تعریف نیرو و سه قانون حرکت نیوتن

نیرو هر چیزی است که می تواند وضعیت حرکت یک شیء را تغییر دهد، به عنوان مثال هل دادن یا کشش. وقتی یک حرف را روی صفحه کلید رایانه فشار می دهیم یا زمانی که با پا به یک توپ ضربه می زنیم از نیرو استفاده می کنیم. نیروها همه جا هستند.

گرانش (نیروی جاذبه) بر روی بدن ما به صورت یک نیروی ثابت عمل می کند و ما را بر سیاره زمین ایمن و استوار نگه می دارد تا شناور نشویم. ما برای توصیف نیرو از جهت و قدرت استفاده می کنیم. برای مثال وقتی به یک توپ ضربه می زنیم نیرو را در یک جهت مشخص وارد می کنیم و توپ در این جهت حرکت می کند.

 

همچنین هنگامی که محکم تر به توپ ضربه می زنیم نیروی قوی تری را بر آن وارد می کنیم و توپ دورتر می رود. اسحاق نیوتن کسی است که قوانین حرکت را ارایه داد. سه قانون حرکت نیوتن به شکل علمی توضیح می دهند چیزها چگونه حرکت می کنند. همچنین نیوتن توضیح داد که گرانش چگونه کار می کند. چنان که می دانیم گرانش نیروی مهمی است که بر همه چیز اثر می گذارد.

قانون اول حرکت نیوتن می گوید که هر جسم در حال حرکتی به حرکتش در همان سرعت و جهت ادامه می دهد مگر این که نیروهایی بر آن وارد شوند. این بدان معنا است که اگر ما به یک توپ ضربه بزنیم برای همیشه پرواز خواهد کرد مگر این که نیروهایی بر آن عمل کنند!

این موضوع ممکن است عجیب و غریب به نظر برسد اما واقعیت دارد. هنگامی که به یک توپ ضربه می زنیم، نیروها بلافاصله شروع به عمل کردن بر روی آن می کنند. این نیروها عبارتند از مقاومت یا اصطکاک هوا و گرانش. نیروی جاذبه توپ را به سوی زمین می کشد و مقاومت هوا آن را کند می کند.

قانون دوم حرکت بیان می کند شیئی که جرم بزرگ تری دارد نیروی بیشتری می خواهد تا شتاب بگیرد. برای این قانون یک معادله هم وجود دارد که می گوید نیرو = جرم  x شتاب یا F = MA. این معادله همچنین بدین معنا است که اگر سخت تر به یک توپ لگد بزنیم توپ دورتر خواهد رفت.

این نوع مشاهدات به نوعی بدیهی به نظر می رسند اما وجود یک معادله ریاضی و علمی نظیر آن چه نیوتن ارایه داد برای دانشمندان بسیار مفید است.

قانون سوم حرکت نیز بیان می کند برای هر عملی، عکس العملی (واکنشی) برابر و مخالف با آن وجود دارد. این بدان معنی است که همیشه عیناً دو نیرو وجود دارد.

در مثال ضربه زدن به توپ، نیروی پای ما بر روی توپ وجود دارد اما به همان مقدار هم نیروی توپ بر روی پای ما وارد می شود. این نیرو درست در جهت مخالف نیروی پای ما است.

حقایق خواندنی درباره نیروها و حرکت
چنین مشهور است که اسحاق نیوتن ایده گرانش را زمانی که سیبی از یک درخت سقوط کرد و به سرش برخورد کرد ارایه داد.نیروها با واحد نیوتن اندازه گیری می شوند. اندازه گیری نیروها به نیوتن مربوط به زمان بعد از نیوتن است.وقتی افزایش فشار در هر نقطه از یک سیال محدود ایجاد می شود، نیرویی به همان اندازه در همه جهات مایع منتقل می شود. این قانون پاسکال نامیده می شود زیرا به وسیله دانشمندی به نام بلز پاسکال کشف شد.وقتی در شهربازی سوار ترن هوایی می شویم و در حالت وارونه قرار می گیریم، نوع خاصی از نیرو به نام «نیروی مرکزگرا» ما را در صندلی مان نگه می دارد و از سقوط حفظ می کند.