حل درس القانون الثالث لنيوتن علوم ثالث متوسط

قوة الفعل وقوة رد الفعل 

يفسر القانونان الأول والثاني لنيوتن الكيفية التي تتغير بها حركة جسم ما. فإذا كانت القوى المؤثرة في الجسم متزنة، أي أن القوة المحصلة المؤثرة فيه تساوي صفرا، فإنه إن كان ساكتا يبقى ساكنا، وإن كان متحرگا استمر في حركته بسرعة متجهة ثابتة. أما إذا كانت القوى غير متزنة فسوف يتسارع الجسم في اتجاه القوة المحصلة. ويستفاد من القانون الثاني لنيوتن في حساب تسارع الجسم، أو التغير في حركته، عندما تكون القوة المحصلة المؤثرة فيه معروفة. 

أما القانون الثالث لنيوتن فيصف لنا شيئا آخر يحدث عندما يؤثر جسم بقوة في جسم آخر، افترض أنك تدفع حائطا بيدك، فقد تندهش إذا علمت أن الحائط يدفعك أيضاء فوفقا للقانون الثالث لنيوتن في الحركة Newton's Third Law of Motion تؤثر القوى دائما في صورة أزواج متساوية مقدارا ومتعاكسة اتجاها، فعندما تدفع الحائط بقوة ما فإن الحائط يدفعك بقوة مساوية لقوتك. وعموما إذا أثر جسم بقوة في جسم آخر فإن الجسم الثاني يؤثر في الجسم الأول بقوة مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه، كما بين الشكل ۱۲.

انعدام الوزن 

لعلك شاهدت صورا لحركة رواد فضاء يسبحون داخل المكوك الفضائي وهو يدور حول الأرض، نقول في هذه الحالة، إن رواد الفضاء يعانون من حالة انعدام الوزن، كما لو كانت جاذبية الأرض لا تؤثر فيهم. ومع ذلك فإن قوة جاذبية الأرض للمكوك وهو في مداره تساوي ۹۰ ٪ من قوة جاذبيتها له وهو على سطح الأرض. تستخدم قوانین نیوتن في الحركة التفسير حالة طفورواد الفضاء، وكأنه لا توجد قوي تؤثر فيهم 

قياس الوزن 

فكر في الطريقة التي تقيس بها وزنك. عندما تقف على الميزان تؤثر فيه بقوة، فيتحرك مؤشر الميزان ليبين وزنك، وفي الوقت نفسه ومن خلال القانون الثالث لنيوتن يؤثر الميزان في جسمك بقوة نحو الأعلى مساوية لوزنك، كما في الشكل (۱۸، أ). وهذه القوة توازن قوة الجاذبية المؤثرة فيك نحو الأسفل.

السقوط الحر وانعدام الوزن 

افترض الآن أنك تقف على ميزان داخل مصعد يسقط نحو الأسفل. كما بين الشكل (۱۸، ب). الجسم الساقط سقوطا حا هو الجسم الذي يتأثر بقوة واحدة فقط، هي قوة الجاذبية الأرضية. وفي داخل المصعد الساقط سقوطا حا يكون جسمك والميزان أيضا في حالة سقوط حر؛ لأن القوة الوحيدة  المؤثرة في جسمك هي الجاذبية؛ لذا لا يؤثر الميزان بدفع إلى أعلى في جسمك، وفق القانون الثالث لنيوتن، وجسمك لا يؤثر في الميزان بقوة إلى أسفل، لذلك يشير مؤشر الميزان إلى الصفر، وتبدو وكأنك عديم الوزن، فانعدام الوزن يحدث في حالة السقوط الحر، عندما يبدو وزن الجسم صفاء في الحقيقة لست عديم الوزن في أثناء السقوط الحر؛ لأن الأرض ما زالت تجذب جسمك نحو الأسفل، إلا أن عدم وجود جسم ما کالكرسي يؤثر في جسمك بقوة نحو الأعلى يجعلك تشعر أنك لا وزن لك.

انعدام الوزن في المدار 

لفهم كيفية حركة الأجسام داخل مكوك فضاء يتحرك في مداره حول الأرض، تخيل أنك تحمل بيدك كرة داخل مصعد يسقط سقوطا حراً بتسارع يساوي تسارع الجاذبية الأرضية، فإذا تركت الكرة فسوف تلاحظ أنها ستبقى بالنسبة إليك وإلى المصعد في موضعها حيث تركتها؛ لأنها تتحرك بسرعة تساوي سرعتك وسرعة المصعد. وإذا دفعت الكرة دفعة خفيفة إلى الأسفل، فستضاف هذه القوة إلى قوة الجاذبية على الكرة. ووفق القانون الثاني لنيوتن سوف يزداد تسارعها، وفي أثناء دفعك لها سيكون تسارع الكرة أكبر من تسارعك أنت والمصعد. وهذا يجعلها | تزيد من سرعتها بالنسبة إلى سرعتك والمصعد. وتستمر في حركتها إلى أن تصطدم بأرضية المصعد، يكون المكوك الفضائي في أثناء حركته في مداره حول الأرض في حالة سقوط حر، هو وكافة الأجسام داخله؛ حيث يسقط في مسار منحن بدلا من السقوط في خط مستقیم نحو الأرض. ونتيجة لذلك تبدو الأجسام داخله وكأنها  في حالة انعدام الوزن ( انعدام ظاهري للوزن ) ، كما في الشكل 19. ودفعة خفيفة | تحرك الجسم بعيدا داخل المكوك ، تماماً مثل دفع الكرة داخل المصعد الساقط سقوط حراً