قانون اول نیوتن در مقابل قانون دوم حرکت
در کتاب پیشگامانه خود Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (اصول ریاضی فلسفه طبیعی)، سر اسحاق نیوتن سه قانون حرکت را پیشنهاد کرد. قوانین حرکت نیوتن سنگ بنای مکانیک کلاسیک هستند. این قوانین تقریباً در همه جا در زمینه فیزیک اعمال می شود. قانون اول نیوتن حرکت یک جسم را به روش کیفی توصیف می کند. قانون اول همچنین چارچوب اینرسی را تعریف می کند. قانون دوم حرکت یک قانون کمی است و مفهوم نیرو را نیز توضیح می دهد. برای داشتن درک مناسب در مکانیک کلاسیک و حتی نسبیت، داشتن درک بسیار خوب از این قوانین حیاتی است.در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که قانون اول حرکت نیوتن و قانون دوم حرکت نیوتن چیست، تعاریف آنها، تفسیرهای فیزیکی این دو قانون، شباهت های قانون اول و قانون دوم و در نهایت تفاوت قانون اول نیوتن. قانون و قانون دوم حرکت.
اولین قانون حرکت نیوتن
ساده‌ترین شکل قانون اول نیوتن این است که سرعت یک جسم بدون تغییر می‌ماند مگر اینکه نیروی خارجی بر آن اثر بگذارد. اگر کتاب به انگلیسی ترجمه شده باشد، جمله «هر جسمی در حالت استراحت یا حرکت یکنواخت به جلو ادامه می‌دهد، مگر تا جایی که مجبور به تغییر حالت خود با فشار تحت تأثیر قرار گرفته است» به عنوان قانون اول حرکت می‌دهد.. این قانون دلالت بر این دارد که برای تغییر حالت خاصی از یک جسم باید نیروی خارجی اعمال شود. به عبارت دیگر، شی مایل به تغییر وضعیت فعلی نیست. این به عنوان اینرسی جسم شناخته می شود. اینرسی را می توان به عنوان تمایل یک جسم به ماندن در وضعیت فعلی خود شناسایی کرد.هر قاب (سیستم مختصات) که قانون اول نیوتن را برآورده کند به عنوان قاب اینرسی شناخته می شود. از این نظر، قانون اول حرکت را می توان به عنوان تعریف قاب های اینرسی در نظر گرفت.
قانون دوم حرکت نیوتن
ساده ترین شکل قانون دوم این است که "شتاب یک جسم موازی و با نیروی خالص F نسبت مستقیم و با جرم m نسبت معکوس دارد". به عبارت دیگر، F=k m a. سیستم واحد SI طوری تعریف می شود که k برابر با 1 باشد. بنابراین معادله در سیستم SI به F=ma تبدیل می شود. قانون دوم را نیز می توان به عنوان تعریف نیرو در نظر گرفت. نیرو را می توان با استفاده از تکانه نیز بیان کرد. سرعت تغییر تکانه برابر با نیروی خالص اعمال شده بر جسم است. از آنجایی که ضربه ای که روی یک جسم وارد می شود مانند تغییر تکانه ناگهانی است، نیرو را می توان با استفاده از ضربه نیز تعریف کرد.
تفاوت بین قانون حرکت اول و دوم نیوتن چیست؟
• قانون اول یک قانون کیفی است در حالی که قانون دوم یک قانون کمی است.
• قانون اول تعریف چارچوب اینرسی است در حالی که قانون دوم تعریف نیرو است.
• وقتی نیروی خالص وارد بر جسم صفر است، قانون دوم به قانون اول حرکت کاهش می یابد.
