لا تنطبق قانون نيوتن الثاني بصيغته المعتادة على الأنظمة ذات

بنك المعلومات

لا تنطبق قانون نيوتن الثاني بصيغته المعتادة على الأنظمة ذات الكتلة المتغيرة، مثل الصواريخ، لأن هذا القانون يفترض عادةً ثبات الكتلة أثناء الحركة. وعندما تتغير كتلة الجسم مع الزمن، لا يعود وصف الحركة بالقوة المحصلة وحده كافياً، إذ تدخل في الحسابات آثار تغيّر الكتلة نفسها، وهو ما يجعل معالجة هذه الحالات تحتاج إلى صياغة أدق من الصياغة الأساسية للقانون.

من الموسوعــة

قوانين الحركة التي صاغها إسحاق نيوتن عام ١٦٨٧ تُعد من أكثر قوانين الفيزياء رسوخاً في وصف الحركة والطاقة وكمية التحرك الزاوي، وقد أثبتت الفيزياء الحديثة صحة كثير من تطبيقاتها، ومنها تطبيقها على الضوء والمادة، إلى جانب استخدامها في الفيزياء التقليدية والحديثة. استند نيوتن إلى أفكار كان غاليليو قد توصل إليها، وكانت النتيجة مجموعة موحدة من القوانين التي أعطت أسباباً منطقية للحركة. وتصف هذه القوانين العلاقة بين القوى المؤثرة في الأجسام وحركة تلك الأجسام؛ ويُعرف القانون الأول بمبدأ العطالة، بينما ينص القانون الثاني على أن الجسم الخاضع لحركة منتظمة يحافظ على حركته ما لم تؤثر فيه قوة خارجية، أما القانون الثالث فيُعرف بقانون الفعل ورد الفعل، ومضمونه أن لكل فعل رد فعل مساوياً له ومعاكساً له.

قانون أمبير قانون في الكهرومغناطيسية يربط بين التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي المتولد حوله، ويعد من الأسس التي دخلت لاحقاً في صياغة معادلات ماكسويل. يقرر القانون في صورته الأصلية أن التكامل الخطي للمجال المغناطيسي حول مسار مغلق يتناسب مع التيار الكلي المار داخل ذلك المسار، لكنه يكون دقيقاً في الحالات الساكنة التي لا يتغير فيها المجال الكهربائي مع الزمن. أضاف ماكسويل لاحقاً مفهوم تيار الإزاحة ليصحح القانون في الحالات المتغيرة زمنياً، وبذلك أصبح القانون يوضح أن المجال المغناطيسي قد ينشأ عن تيار كهربائي أو عن مجال كهربائي متغير. وتمثل هذه الصياغة ركناً مهماً في فهم الموجات الكهرومغناطيسية وانتشار الضوء.

قانون سنيل قانون في البصريات يصف انكسار الضوء أو الموجات عند انتقالها بين وسطين مختلفين مثل الهواء والماء أو الزجاج. يربط القانون بين زاوية السقوط وزاوية الانكسار ومعاملات الانكسار أو سرعات الموجة في الوسطين، ويبين أن الضوء ينحرف نحو العمود عندما ينتقل إلى وسط أعلى معامل انكساراً، وينحرف بعيداً عنه في الحالة المعاكسة. تنطبق العلاقة على الأوساط المتجانسة المتماثلة الخواص، وتفسر ظواهر مثل الانعكاس الداخلي الكلي والزاوية الحرجة. وقد أصبح القانون من أساسيات علم البصريات وتصميم العدسات والألياف الضوئية والأجهزة البصرية.

الأنظمة الكهروميكانيكية النانوية فئة من الأجهزة التي تجمع بين الوظائف الكهربائية والميكانيكية على مقياس شديد الصغر، وتمثل امتداداً أكثر تصغيراً للأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة. تدمج هذه الأنظمة عناصر إلكترونية نانوية مع محركات ومضخات ومستشعرات، وتستخدم في قياس التسارع والكشف الكيميائي والفيزيائي والبيولوجي، مستفيدة من خفة الكتلة، وارتفاع ترددات الرنين، واتساع السطح قياساً إلى الحجم. وتعتمد موادها كثيراً على الكربون مثل الأنابيب النانوية والجرافين والماس بسبب خواصها الميكانيكية والكهربائية، إلا أن تطبيقاتها التجارية تواجه تحديات تتعلق بالتصنيع المنتظم، واستقرار الخصائص، ودمج المكونات النانوية في أجهزة موثوقة.

السير إسحاق نيوتن عالم إنجليزي وُلد في وولسثورب قرب غرانثام في لنكولنشاير، وكانت أعظم إسهاماته في العلوم والرياضيات، إذ اكتشف قوانين ونظريات أسهمت في فهم الكون، ومنحت العلماء اللاحقين أدوات مهمة لدراسة عالم الفضاء. كانت اكتشافاته الرياضية بالغة الأهمية؛ فقد أسهم في نظرية المعادلات ثنائية الحدود، وكان أحد من ارتبط اسمهم بنشأة حساب التفاضل والتكامل، كما اكتشف قوة الجاذبية وصاغ القوانين الثلاثة للحركة. وُلد في ٤ يناير ١٦٤٣ وتوفي في لندن في ٣١ مارس ١٧٢٧ بعد معاناة من عدة أمراض. ومن أشهر أعماله ميكانيكا نيوتن، والجاذبية الكونية، والتفاضل والتكامل متناهي الصغر، والبصريات، وطريقة نيوتن. ومن أشهر منازعاته العلمية خلافه مع غوتفريد فيلهلم لايبنيز حول أسبقية اكتشاف حساب التفاضل والتكامل، كما استدعته أمه في السابعة عشرة من عمره إلى المنزل ليتعلم إدارة مزرعة العائلة.