قانون الكتلة والتسارع

قانون الكتلة والتسارع

يبقى الجسم الساكن ساكناً والجسم المتحرك متحركاً ما لم تؤثر عليه قوة خارجة. لا شك أننا سمعنا بقانون نيوتن الأول للحركة ودراسته لحالة الجسم الساكن وفي حالة السقوط والقذف لكن ماذا سيحدث إذا أثرت قوة خارجية على الجسم؟ وما هو قانون الكتلة والتسارع؟

مفهوم الكتلة:

الكتلة هي المقاومة التي يبديها أي جسم عند تطبيق قوة عليه لتغيير سرعته أو مكانه. ويرمز لها بالرمز M.

مفهوم التسارع:

هو معدل التغير في سرعة الجسم خلال وحدة الزمن. ويرمز له بالرمز a.

قانون نيوتن الثاني للحركة (Newton’s Second Law):

هو قانون يتناول العلاقة بين الكتلة والتسارع والقوة، وينص على:

“أن تسارع أي جسم ناتج عن قوة مؤثرة عليه، بحيث يتناسب هذا التسارع عكسياً مع كتلة الجسم وطردياً مع مقدار القوة المؤثرة وفي نفس اتجاهها”.

قانون الكتلة والتسارع:

من خلال قانون نيوتن الثاني للحركة يمكن استنتاج قانون الكتلة والتسارع والعلاقة بينهما.

ومن خلال الشكل، فإن العلاقة بين الكتلة والتسارع علاقة عكسية؛ فكلما زادت الكتلة قل التسارع، وكلما قلت الكتلة زاد التسارع.

ومن خلال قانون نيوتن الثاني الذي ينص على أن:

F = m  a

فإن:

m =

بحيث أن:

F = القوة

m = الكتلة

a = التسارع

أمثلة تطبيقية على قانون الكتلة والتسارع:

إذا كانت محصلة القوى الخارجية المؤثرة على آلة قطع العشب تساوي 51N، وكانت كتلة الماكينة تساوي 24kg، فما هو مقدار التسارع الذي تعمل به الماكينة؟

الحل:

من خلال قانون نيوتن الثاني وقانون الكتلة والتسارع:

F = m  a

 a =

أي أن التسارع يساوي القوة / الكتلة

المعطيات:

F = 51

m = 24

a =

أي أن مقدار تسارع الماكينة =