مقالات فيزيائية حول الظواهر الطبيعية وما إلى ذلك المتعلقة بالفيزياء.
مادة مشحونة كهربائيا
لاحظ أحد الأشياء من حولك. إذا حطمت شيئًا ما، كحجر مثلاً، فسوف ينقسم إلى عدة قطع أصغر. وإذا سُحق الحجر مرة أخرى، فسيتحول إلى قطع أصغر. ماذا لو سُحقت قطع الحجر مرة أخرى؟ بالطبع، ستُسحق وتتحول إلى قطع أصغر. هل يمكن تقسيم الصخور إلى قطع أصغر حتى تصبح لا نهائية؟ تُظهر الحقيقة أن أي جسم، إذا قُسّم إلى قطع أصغر، سيصل إلى نقطة لا يمكن عندها تقسيم أصغر جزء منه إلى قطع أصغر. يُسمى أصغر جزء من الجسم الذي لا يمكن تقسيمه أكثر من ذلك بالذرة. إذن، الذرة هي أصغر جزء من كل مادة في الكون.
تتكون قوانين نيوتن للحركة من ثلاثة قوانين، وهي قانون نيوتن الأول، وقانون نيوتن الثاني، وقانون نيوتن الثالث.
قانون نيوتن الأول
ينص قانون نيوتن الأول على أن كل جسم ساكن سيبقى ساكناً، أو كل جسم يتحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة سيستمر في التحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة إذا كانت القوة الكلية المؤثرة على الجسم تساوي صفرًا.
الاحتكاك قوة تعيق حركة الجسم. وتؤثر هذه القوة بين الأسطح المتلامسة. في هذا الموضوع، يتعلق الاحتكاك المدروس بالقوة المؤثرة بين سطحين صلبين متلامسين، مثل الاحتكاك بين قاعدة مكعب وأرضية، أو الاحتكاك بين نعل حذاء وأرضية، أو الاحتكاك بين عجلة سيارة والطريق.
الزخم الخطي
الزخم الخطي أو ما يُعرف اختصاراً بالزخم، يُعرَّف بأنه حاصل ضرب الكتلة والسرعة.
ص = م ف
الوصف: p = الزخم، m = الكتلة (كيلوجرام)، v = السرعة (متر/ثانية)
الزخم كمية متجهة، لذا فإلى جانب مقداره، يمتلك الزخم اتجاهاً أيضاً. واتجاه الزخم هو نفسه اتجاه سرعة الجسم أو اتجاه حركته.
تنص نظرية الشغل والطاقة الحركية على أن الشغل الكلي، أو الجهد المبذول من قِبل قوة محصلة على جسم ما، يساوي التغير في طاقته الحركية. فإذا بذلت القوة المحصلة شغلاً موجباً (أي أن اتجاهها هو نفسه اتجاه الإزاحة)، فإن الطاقة الحركية للجسم تزداد. وعلى العكس، إذا بذلت القوة المحصلة شغلاً سالباً (أي أن اتجاهها معاكس لاتجاه الإزاحة)، فإن الطاقة الحركية للجسم تنقص.
إذا دفعتَ كتابًا على طاولة حتى يتحرك، فأنت تبذل شغلًا عليه. وإذا سقط جسم على سطح الأرض بفعل الجاذبية، فإن الجاذبية تبذل شغلًا عليه. وعلى العكس، إذا دفعتَ جسمًا بكل قوتك حتى تصببتَ عرقًا غزيرًا ولم يتحرك، فأنت لم تبذل شغلًا عليه. في الحياة اليومية، يقول الناس إنك بذلتَ شغلًا أو بذلتَ جهدًا كبيرًا لدفع الجسم، ولكن وفقًا لقوانين الفيزياء ، فأنت لم تبذل شغلًا عليه لأن الجسم لا يتحرك.
في حياتنا اليومية، نصادف غالبًا أجسامًا تتحرك حركة دائرية. من أمثلة هذه الأجسام عقرب الثواني وعقرب الدقائق وعقرب الساعات في الساعة التناظرية. يتحرك عقرب الثواني دائمًا بزاوية 360 درجة في 60 ثانية (دقيقة واحدة)، أي بزاوية 6 درجات في ثانية واحدة. ويتحرك عقرب الدقائق دائمًا بزاوية 360 درجة في 60 دقيقة (ساعة واحدة)، أي بزاوية 6 درجات في دقيقة واحدة. كما يتحرك عقرب الساعات دائمًا بزاوية 360 درجة في 24 ساعة (يوم واحد). إذا تحرك جسم ما حركة دائرية بانتظام، مثل عقرب الثواني أو عقرب الدقائق أو عقرب الساعات، يُقال إن هذه الأجسام تؤدي حركة دائرية منتظمة . هل يمكنك ذكر مثال على حركة دائرية منتظمة شاهدتها أو تخيلتها؟
إذا شددتَ شريطًا مطاطيًا أو إطارًا مطاطيًا إلى حدٍّ معين، فسيتمدد. وبعد إزالة الشد، سيعود المطاط إلى طوله الأصلي. وبالمثل، عندما تشد زنبركًا، فإنه سيتمدد. وبعد إرخائه، سيعود إلى طوله الأصلي. يتمدد الزنبرك أو المطاط عند شده، ويعود إلى طوله الأصلي بعد إزالة الشد، وذلك لمرونته. المرونة هي قدرة الجسم على العودة إلى شكله الأصلي عند زوال القوة المؤثرة عليه.
مقال حول قواعد الأرقام المعنوية
الأرقام المعنوية هي أرقام يتم الحصول عليها من خلال القياسات التي تتكون من أرقام معنوية محددة (تقرأ على أداة القياس) ورقم تقديري نهائي واحد.
لنفترض أننا قمنا بقياس طول جسم ما باستخدام مسطرة (دقة المسطرة 1 مم أو 0,1 سم) وسجلنا النتيجة بثلاثة أرقام معنوية، مثلاً 4,55 سم. إذا قمنا بقياس طول الجسم باستخدام فرجار ذي ورنية (دقة الفرجار 0,1 مم أو 0,01 سم) وسجلنا النتيجة بأربعة أرقام معنوية، مثلاً 4,485 سم، وإذا قمنا بقياسه باستخدام ميكرومتر (دقة الميكرومتر 0,01 مم أو 0,001 سم) وسجلنا النتيجة بخمسة أرقام معنوية، مثلاً 3,4845 سم. هذا يوضح أن عدد الأرقام المعنوية في نتيجة القياس يعكس دقة القياس. فكلما زاد عدد الأرقام المعنوية، زادت دقة القياس. وبالطبع، فإن قياس طول الجسم باستخدام الميكرومتر أكثر دقة من قياسه باستخدام الفرجار ذي الورنية والمسطرة.
قانون كبلر
هل تتذكر أول مرة ركبت فيها سيارة (ليس عندما كنت رضيعًا)؟ عندما كنت في سيارة متحركة، رأيتَ وكأن الأشجار أو المباني تتحرك. في ذلك الوقت، ربما ظننتَ أن الأشجار أو المباني تتحرك، بينما أنت والسيارة ثابتان. في الواقع، أنت والسيارة تتحركان، بينما الأشجار أو المباني ثابتة. نحن نختبر هذه الحركة الظاهرية أو الحركة الوهمية كل يوم. كل صباح "تشرق" الشمس من الأفق الشرقي، ثم تتحرك غربًا و"تغرب" من الأفق الغربي بعد الظهر. وبالمثل، في الليل، غالبًا ما ترى القمر يتحرك من الشرق إلى الغرب. هل فكرتَ يومًا أو شككتَ في أن الشمس والقمر يدوران حول الأرض، بينما الأرض ثابتة؟