آموزش قانون اول نیوتون + مثال‌های کاربردی (رایگان)

برای بررسی حرکت اجسام و تحلیل رابطه میان حرکت آن‌ها و نیروهای وارد بر آن‌ها، از قانون اول نیوتون بهره‌ می‌گیریم. قوانین نیوتون از اساسی‌ترین قوانین فیزیک به شمار می‌آیند و بر اساس حرکت اجسام و نیروهای وارد بر آن‌ها به سه دسته قانون اول، دوم و سوم نیوتون تقسیم می‌شوند. در قانون اول نیوتون، حالات یک جسم به دو صورت تحلیل می‌گردد: حالت اول مربوط به جسمی است که در سکون قرار دارد و حرکتی ندارد؛ حالت دوم مربوط به جسمی است که با سرعت ثابت در مسیر مستقیم حرکت می‌کند. در حالت نخست، یعنی وقتی که جسم ساکن است، چنانچه نیرویی بر آن اعمال نشود یا برآیند نیروهای اعمال شده برابر صفر باشد، طبق قانون اول نیوتون، جسم در حالت سکون خود باقی خواهد ماند. در حالت دوم که جسم با سرعت ثابت و در مسیر مستقیم در حرکت است، اگر نیرویی بر آن وارد نشود یا مجموع نیروهای اعمال شده برابر صفر باشد، مطابق قانون اول نیوتون جسم با همان سرعت ثابت و در مسیر مستقیم به حرکت خود ادامه خواهد داد. نیروها نیز با توجه به تماس آن‌ها با اجسام به دو دسته نیروهای تماسی و نیروهای غیرتماسی تقسیم می‌شوند؛ هنگامی که برهم‌کنش اجسام در اثر تماس فیزیکی باشد، نیروهای وارد شده در دسته نیروهای تماسی قرار می‌گیرند و هنگامی که برهم‌کنش بین اجسام بدون تماس فیزیکی صورت گیرد، نیرو در فاصله بین اجسام ایجاد شده و در دسته نیروهای غیرتماسی طبقه‌بندی می‌شود. قانون اول نیوتون نوعی توصیف از قانون پایستگی تکانه ارائه می‌دهد. در حقیقت، عدم اعمال نیرو بر جسم یا صفر بودن برایند نیروهای وارد بر آن باعث می‌شود که تکانه سیستم با گذر زمان ثابت بماند. منظور از تکانه، حاصل‌ضرب جرم جسم در سرعت آن است. با مقایسه تکانه با قانون دوم نیوتون، می‌توان رابطه‌ای برای مجموع نیروها بر حسب تکانه به دست آورد؛ بدین ترتیب که مجموع نیروها برابر با مشتق تکانه نسبت به زمان خواهد بود. بنابراین، هنگامی که تکانه ثابت باشد، مشتق آن برابر صفر خواهد بود و در نتیجه، مجموع نیروها نیز صفر خواهد شد. با بهره‌گیری از قانون اول نیوتون می‌توان بسیاری از مسائل مرتبط با حرکت اجسام و نیروهای وارد بر آن‌ها را حل کرد. در این آموزش، برای درک جامع مباحث و موضوعات مرتبط، ابتدا به بررسی قانون اول نیوتون خواهیم پرداخت. بدین منظور، ابتدا به معرفی قوانین نیوتون می‌پردازیم، سپس اهمیت قانون اول نیوتون را تبیین می‌کنیم و روابط مرتبط با آن را توضیح می‌دهیم. همچنین، قانون پایستگی تکانه را بر اساس قانون اول نیوتون مورد بررسی قرار داده و در نهایت با ذکر یک مثال کاربردی، نقش و کاربرد قانون اول نیوتون را شرح خواهیم داد.

فرادرس

ساره شفیعی