• اخر المشاركات

إسحق نيوتن

مواضيع مشروحة مع الصور التوضيحية

المشرف: Eng. Jan Fahoom

إسحق نيوتن

مشاركةبواسطة Eng. Jan Fahoom في الأحد نوفمبر 12, 2006 9:51 am

صورة

إسحق نيوتن

إسحاق نيوتن (Sir Isaac Newton) عاش ما بين 25 ديسمبر 1642 - 20 مارس 1727, بالتقويم القيصري آنذاك أو 4 يناير 1643 - 31 مارس 1727 بالتقويم الغريغوري. عالم إنجليزي، كيميائي، وفيلسوف. قدّم نيوتن ورقة علمية وصف فيها قوة الجاذبية الكونية ومهد الطريق لعلم الميكانيكا الكلاسيكية عن طريق قوانين الحركة. يشارك نيوتن ليبنيز الحق في تطوير علم الحسبان التفاضلي والمتفرع من الرياضيات.

الإنجازات الإضافيّة

نيوتن كان الأول في برهنة أن الحركة الأرضية وحركة الأجرام السماوية تُحكم من قبل القوانين الطبيعية ويرتبط اسم العالم نيوتن بالثورة العلمية. يرجع الفضل لنيوتن بتزويد القوانين الرياضية لأثبات نظريات كيبلر والمتعلقة بحركة الكواكب.
قام بالتوسع في إثباتاته وتطرّق إلى أن مدار المذنّبات ليس بالضرورة بيضاويا! ويرجع الفضل لنيوتن في إثباته أن الضوء الأبيض هو مزيج من أضواء متعددة وأن الضوء يتكون من جسيمات صغيرة.


سيرته

وُلد نيوتن في وولسثروب في مقاطعة لينكنشاير. مات أبوه ولا زال نيوتن في بطن أمه وقبل ولادته بـ 3 أشهر، وتركته والدته لتعيش مع زوجها الجديد بعد عامين من ولادة نيوتن وتركت الطفل نيوتن ليترعرع في كنف جدّته.
درس الثانوية في مدرسة "جراثام" وفي العام 1661 إلتحق بكلّية ترينيتي في كيمبريدج. كانت المدرسة آنفة الذكر تتبع منهج ارسطو الفلسفي إلا ان نيوتن كان يفضل تدارس الفلاسفة المعاصرين آنذاك من أمثال ديكارت، غاليليو، كويرنيكوس، و كيبلر.
في العام 1665 بدأ نيوتن بتطوير معادلات رياضية لتصبح فيما بعد بعلم الحسبان. مباشرة وبعد حصول نيوتن على الشهادة الجامعية في العام 1665، أغلقت الجامعة أبوابها كإجراء وقائي ضد وباء الطاعون الذي اجتاح اوروبا ولزم نيوتن البيت لمدة عامين تفرّغ خلالها للحسبان، والعدسات، وقوانين الجاذبية.
في العام 1667 أصبح نيوتن عضو في هيئة التدريس في كلية ترينيتي وقام بنشر الورقة العلمية والمتعلقة بـ "التّحليل بالمتسلسلة اللا نهائيّة".
قام كل من نيوتن و ليبنيز على حدة بتطوير نظرية المعادلات التفاضلية واستعمل الرجلان رموز مختلفة في وصف المعادلات التفاضلية ولكن تبقى الطريقة التي إتّبعها ليبنيز أفضل من الحلول المقدّمة من نيوتن ومع هذا، يبقى إسم نيوتن مقرون بأحد رموز العلم في وقته.
قضى نيوتن الخمس وعشرين السنة الأخيرة من حياته في خصومة مع ليبنيز والذي وصفه نيوتن بالمحتال!
سميت بأسمه نيوتن (وحدة) قياس تخليدآ له ولما قدمه للعلم.


البصريات

درُس نيوتن البصريات من العام 1670-1672، في هذه الفترة، تحقّق من انكسار الضوء وبرهن على أن الضوء الأبيض ممكن أن ينقسم الى عدة ألوان عند مروره خلال المنشور ومن الممكن بالتالي تجميع حزمة الألوان تلك من خلال عدسة منشور آخر ليتكون الضوء الأبيض من جديد. باستنتاجه هذا، تمكن نيوتن من اختراع التلسكوب العاكس ليتغلب على مشكلة الألوان التي تظهر في التلسكوبات المعتمدة على الضوء المنكسر.
عاد نيوتن لعمله البحثي في الجاذبية وتأثيرها على مدار الكواكب مستندا على القواعد التي أرساها كيبلر في قوانين الحركة، وبعد التشاور مع هوك و فلامستيد، نشر نيوتن استنتاجاته في العام 1684 والتي تناولت قوانين الحركة.
نشر نيوتن الورقة "برينسيبيا" في العام 1687 بتشجيع ودعم مالي من إيدموند هالي. في هذه الورقة، سطّر نيوتن القوانين الكونية الثلاثة والمتعلقة بالحركة ولم يستطع أحد أن يعدل على هذه القوانين لـ 300 سنة أخرى!
بعد إصدار نيوتن لنظرية برينسيبيا، أصبح الرجل مشهورا على المستوى العالمي واستدار من حولة المعجبون وكان من ضمن هذه الدائرة الرياضي السويسري نيكولاس فاتيو دي دويلير والذي كوّن مع نيوتن علاقة متينة استمرت حتى العام 1693 وأدّت نهاية هذه العلاقة الى إصابة نيوتن بالإنهيار العصبي.
تمكن نيوتن من أن يصبح عضوا في البرلمان في الأعوام 1689-1690 وكذلك في العام 1671 ولكن لم تذكر سجلات الجلسات أي شيء يذكر عن نيوتن باستثناء أن قاعة الجلسة كانت باردة وأنه طلب أن يُغلق الشبّاك ليعمّ الدفء!
في العام 1703 أصبح نيوتن رئيسا للأكاديمية الملكية وتمكن من خلق عداوة مع الفلكي جون فلامستيد بمحاولته سرقة كاتالوج الملاحظات الفلكية التابع لفلامستيد. منحته الملكة آن لقب فارس في العام 1705. لم يتزوج نيوتن قط ولم يكن له أطفال مسجّلون وقد مات في مدينة لندن ودفن في مقبرة ويست مينيستر آبي.
آخر تعديل بواسطة Eng. Jan Fahoom في الأحد نوفمبر 12, 2006 9:54 am، عدل 1 مرة.
In God We Trust
صورة العضو
Eng. Jan Fahoom
Site Admin
Site Admin
 
مشاركات: 607
اشترك في: الخميس ديسمبر 02, 2004 5:32 pm
مكان: Toronto - ON

مشاركةبواسطة Eng. Jan Fahoom في الأحد نوفمبر 12, 2006 9:52 am

قوانين الحركة

قوانين الحركة عبارة عن مجموعة من القوانين الفيزيائية الميكانيكية وهي كما يلي

    قانون نيوتن الأول Newton's First Law : يظل الجسم على حالته الحركية ( إما السكون التام أو التحريك في خط مستقيم بسرعة ثابتة) ما لم تؤثر عليه قوة تغير من هذا الحالة .
    صورة
    قانون نيوتن الثاني:Newton's second law : إذا أثرت قوة أو مجموعة قوى صورة
    على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً a، يتناسب مع محصلة القوى المؤثرة، ومعامل التناسب هو كتلة القصور الذاتي m للجسم ..أي أن : صورة
    قانون نيوتن الثالث Newton's third law لكل فعل رد فعل، مساو له في المقدار ومعاكس في الاتجاه.
    قوة الاحتكاك Force of friction : القوة التي تقاوم الحركة بسبب تلامس سطح الجسم المراد تحريكه مع أسطح أخرى .
    قوة الاحتكاك الساكن Static friction : fs تمثل أقل قوة لتحريك الجسم الساكن ترتبط بالقوة العمومية على سطح الاحتكاك N بالعلاقة: fs = msN حيث يعرف ثابت التناسب ms ( ميو) باسم معامل الاحتكاك الساكن( Coefficient of Static )
    قوة الاحتكاك الحركي Kinetic friction وتعرف قوة الاحتكاك بين سطحين لجسمين متحركين fk ترتبط بالقوة العمومية على سطح الاحتكاك N بالعلاقة : Fk = mkN حيث يعرف mk بمعامل الاحتكاك الحركي ( Coefficient of kinetic)
صورة العضو
Eng. Jan Fahoom
Site Admin
Site Admin
 
مشاركات: 607
اشترك في: الخميس ديسمبر 02, 2004 5:32 pm
مكان: Toronto - ON

مشاركةبواسطة Eng. Jan Fahoom في الأحد نوفمبر 12, 2006 9:52 am

العطالة

العطالة هي ميل أي جملة فيزيائية لمقاومة التأثيرلت الخارجية المفروضة عليها . و حسب القانون الأول لنيوتن تصبح العطالة ميل الجسم لمقاومة أي تغيير في حركته المنتظمة نتيجة فرض قوة خارجية . و بما أن هذا الميل للمحافظة على الحركة المنتظمة يترجم عمليا حسب قانون نيوتن الثاني بنقصان التسارع مع زيادة الكتلة من أجل نفس القوة المطبقة فقد جرى اعتبار الكتلة مقياسا لعطالة الجسم أو الجملة الفيزيائية .

و تكون الكتلة باختصار ثابت التناسب بين القوة المطبقة على الجملة و التسارع الناتج عن هذه القوة .

هذه العطالة نفسها هي التي تقاوم التسارع المفروض على أي جسم عندما تتسارع حركة الجملة المرتبط بها , فعندما نكون في سيارة و تتسارع فجأة نشعر بقوة جذب خلفية تعاكس جهة تسارع السيارة , و بما ان هذه القوة غير ناتجة عن التفاعل مع جسم آخر بل ناتجة عن عطالة الجسم لذا ندعوها ب ( قوة العطالة ) و تشابهها قوة العطالة النابذة في الحركة الدائرية ( اي انها ببساطة رد الفعل في قانون نيوتن الثالث ) .


الجمل المرجعية العطالية
قام نيوتن باستخدام مبدأ التكافؤ لغاليليو ليشكل منه المبدأ الأول من قوانبن الحركة ضمن اطار الفيزياء النيوتنية , و فق هذه النظرة فالجسم لا يحتاج لأي قوة للحفاظ على حركته المنتظمة , مخالفا بذلك الرؤية القديمة لأرسطو و اتي ترى أن أي حركة تحتاج لقوة في حين يكون الجسم المستقل عن كل قوة بحالة راحة و سكون .

حسب الرؤية النيوتنية : ينعدم الفارق بين الأجسام المتحركة حركة منتظمة و الأجسام الساكنة و هذا أدى بالتالي لنشوء فكرة الإطار المرجعي أو االجملة المرجعية العطالية , و هي جمل مرجعية ساكنة أو متحركة منتظمة غير متسارعة. يلاحظ جميع المراقبين في الجمل المرجعية العطالية نفس القوانين الفيزيائية , فالمراقب الساكن على الأرض يرى الكرة الضغيرة تسقط سقوطا حرا بشكل عمودي , كما المراقب في جملة عطالية متحركة بانتظام ( مثل قطار ذو سرعة ثابتة ) سوف يرى الكرة تسقط بشكل شاقولي أيضا ( هناك تماثل في الرؤية اذا ) .

عندما يكون المراقبيان في جملتين مرجعيتين مختلفتين يمكن التحويل من احداثيات احدى الجمل الى الأخرى عن طريق التحويل الغاليلي و هو عبارة عن سحب خطي بسرعة ثابتة ).

في الجمل اللاعطالية التي تتحرك بشكل غير منتظم حركة متسارعة , تخضع الأجسام و المراقبين ضمن هذه الجمل الى قوى افتراضية مثل قوى كوريوليس , مثل هذه القوى لا يمكن نشوؤها ضمن الجمل العطالية .
صورة العضو
Eng. Jan Fahoom
Site Admin
Site Admin
 
مشاركات: 607
اشترك في: الخميس ديسمبر 02, 2004 5:32 pm
مكان: Toronto - ON

مشاركةبواسطة Eng. Jan Fahoom في الأحد نوفمبر 12, 2006 9:53 am

الثقالة أو الجاذبية الأرضية

الثقالة أو الجاذبية Gravity هي ميل الكتل و الأجسام للتحرك و الانجذاب نحو بعضها البعض كما في الجاذبية بين المغنطيسات و الأجسام الحديدية , كان إسحاق نيوتن أول من تحدث عن قوى الثقالة (الجاذبية) محاولا وضع نظرية تفسر ميل الأجسام للسقوط نحو الأرض (تفاحة نيوتن) بشكل يتناسق مع قوانينه التحريكية الثلاثة .

فالوزن هو القوة التي تحثها الثقالة محدثة الانجذاب بين الأرض و الجسم المعني و هي تساوي جداء تسارع الثفالة في كتلة الجسم . كان أول من وضع نظرية للثقالة هو الفبزبائي المعروف اسحاق نيوتن و بقيت هذه النظرية صامدة حتى تم استبدالها من قبل اينشتاين بنظرية النسبية العامة لكن معادلة نيوتن تبقى صحيحة و أكثر عملية عندما نتحدث عن حقول ثقالية ضعيفة كارسال المركبات الفضائية و التطبيقات الهندسية الانشائية مثل بناء الجسور المعلقة .

يقول قانون الجاذبية العام لنيوتن : أن كل جسم يجذب جسما آخر في الكون بقوة محمولة على الخط الواصل بين المركزين و شدتها متناسبة طردا مع كتلتيهما و عكسا مع مربع المسافة بينهما .

ق = ثا (ك1 × ك2) / ف2

انتشر مصطلح الجاذبية الأرضية مبكرا كون فكرة التجاذب كانت راسخة حسب النظرة النيوتنية , لكن الترجمة الدقيقة للمصطلح بارتباطه بمقهوم الثقل (grav-) و تغير النظرة إلى هذه القوة بعد ظهور نظرية النسبية دعمت تسميتها بقوى الثقالة . الوزن عبارة عن مقدار فيزيائي متجهي وهو القوة المسلطة من الأرض على الأجسام


الجاذبية بين الكتل
حسب قانون نيوتن فإن الكتل تتبادل التجاذب بين بعضها بقوة متبادلة ، وهي ضئيلة نسبيا للكتل الصغيرة ، وتتناسب هذه القوة تناسبا طرديا مع كتل الاجسام وتناسبا عكسيا مع مربع المسافة بينهما فتكون العلاقة الرياضية:

ق = ج (ك1 × ك2) / ف2

حيث ق هي القوة ، ك1 و ك2 كتل الجسمين المتجاذبين و ف هي المسافة الفاصلة بين مركزي كتلة الجسمين. ج هي ثابت التجاذب بين الكتل وقيمته ج = 6.6742 × -1110 نيوتن·م 2 /كغ 2

هذا الفانون مثل معظم قوانين الميكانيك الكلاسيكي يطبق على الاجسام النقطية أما الاجسام الكبيرة ذات الاشكال المختلفة فنعمد الى تطبيق حسبان التكامل من اجل الحصول على شدة قوة الثقالة المطبقة عليها .


طبيعة قوى الثقالة حسب النظريات الفيزيائية
تعتبر قوة الثقالة في الميكانيك الكلاسيكي قوة مباشرة بعيدة المدى بمعنى أن هذه القوة تستطيع التأثير عن بعد بدون واسطة و يتم تأثيرها بشكل لحظي فأي تغير في موقع أحد الجسمين يرافقه تحول لحظي في الجاذبية بينه و بين الجسم الآخر , ولكي يفسر اسحاق نيوتن هذه الخاصية عمد الى تعريف حقل ثقالي عالمي موجود في كل نقطة من الفضاء . هذا الحقل هو حقل شعاعي يعبر عنه بشعاع في كل نقطة و يمثل قوة الثقالة التي تتعرض لها واحدة الكتل عندما توضع في هذه النقطة .

تنص نظرية النسبية العامة لاينشتاين على أن وجود أي شكل من أشكال المادة أو الطاقة أو العزم يحدث انحناء في الزمكان , وبسبب هذا الانحناء فان المسارات التي تسلكها الاجسام في الجمل العطالية يمكن أن تنحرف أو تغير اتجاهها ضمن الزمن . و هذا الانحراف يظهر لنا على انه تسارع نحو الاجسام الكبيرة و عرفه نيوتن بأنه ثقالة او جاذبية . و بالتالي فان النسبية العامة ترى التسارع الثقالي أو السقوط الحر بأنه حركة عطالية فعليا ( منتظمة ) في حين ان المراقب هو من يتحرك حركة متسارعة , و هذا ما يعرف ب مبدأ التكافؤ .
In God We Trust
صورة العضو
Eng. Jan Fahoom
Site Admin
Site Admin
 
مشاركات: 607
اشترك في: الخميس ديسمبر 02, 2004 5:32 pm
مكان: Toronto - ON


العودة إلى قسم الوثائقيات

المتواجدون الآن

المستخدمون المتصفحون لهذا المنتدى: لا يوجد أعضاء مسجلين متصلين و 1 زائر

cron