة )) – دون اعتبار لاتجاه تحركها . و يسمى العلماء كمية مثل معدل السرعة البسيط هذا (( كمية عددية )) ، في حين أن السرعة الاتجاهيه (( كمية موجهة ))، أي أن اتجاه و مقدار سرعتها معروفان. ولهذا أهميته لأن القوة تؤثر دائماً في اتجاه معين .
قوانين نيوتن :
القانونان الأولان لتوطيد فكرة غاليليو الثاقبتين ، أولاً أن الجسم يتسارع أو بتقاصر أي يتباطأ بتأثير القوة فقط . وثانياً يعتمد التسارع على مقدار القوة المسلطة و على كتلة الجسم .
وينص قانونه الثالث على أن لكل فعل ردة فعل مساويا له في المقدار معاكسا في الاتجاه .
