فيزياء الميكانيكا

حركة الجسيم في بعد واحد

حركة موحدة

وفقًا لقانون نيوتن الأول (المعروف أيضًا باسم مبدأ القصور الذاتي) ، فإن الجسم الذي لا توجد قوة صافية تعمل عليه سيظل في وضع الراحة أو سيستمر في التحرك بسرعة موحدة في خط مستقيم ، وفقًا لحالته الأولية للحركة. في الواقع ، في ميكانيكا نيوتن الكلاسيكية ، لا يوجد فرق مهم بين الراحة والحركة المنتظمة في خط مستقيم. يمكن أن ينظر إليهم على أنهم نفس حالة الحركة التي يراها مراقبون مختلفون ، أحدهما يتحرك بنفس سرعة الجسيم ، والآخر يتحرك بسرعة ثابتة فيما يتعلق بالجسيم.

على الرغم من أن مبدأ القصور الذاتي هو نقطة البداية والافتراض الأساسي للميكانيكا الكلاسيكية ، إلا أنه أقل وضوحًا بشكل بديهي للعين غير المدربة. في ميكانيكا أرسطو ، وفي التجربة العادية ، تميل الأشياء التي لا يتم دفعها إلى الراحة. استنتج جاليليو قانون القصور الذاتي من تجاربه مع الكرات المتدحرجة في الطائرات المائلة ، الموصوفة أعلاه.

بالنسبة لغاليليو ، كان مبدأ القصور الذاتي أساسيًا لمهمته العلمية المركزية: كان عليه أن يشرح كيف أنه من الممكن أنه إذا كانت الأرض تدور بالفعل حول محورها وتدور حول الشمس ، فإننا لا نشعر بهذه الحركة. يساعد مبدأ القصور الذاتي في توفير الإجابة: نظرًا لأننا نتحرك مع الأرض ، ونيلنا الطبيعي هو الاحتفاظ بهذه الحركة ، فإن الأرض تبدو لنا في حالة استرخاء. وهكذا ، كان مبدأ الجمود ، بعيدًا عن كونه بيانًا واضحًا ، كان في السابق قضية مركزية في الخلاف العلمي. في الوقت الذي قام فيه نيوتن بفرز جميع التفاصيل ، كان من الممكن حساب الانحرافات الصغيرة عن هذه الصورة بدقة بسبب حقيقة أن حركة سطح الأرض ليست حركة موحدة في خط مستقيم (تتم مناقشة آثار الحركة الدورانية أدناه). في الصيغة النيوتونية ، فإن الملاحظة الشائعة بأن الأجسام التي لا يتم دفعها تميل إلى الراحة تنسب إلى حقيقة أن لديها قوى غير متوازنة تعمل عليها ، مثل الاحتكاك ومقاومة الهواء.

كما سبق ذكره ، يمكن القول أن الجسم المتحرك لديه زخم يساوي منتج كتلته وسرعته. كما أن لديها نوعًا من الطاقة يرجع بالكامل إلى حركتها ، تسمى الطاقة الحركية. يتم إعطاء الطاقة الحركية لجسم الكتلة m المتحرك بسرعة v بواسطة