قوانين الفيزياء الأساسية

تم تأسيس الفيزياء على مجموعة من القوانين والنظريات العلمية، وهذا من خلال القيام بتطبيق فرضيات، ومحاولة إيجاد أدلة تجريبية والتوصل إلى النتائج، وبعد ذلك يقوم العلماء بتكرار النتائج، حتى يكون القانون أو النظرية التي تم التوصل إليها مؤكدة بنسبة كبيرة ويتم اعتمادها بشكل نهائي.

قوانين الحركة للعالم نيوتن

  • يوجد ثلاثة قوانين للحركة وهي تمثل أهمية كبيرة بعلم الفيزياء الحديث، فهي تتمتع بالبساطة الشديدة.
  • فينص القانون الأول من بين القوانين الثلاثة على أن الجسم المتحرك يبقى متحرك حتى إذا أثرت عليه أي قوى من الخارج، فمثلاً القوى الخارجية هي التي تقوم بتحريك كرة موجودة على الأرض نتيجة الاحتكاك الناتج بين الأرض والكرة.
  • القانون الثاني يكون هناك ترابط بين كتلة الجسم أ وعجلة السرعة ب، ويظهر في المعادلة أ * ب = ج، و ج فهي هذه الحالة سوف تعبر عن القوة التي تم قياسها بوحدة قياس نيوتن.
  • وهي بمثابة قوة موجهة أي أنها تمتلك عنصر اتجاه، وهذا بسبب السرعة، فالكرة المتحركة على الأرض، تمتلك سهم تم توجيهه في اتجاه محدد، ويؤخذ به عند حساب قوة الكرة.
  • القانون الثالث وهو يعتبر من القوانين المعروفة والمشهورة وهو أن لكل فعل رد فعل مساوي له في القوة ومضاد له في الاتجاه، مما يدل على أن كل قوة لجسم أو سطح فالجسم يحركها بقوة متساوية.

شاهد أيضًا: ما هي الفيزياء التطبيقية

قانون الجذب العام

  • استطاع العالم إسحاق نيوتن أن يقوم بتقديم فكرة أثارت ضجة في القوانين الفيزيائية وذلك منذ حوالي 300 عام.
  • وهذه الفكرة تنص على أن أي جسمين يمتلكان نفس قوة الجاذبية بصرف النظر عنهما، وتم عرض هذا القانون في معادلة واجهها العديد من الطلاب في منهج الفيزياء، وهي F = G × [(m1m2)/r².
  • F تمثل قوة الجذب الموجودة بين الجسمين، ويقاس بوحدة النيوتن، m1 و m2 فهما يعبرون عن كتلة الجسم، أما بالنسبة r فهي تعبر عن المسافة الموجودة بينهما، وحرف الـ g وهو ثابت الجاذبية.
  • يساعد قانون الجذب العام على حساب قوة الجذب الموجودة بين أي جسمين، وهذا الأمر مهم عندما يقوم العلماء بعمل تخطيط للقيام بوضع قمر صناعي على مدار معين أو أن يتم القيام برسم خريطة لسير القمر.

قانون هابل للتوسع الكوني

  • يعتبر ادوين هابل من العلماء التي لها تأثير كبير في البحث الفلكي، فهابل لم يقم بتقديم إثبات واحد فقط على وجود مجرات أخرى غير مجرة درب التبانة، وإنما استطاع أن يكتشف أن هذه المجرات بعيد عن درب التبانة بحركة تعرف باسم التراجع.
  • ولكي يتم تحديد سرعة المجرة استطاع هابل أن يقوم بتقديم قانون هابل، وهذا القانون يركز على أن السرعة = h * المسافة.
  • H تعبر عن ثابت هابل الذي يقوم بحسابه نسبة تمدد الكون والمسافة بين المجرة والأخرى التي نرغب في عمل مقارنة بين بعضهم البعض، وعلى سبيل المثال حسب مجرة درب اندروميدا تمشي بسرعة 120 كم بالثانية الواحدة تجاه درب التبانة.
  • وفي حال حساب ثابت هابل تم الحصول على نتائج متعددة مع مرور الوقت، ولكن النتيجة الوحيدة التي تم الاقتناع بها هي 70 كم / ثانية .
  • ومن أهم فوائد قانون هابل تساعد على تقديم طريقة سهلة لكي يتم حساب سرعة المجرات المتجه إلى مجرتنا.
  • وهذا القانون الذي تم الاتفاق عليه يضم مجموعة من المجرات التي يصل أثرها حتى الانفجار العظيم.

نظرية الانفجار العظيم

  • تعبر هذه النظرية عن ما وصل إليه الكون في وضعه الذي نحياه الآن من قبل ادوين هابل واينشتاين بجانب مجموعة من العلماء.
  • وتقوم نظرية الانفجار العظيم على أن الكون نشأ منذ حوالي 14 مليار سنة، ويرافقه أحداث توسعية ضخمة، فمادة الكون كانت موجودة في نقاط متفرقة حتى بدت في شكلها الحالي.
  • وقد لقت هذه النظرية على دعم كبير من قبل المجتمع العلمي، وبالتحديد بعدما تم اكتشاف إشعاع الخلفية الميكروني سنة 1965 من قبل العالم ارنو بينزيس والعالم روبيرت ويلسون.
  • وكان هذا عند إيجادهم لصياح كوني لم يتفرق مع الزمن من خلال تعاونهم مع الباحث روبرت ديك، فاستطاع كل منهم أن يثبت فرضية روبرت الذي أكد على أن الانفجار العظيم نتج عنها إشعاع بنسبة منخفضة.

قانون كيبلر لحركة الكواكب

  • دارت معركة كبيرة بين الفلكيين وبين رجال الدين عن مدارات الكواكب وبالتحديد دوران الكواكب حول الشمس.
  • حيث قام كوبر ينكوس بالقرن الـ 16 بوضع التعريف الخاص به؛ وهو يعد من التعريفات التي أثارت الجدل حول مركز الشمس وعلاقته بالنظام الشمسي، وأكد على أن الكواكب في حركة دوران مستمرة حول الشمس وليس الأرض.
  • ولكن هذه الموضوع أثار كيبلر، حتى يقوم بتطوير النموذج الذي تم وضعه من قبل تايكو برا حول تطبيق أساس علمي توضح حركة الكواكب.
  • فقام كيبلر بالقيام بوضع ثلاثة قوانين حتى يقوم بوصف حركة الكواكب ودوران هذه الكواكب حول الشمس.
  • القانون الأول يعرف باسم قانون المدارات وهو يقوم بتوضيح دورا كوكب الأرض حول الشمس.
  • القانون الثاني يعرف باسم قانون المسافات وهو يقوم بحساب المسافة التي تم قطعها بين الكوكب والشمس، وهذا يعني أنه كلما تم حساب المسافة بين الأرض والشمس على 30 يوم، ستلاحظ أنه لم يحدث لها أي تغيير.
  • القانون الثالث يعرف باسم قانون الفترات الزمنية، وهو يساعد الفرد على قياس الفترة التي يكون الكوكب بحاجة إليها للدوران بمداره وبعده عن الشمس
  • ومن خلال هذا القانون أصبح بإمكاننا تحديد الكوكب القريب بشكل نسبي من الشمس على سبيل المثال كوكب عطارد الذي يكون بحاجة إلى أخذ فترة أقل في الدوران عند مقارنته بكوكب بعيد إلى حد ما من الشمس على سبيل المثال نبتون.

شاهد أيضًا: الفيزياء الحيوية وتطبيقاتها

مبدأ علم اليقين للعالم هازنبرج

  • تعتبر نظرية أينشتاين هي أعمق عن النسبية، فهي أوضحت لنا الكثير حول الكون، كما أنها ساعدت على تطبيق أساسيات فيزياء الكم، ولكن في نفس الوقت قامت بتقديم الكثير من الاضطرابات حول كل العلوم النظرية.
  • سنة 1927 استطاعت قوانين الكون أن تقود العالم الألماني هايزنبرج إلى عدة سياقات تتمتع بالمرونة.
  • استطاع هايزنبرج أن يقوم بإدراك صعوبة الجمع بين خاصيتين من خصائص الجزيء، وبمعنى آخر أنه يمكن التعرف على مكان الإلكترون بأعلى درجة من اليقين، ولكن لا يمكن التعرف على الزخم التابع له.
  • وبعد ذلك استطاع بوهر أن يقوم بتقديم بالتدقيق في المبدأ حتى يساعد الناس على فهم المبدأ الذي أقره هايزنبرج.
  • فاكتشف أن الإلكترون له خصائص جزيء وموجة مع بعضهما البعض، وهذا المبدأ عرف باسم ثنائية الموجة الجزيء.
  • واعتبر بعد ذلك حجر الزاوية بالنسبة للفيزياء الكمومية، عندما نقوم بقياس مكان الإلكترون.

شاهد أيضًا: الكتلة والوزن في الفيزياء

وبعد أن تعرفنا على قوانين الفيزياء الأساسية، وقمنا بعرض المعلومات الكافية عن الموضوع، نتمنى من الله أن نكون وفقنا في كتابة الموضوع، وأن نكون عرضناه بالشكل اللائق وبالطريقة التي تساعد على الفهم والاستيعاب.

مقالات ذات صلة