لقد وضع السير إسحاق نيوتن، أحد أكثر العلماء تأثيرًا في التاريخ، أسس الميكانيكا الكلاسيكية بقوانينه الخاصة بالحركة. ومن بين هذه القوانين، قانون نيوتن الأول للحركة، والذي يشار إليه غالبًا بقانون القصور الذاتي، والذي يصف سلوك الأجسام المتحركة والساكنة. يعد هذا القانون أساسيًا لفهم كيف ولماذا تتحرك الأشياء أثناء تحركها.
ينص قانون نيوتن الأول للحركة على أن الجسم سيبقى ساكنًا أو في حركة منتظمة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. يتضمن هذا المفهوم سيناريوهين: كائن ساكن وجسم متحرك.
يقدم لنا هذا القانون مفهوم القصور الذاتي، وهو ميل الجسم إلى مقاومة التغيرات في حالة حركته. الأجسام الأكبر حجمًا ذات الكتلة الأكبر لديها قصور ذاتي أكبر وتتطلب قوة أكبر لتغيير حركتها.
فكر في كرة تتدحرج على سطح أفقي أملس. وفقا لقانون نيوتن الأول، ستستمر الكرة في التدحرج بسرعة ثابتة في خط مستقيم. لكن في الواقع، تتوقف الكرة في النهاية بسبب قوى خارجية مثل الاحتكاك ومقاومة الهواء المؤثرة عليها. وبدون هذه القوى، ستتدحرج الكرة إلى أجل غير مسمى.
القصور الذاتي يتناسب طرديا مع كتلة الجسم. وهذا يعني أن الأجسام الأثقل (تلك التي تتمتع بكتلة أكبر) تقاوم التغيرات في حركتها أكثر من الأجسام الأخف. يمكننا أن نلاحظ هذا في الحياة اليومية:
بينما يصف قانون نيوتن الأول الحركة في غياب القوى الخارجية، فمن المهم أن نفهم كيف تؤثر القوى على الحركة. يمكن للقوة أن تجعل الجسم الساكن يبدأ في التحرك، أو تغير اتجاه الجسم المتحرك، أو تمنع الجسم من الحركة. تشمل أمثلة القوى الخارجية الجاذبية والاحتكاك والقوة المطبقة.
الاحتكاك هو القوة التي تعارض الحركة. إنه يعمل في الاتجاه المعاكس لحركة الجسم ويوقفه في النهاية. يفسر الاحتكاك سبب عدم استمرار الأشياء في الحركة إلى ما لا نهاية ولماذا نستخدم المكابح لإيقاف السيارة.
لرؤية قانون نيوتن الأول أثناء العمل، جرب هذه التجربة البسيطة في المنزل. ضع كتابًا على طاولة مسطحة. ادفع الكتاب برفق ولاحظ كيف يتحرك ثم يتوقف. الدفع هو القوة الخارجية التي تغير حالة الكتاب من السكون إلى الحركة. سبب توقف الكتاب هو الاحتكاك بين الكتاب والطاولة.
للحصول على عرض أكثر دراماتيكية، استخدم مفرش المائدة وبعض الأشياء مثل الأطباق والأكواب. اسحب مفرش المائدة بسرعة من تحت الأشياء. إذا تم القيام بذلك بشكل صحيح، فستبقى الأشياء في مكانها لفترة وجيزة بسبب القصور الذاتي. توضح هذه التجربة كيف تقاوم الأجسام التغيرات في حركتها.
لقانون نيوتن الأول العديد من التطبيقات في حياتنا اليومية وفي التكنولوجيا:
يوفر قانون نيوتن الأول للحركة فهمًا أساسيًا للقوى المؤثرة في الأفعال والأحداث اليومية. ويشرح سلوك الأجسام في حالة السكون والحركة، ويقدم مفهوم القصور الذاتي، ويوضح تأثيرات القوى الخارجية. ومن خلال دراسة هذا القانون وملاحظته، نكتسب نظرة ثاقبة لآليات العالم من حولنا.
