بحث عن قوانين نيوتن

إسحق نيوتن من أبرز علماء الرياضيّات والفيزياء، وأحد رموز الثورة الصناعيّة، ولد في مقاطعة لينكونشير بعد ثلاثة أشهر من وفاة والده، التحق بمدرسة الملك في جرانتهام وهو في سن الثانية عشرة، بقي فيها حتى بلغ السابعة عشرة، ثمّ عاد للدراسة مجدّداً وأكمل تعليمه بتفوّق. كان نيوتن مصاباً بمتلازمة أسبرجر - أحد أشكال التوحد - وهذا ما أشار إليه عالم النفس في جامعة كامبريدج سيمون بارون كوهين.

سنة 1665م، اكتشف نيوتن نظرية (ذات الحدين) العامة، وباشر على الفور في تطوير نظرية اخرى عرفت فيما بعد بـ (حساب التفاضل والتكامل).

• قانون القصور الذاتي: ينصّ هذا القانون على بقاء الجسم على حالته (سكون تام أو حركة بسرعةٍ ثابتة في خطٍ مستقيم) إن لم تطرأ عليه قوة ما تغير حالته.
• القانون الثاني: ينصّ هذا القانون على أنّ تأثير قوة أو مجموعة من القوى على جسم ما تقوم بإكسابه تسارعاً يتناسب مع مُحصّلة القوى التي تؤثّر على هذا الجسم، وكتلة القصور الذاتي لجسم ما هو معامل التناسب.

تعارض قانونا نيوتن مع فيزياء أرسطو التي تنص على أنّه لا بد من توفر القوة لاستمرار الحركة، على الخلاف من فيزياء أرسطو. كانت قوانين نيوتن تصلح للتطبيق على القوى الأرضيّة، والكون الخارجي، الطبيعة المنهجيّة للقانون الثاني لنيوتن جعلت هناك علاقة هندسيّة بين اتجاه هذه القوّة وطريقة تغيير الكائن لعزمه.

قبل هذه القوانين كان يُفترض بأن لأيّ كوكبٍ سيار قوة تدفعه للاستمرار في حركته، قال نيوتن بأنّه يكفي وجود عامل جذب من الشمس إلى الداخل، لم تكن فكرته تلك مقبولة عالميّاً لعقودٍ طويلة على الرغم من نشره لكتاب (الأصول الرياضيّة للفلسفة الطبيعيّة).

قصة التفاحة

ذكر البعض أنّ قصة تفاحة نيوتن ما هي إلّا وهم وأسطورة ، لكن نيوتن قال بأنّه صاغ نظريته للجاذبيّة بعد مشاهدته لسقوط تفاحة عن شجرة، وأكّد السير ويليام ستوكلي أحد المقربين من نيوتن في كتابه عن حياة السي إسحاق نيوتن حكاية التفاحة، لكن القصّة تختلف عن ما يشاع؛ حيث ذكر بأنّه وخلال زيارةٍ له مع نيوتن للحديقة أخبره عن سبب سقوط التفاحة بشكلٍ عامودي على الأرض، ثم تساءل لماذا لا تسقط بشكلٍ جانبي أو تصعد للأعلى؟

استنتج نيوتن في سياق حديثه بأنّ التفاحة تسقط لمركز الأرض، وهذا يدلّ على أن الأرض قامت بجذبها، وتلزم الأرض قوّة لجذب التفاحة إليها، وهذا سبب سقوطها بشكلٍ عامودي ، وإن كانت الأجسام تجذب بعضها بعضاً، فإنه يجب أن يتناسب هذا الأمر مع حجمها. استمرّ نيوتن عقدين من الزمن في تطوير نظريته الجاذبيّة، فلم يكن ما يشغله فقط وجود الجاذبيّة، ولكن التساؤل كان بأنّه هل تمتد تلك الجاذبيّة إلى خارج الأرض، وهي ذاتها التي تبقي القمر يسير في مدارٍ معين؟

أظهرت الدراسات التي أجريت على مدار عقدين بأنّ القوّة تتناسب بشكلٍ عكسي مع مربع المسافة، فإنّه بالإمكان حساب الدور المداري للقمر، ومن هنا رجّح بأن القوة نفسها هي المسؤولة عن باقي الحركات المداريّة، وأطلق عليها اسم (الجاذبيّة الكونيّة).