إذا تم دفع صندوق كتلته 20 كجم بقوة قدرها 40 نيوتن، فما سيسفر عنه تسارع هذا الصندوق تندرج كافة العلوم تحت قوانين خاصة بها تميزها عن غيرها، وتلك القوانين تتيح إمكانية تطبيق العمليات المختلفة بسهولة. إن حياة الإنسان متشابكة بتطبيقات عملية في كل خطوة يخطوها. يُقدِّم هذا المقال شرحًا وافيًا للإجابة على هذا السؤال المهم.
مفهوم الفيزياء
تُعتبر الفيزياء واحدة من العلوم الأساسية التي تمس حياتنا اليومية، بجانب الرياضيات. فهي تهتم بدراسة المفاهيم الجوهرية مثل الطاقة، القوة، الزمن، وكل ما يرتبط بها من مفاهيم مثل الكتلة والمادة. تعتبر الفيزياء بمثابة الإطار العام لفهم الطبيعة، والتي يعود أصل تسميتها إلى الكلمة اليونانية “فيزيكوس”. فليس علم الفيزياء مقتصرًا على دراسة الأجسام تحت تأثير قوة معينة فحسب، بل يتعامل مع نطاق أوسع يشمل دراسة القوة الجاذبية والقوى النووية، مما يسهم في توحيد القوانين والمبادئ التي تُساعد في فهم الظواهر الطبيعية.
مجالات الفيزياء
تنقسم مجالات الفيزياء إلى عدة أقسام، حيث تساهم في تفسير الظواهر الطبيعية وإجراء التجارب اللازمة لاستخلاص المبادئ والنظريات. ومن بين تصنيفات هذه المجالات نجد
- الفيزياء الحديثة تتضمن عناصر من ميكانيكا الكم ونظرية النسبية لأينشتاين، حيث بدأ تطورها في القرن العشرين ويمثل إضافة نوعية لأساسيات النظرية النسبية.
- الفيزياء الكلاسيكية تهتم بدراسة الظواهر الحركية المتعلقة بالأجسام والقوى التي تؤثر عليها، وتعتمد تطبيقاتها على قوانين الجاذبية العامة وقوانين الحركة الخطية وتحليل الضوء.
كيفية حساب تسارع صندوق كتلته 20 كجم عند دفعه بقوة 40 نيوتن
تعتمد المعادلة الفيزيائية التي تربط بين الكتلة، التسارع، والقوة على الصيغة التالية ت = ق / ك. سنقوم الآن بحل السؤال بالمعلومات المتاحة من خلال تعويض الرموز وفقًا لقيمها العددية.
- السؤال إذا دفعت صندوقًا كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن، فما هو تسارع الصندوق
- الإجابة 2 م/ث2.
خطوات حل المسألة
لحل المسألة الرياضية، يجب أولاً تحديد المعطيات وفهم المطلوب، ثم استنتاج القانون المناسب، كما يلي
- المعطيات
- الكتلة (ك) = 20 كجم.
- القوة (ق) = 40 نيوتن.
- المطلوب
- إيجاد التسارع (ت).
- الحل
- نعوض المعطيات في قانون التسارع ت = ق / ك.
- ت = 40 نيوتن / 20 كجم.
- ت = 2 م/ث2.
قوانين نيوتن في الحركة
- قانون نيوتن الأول ينص على أن الجسم الساكن يبقى ساكنًا ما لم تُؤثر عليه أي قوى تؤدي إلى تغيير سرعته، مما يعني أن مجموع القوى المؤثرة على الجسم يجب أن يساوي صفر.
- قانون نيوتن الثاني ينص على أنه عندما تؤثر قوة معينة على جسم ما، فإن هذه القوة تكسبه تسارعًا يتناسب طرديًا مع القوة وعكسيًا مع الكتلة.
- قانون نيوتن الثالث ينص على أن لكل فعل هناك رد فعل متساوي ومعاكس في الاتجاه، ويشترط أن تبقى القوى بين الجسمين متساوية في المقدار.
في ختام مقالتنا التعليمية حول حل مسألة دفع صندوق كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن وما يسفر عنه ذلك من تسارع، تناولنا مفهوم الفيزياء وأهم القوانين التي تستخدم في تفسير العديد من الظواهر الطبيعية، مما يؤكد أن كل حدث له مسبب ولا شيء يحدث من العدم.