تقاس القوة بوحدة تعرف بنيوتن، ولكن ما هو تعريف القوة؟ وما هي أنواعها؟ وهل توجد علاقة بينها وبين الطاقة؟ هذا ما سنوضحه بشيء من التفصيل خلال السطور التالية من المقال.
تقاس القوة بوحدة
يتم قياس القوة بوحدة “نيوتن”، حيث أن العالم إسحاق نيوتن هو من وضع أو مبادئ خاصة بالعلاقة الرياضية التي تقاس بها القوة، وهي رياضيًا (متر/ كيلوغرام ثانية) ومعنى ذلك أن القوة التي تؤثر على جسم كتلته 1 كيلوغرام تكسبه مترًا لكل 2 ثانية، وهذا يتم عند تطبيق العلاقة الرياضية (N=(kg×m)/s^2)؛ وN هي نيوتن، وkg هي كيلوغرام، وM هي متر، وS هي ثانية.
ما هو تعريف القوة؟
مفهوم القوة هو القدرة على التحكم والتغيير في الحالة الأساسية لأي جسم سواء في حركته أو في اتجاهها والتأثير عليه بدرجة ما، وعلى الجانب الرياضي؛ فالقوة هي نسبة التغير في الحركة أو الزخم بالنسبة للزمن، وفي ذلك دليل على أن أية قوة لها كمية متجهة.
أما على المستوى التاريخي؛ فقد كان أرخميدس هو أول من تعرف على القوة أو اكتشفها وذلك خلال القرن الثالث قبل الميلاد، وبعد ذلك قام إسحاق نيوتن بوضع مجموعة من المبادئ الرياضية في القرن السابع عشر.
ما هي أنواع القوة؟
هناك الكثير من الأنواع الخاصة بالقوة منها ما يلي:
- القوة التطبيقية (Applied Force): هذ القوة التي يقوم بتطبيقها كائن أو جسم ما على جسم آخر.
- قوة الاحتكاك (Friction Force): تتم عندما يؤثر جسم على جسم أثناء حركته ويعتمد مقدارها على طبيعة وشكل الجسمين ودرجة الضغط بينهما، وهناك احتكاك ثابت واحتكاك انزلاقي.
- قوة الجاذبية (Gravity Force): تقوم الأرض أو القمر بهذه القوة وتؤثر بها على الأجسام حتى تجذبها إليها.
- قوة مقاومة الهواء (Air Resistance Force): تعتبر نوع خاص من قوى الاحتكاك تؤثر على الأجسام المتنوعة أثناء تحركها في الهواء، وغالباً ما يتم إهمال قوة مقاومة الهواء بسبب صغرها وعدم القدرة على التعرف على قيمتها بشكل صائب.
- قوى التوتر (Tension Force): هي القوة التي تنتقل من وتر إلى وتر يكون مشدود جدًا.
العلاقة بين القوة والطاقة
العلاقة بين القوة والطاقة هي الطاقة (أي الشغل) المبذولة على أحد الأجسام يتم ضربه في القوة على المسافة، وحتى نستطيع فهم ذلك سوف نعرض مثال: إذا كانت القوة مقدارها 1 نيوتن والمسافة 1 متر، فيكون الشغل المبذول أو الطاقة هي (واحد نيوتن/متر) ومعنى ذلك أن الطاقة المبذولة على أي جسم تكون مساوية للتغير في طاقته.
ما هو تعريف نيوتن؟
تعريف نيوتن هو “وحدة القوة في نظام المتر كيلوغرام ثانية”، فهي القوة التي عندما تؤثر على كتلة 1 كيلوغرام فهي تكسبها سرعة مقدارها 1 متر/2 ثانية، وقد سميت هذه الوحدة بذلك تخليدًا للعالم الفيزيائي والرياضي إسحاق نيوتن.
وقانون نيوتن الأول يُعرف باسم القصور الذاتي وينص على أن حركة الجسم تظل ثابتة ما لم تتأثر بأي قوى خارجية، أما قانون نيوتن الثاني فاختص بدراسة حركة الجسم عندما تؤثر عليه قوة أخرى، وقانون نيوتن الثالث يُعرَّف بأن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومضاد له في الاتجاه.
