قانون نيوتن الثالث ينص على ان لكل قوه فعل

قوانين نيوتن للحركة هي ثلاثة قوانين فيزيائية تأسس علم حركة الأجسام ، وتربط هذه القوانين القوى المؤثرة على الجسم بحركته. أول من جمعها هو إسحاق نيوتن، وقد استخدم هذه القوانين في تفسير العديد من الأنظمة والظواهر الفيزيائية.

قوانين الحركة الثلاث نشرها اسحاق نيوتن في كتابه الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعيةىنشرت الطبعة الأولى في عام 1687 . استعمل نيوتن هذه القوانين ليفسر ويتحرى حركة كثير من المنظومات الفيزيائية . مثلا في الجزء الثالث، أظهر نيوتن ان هذه القوانين بالإضافة لقانون الجذب العام قادرة على تفسير قوانين كيبلر لحركة الكواكب، ولازالت هذه القوانين من أهم القوانين الفيزيائية حتى الآن.

قانون نيوتن الأول

الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرّك يبقى متحركاً، مالم تؤثر عليه قوى ما.

ينص القانون الأول على أنه إذا كانت القوة المحصلة (المجموع الاتجاهي للقوى المؤثرة على الجسم) تساوي صفر، فإن سرعة الجسم تكون ثابتة. تعتبر السرعة كمية متجهه حيث يتم التعبير عنها مقداراً وهي سرعة الجسم واتجاهاً وهو اتجاه حركة الجسم. عندما نقول أن سرعة الجسم ثابتة فإننا نعني أن كلا من المقدار والاتجاه ثابتين.

يمكن التعبير عن القانون الأول رياضيا كما يلي:

{\displaystyle \sum \mathbf {F} =0\;\Leftrightarrow \;{\frac {\mathrm {d} \mathbf {v} }{\mathrm {d} t}}=0.}

وبناءاً على ذلك:

• الجسم الساكن سيظل ساكن ما لم تؤثر عليه قوى خارجية.
• الجسم المتحرك لا تتغير سرعته طالما لم تؤثر عليه قوة خارجية.

تسمى هذه الحالة الحركة المنتظمة. يظل الجسم على حالته ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. إذا كان في حالة سكون سيظل في هذه الحالة. إذا كان الجسم متحرك فإنه سيستمر في حركته بدون تغير في اتجاهه أو سرعته. هذا يتضح في المسابر الفضائية التي تستمر في الحركة في الفضاء الخارجي. التغير في حركة الجسم يجب أن يفرض ضد قابلية الجسم للاحتفاظ بحالته من الحركة. في غياب القوة المحصلة، فإن الجسم ينوي للتحرك على طول مساره إلى أجل غير مسمى.

وضع نيوتن القانون الأول للحركة لكي يؤسس إطار مرجعي كي يتم تطبيق القوانين الأخرى. تفرض مفاهيم القانون الأول وجود إطار مرجعي واحد على الأقل يسمي إطار نيوتن والذي بدوره فإن أي جسم لا يتأثر بقوي خارجية يتحرك في خط مستقيم وبسرعة ثابتة يتم الإشارة إلى القانون الأول لنيوتن بقانون القصور الذاتي. لا بد لكي يتحرك الجسم في حركة منتظمة بالنسبة إلى الإطار المرجعي لنيوتن هو أن تكون مجموع القوى المؤثرة عليه تساوي صفر. يمكن التعبير عن القانون الأول كما يلي:

تعتمد حركة أي جسم في الكون في إطار مرجعي Φ على تأثير القوى والتي تتلاشى محصلتها عندما تكون سرعة الجسم ثابتة في الإطار المرجعي Φ. بناءا عليه فإن الجسم الساكن أ، المتحرك يظل على حالته ما لم تؤثر عليه قوة تغير من حالته.

القانون الأول والثاني لنيوتن فقط يكونان متاحان في إطار مرجعي للقصور الذاتي. أي إطار مرجعي في حالة حركة بالنسبة إلى الإطار المرجعي الذاتي يكون أيضا إطار مرجعي ذاتي.

قانون نيوتن الثاني

إذا أثرت قوة على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً ، يتناسب طردياً مع قوته وعكسياً مع كتلته.

{\displaystyle \mathbf {F} ={\frac {\mathrm {d} \mathbf {p} }{\mathrm {d} t}}={\frac {\mathrm {d} (m\mathbf {v} )}{\mathrm {d} t}}.}

يمكن التعبير عن القانون الثاني باستخدام تسارع الجسم. يتم تطبيق القانون الثاني على الأنظمة ثابتة الكتلة  لذا فإن m تكون كمية ثابتة وبالتالي لا تدخل في نطاق عملية التفاضل طبقا لنظرية المعامل الثابت في التفاضل:

{\displaystyle \mathbf {F} =m\,{\frac {\mathrm {d} \mathbf {v} }{\mathrm {d} t}}=m\mathbf {a} ,}

حيث F هي القوة المحصلة، m هي كتلة الجسم و a هي تسارع الجسم. القوة المؤثرة على الجسم ينتج عنها تسارع في حركة الجسم ويمكن التعبير عنها أيضا أنه إذا كان الجسم في حالة تسارع فإنه يؤثر عليه قوة.

عند تفاضل كمية الحركة بالنسبة للزمن فإن ناتج التفاضل لا يساوي صفر طالما هناك تغير في اتجاه كمية الحركة حتى إذا لم يكن هناك تغير في المقدار مثل الحركة الدائرية المنتظمة. تطبق هذه العلاقة مبدأ الحفاظ على كمية التحرك وهو أنه عندما تكون مجموع القوى المحصلة المؤثرة على الجسم تساوي صفر فإن كمية الحركة للجسم تظل ثابتة. تساوي القوة المحصلة معدل التغير في كمية التحرك.

يحدث تغير في كمية الحركة عند اكتساب أو فقد النظام للكتلة وذلك دون وجود قوة خارجية تؤثر على النظام. المعادلة التفاضلية هنا تكون ضرورية للنظام متغير الكتلة. (انظر أدناه)

يحتاج القانون الثاني إلى تعديل عند أخذ النسبية الخاصة في الاعتبار، لأنه عند السرعات العالية فإن التعبير عن كمية الحركة التي هي عبارة عن حاصل ضرب الكتلة والسرعة يكون غير دقيق.

اندفاع

يحدث الاندفاع J عندما تظل قوة مؤثرة على نظام لفترة من الزمن Δt ونعبر عنها بالعلاقة:

{\displaystyle \mathbf {J} =\int _{\Delta t}\mathbf {F} \,\mathrm {d} t.}

حيث أن القوة هي تفاضل كمية الحركة بالنسبة للزمن فإن العلاقة تكون:

{\displaystyle \mathbf {J} =\Delta \mathbf {p} =m\Delta \mathbf {v} .}

العلاقة بين الاندفاع وكمية التحرك قريبة من منطوق قانون نيوتن الثاني.

الاندفاع هو مبدأ دائما يستخدم لتحليل التصادمات.

الصيغة الرياضية لقانون نيوتن الثالث

إذا كَان FAB هي قوّة الجِسم A التي تُؤثر على الجِسم B، و FBA هي قوّة الجِسم B التي تُؤثر على الجِسم A، فإن الصيغة الرياضيّة للقانون يُعبر عَنها ب:

FAB = – FBA، حيث إن: FAB: هو القوة المطبقة على B من الجسم A. FBA:

هو رد الفعل الذي يُحدثه الجسم B على A. (-)

إشارة السالب تُشير إلى أنّ القوة المُؤثرة على A في اتِجاه مُعاكس للقوّة المؤثّرة على B.

قانون نيوتن الثالث ينص على أن لكل قوة فعل قوة رد فعل مساوية له في المقدار ومعاكسة له في الاتجاه 

وقانون نيوتن ينقسم الى ثلاث قوانين الاول هو قانون القصور الذاتي ان يبقى الجسم ساكن وتوجد قوى عليه متحركة اما القانون الثاني هو قانون التسارع الذي يؤثر على حركة الاجسام قوة تؤثر عليها وعلى الاتجاه اما القانون الثالث مبادلة القوى مع بعضها البعض .

الاجابة هي :

قانون نيوتن الثالث ينص على أن لكل قوة فعل قوة رد فعل مساوية له في المقدار ومعاكسة له في الاتجاه