تعريف القوة
تُعتبر القوة كلّ مؤثّر خارجي أو فعل يغيّر في شكل الجسم، أو حالته، أو في اتجاه مساره، أو يؤثر على حركته، فيبطئه، أو يزيد في سرعته، أو يوقفه، والقوّة هي كميّة فيزيائيّة لها مقدار واتجاه، وتقاس بوحدة النيوتن، نسبة للعالم الذي اكتشفها وهو العالم إسحاق نيوتن في القرن السابع عشر.
اكتشاف القوة
عندما وقعت التفاحة الشهيرة أمام العالم إسحاق نيوتن، أخذ بالتفكير في السبب الذي جذب التفاحة إلى الأرض، وما السبب الذي منعها من الارتفاع إلى أعلى مثلاً، وبعد الأبحاث تبيّن أن هناك تجاذب بين التفاحة والأرض، وهذا ما ينطبق على كل الأجسام، ولكن قوة جذب الأجسام مقارنة مع قوة جذب الأرض صغيرة جداً، ولذلك تقع الأشياء على الأرض عند رميها في الهواء، وهو ما عُرف باسم قوّة الجاذبيّة الأرضية.
القانون
تُعرف القوة فيزيائيّاً بمقدار الكتلة مضروباً بتسارع الجسم، أي أنّ العلاقة بين الطرفين طرديّة، ووحدة قياسها كيلومتر.متر/ثانية^2، ويمكن تعريفها أيضا بنسبة تغيّر زخم الجسم بالنسة إلى التغيير الزمن.القوة = الكتلة * التسارع.القوة = التغيّر في الزخم/ التغيير في الزمن.
أنواع القوة
- قوة الجاذبيّة الأرضيّة: وهي القوة التي تسحب الأجسام باتجاه الأرض وتقاس بوحدة الوزن، ويمكن قياسها حسب المعادلة التالية:
9.8 * كتلة الجسم، حيث المقدار 9.8 يبيّن مقدار الجاذبيّة الأرضية.
- قوة الشد: وهي القوة التي تؤثّر في الجسم عند سحبه بواسطة حبل، شرط أن يكون غير قابل للتمدد.
- قوة الاحتكاك: وهي القوة الناتجة بين جسمين متلامسين يسير إحداهمها بعكس اتجاه الآخر، وتنتج عنها طاقة حركيّة وتكون بنوعين، قوة احتكاك سكونيّة، وقوة احتكاك حركيّة.
- القوة العموديّة: وهي القوة التي يُؤثر بها جسم موضوع على جسم آخر، وتكون بشكل عموديّ على خط التقاء الجسمين.
- قوة الجذب المغناطيسيّ: وهي القوة الناتجة عن المجال المغناطيسيّ، فيجذب العناصر إذا كانت الأقطاب مختلفة، أو تتنافر إذا كانت الأقطاب متشابهة، ويلاحظ ذلك عند تقريب المغناطيس من برادة الحديد.
- القوة الكهربائيّة: وهي عملية تجاذب الإلكترونات والشحنات الموجبة، والتي ينشأ التيار الكهربائيّ بفعلها.
- القوة النوويّة: وهي عمليّة انشطار الذرّات، أو انصهارها حيث ينشأ عنها طاقة كبيرة.
قوانين نيوتن في القوة أو الحركة
- قانون نيوتن الأوّل: يبقى الجسم ساكناً، أو يسير في مسار محدّد، ما لم تؤثّر فيه قوة خارجيّة تحرّكه، أو تغيّر من مسار حركته.
- قانون نيوتن الثاني: إذا أثرت مجموعة قوى على جسم معيّن، فإنها تمنحه تسارعاً بمقدار هذه القوى، ويتناسب تناسباً طرديّاً مع كتلة الجسم
مجموع القوى = التسارع * الكتلة.
- قانون نيوتن الثالث: لكلّ فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار، ومعاكس له في الاتجاه.
استعمالات القوة
استفاد الانسان من قوانين النيوتن في القوى والحركة، وصنع العديد من الأشياء التي تعتمد بشكل أساسي على قوانينه، ومنها الطيّارات، والمصاعد الكهربائيّة، بالإضافة إلى موانع الانزلاق في السيارات، والتي تعتمد على قوة الاحتكاك مع الأرض.