ما هو نص قانون نيوتن الأول

لماذا يتحتم على التفاحة دائمًا أن تسقط عموديًّا على الأرض!؟ السؤال الذي راود اسحق نيوتن عندما كان جالسًا في حديقته يتأمل الشجرة، فأصبحت هذه التفاحة البذرة التي ألهمت نيوتن كتابة قوانينه الثلاثة (ومنها قانون نيوتن الأول موضع حديثنا هنا)، والتي ما زالت تُدرّس حتى اليوم في كتب الفيزياء.

في العام 1666 وضع إسحق نيوتن نظرياته المتعلقة بالجاذبية، وكان عمره آنذاك 23 عامًا فقط، ليؤلف بعدها ب 20 عامًا كتابه "الأصول الريّاضية للفلسفة الطبيعيّة"، الذي وضّح فيه قوانينه الثلاث الشهيرة، القوانين التي شكّلت حجر الأساس في الفيزياء الكلاسيكية، أو ما يسمى بعلم الديناميكا.

ينصّ قانون نيوتن الأول للحركة بأنّ الجسم سيبقى في حالة السكون التام، أو الحركة في خطٍّ مستقيمٍ وبسرعةٍ ثابتةٍ، مالم تُؤثّر فيه قوىً خارجية تُخرجه من مساره، سواءٌ كان السكون أم الحركة، وهذا ما يعرف بمفهوم القصور الذّاتي، أي بمعنىً آخر؛ إذا ما كانت محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوي الصّفر، فإنّ هذا الجسم سيبقى في حالة السكون أو الحركة بسرعةٍ ثابتةٍ.

ممّا سبق نستنتج أنّ القانون الأول لنيوتن يعتمد على حالة الجسم:

الأمثلة على قانون نيوتن الأول في محيطنا كثيرةٌ، بدءًا بالتفاحة التي سقطت بسبب الجاذبية، وانتهاءً بالمذنّبات التي تحوم في الفضاء.

بينما تُراقب بتوتّر لاعبك المفضّل، وهو يستعدّ لتنفيذ الضربة الحرة، والمخاوف بدأت بالتسلّسل لداخلك، هل يضيّع الضربة أم يسجلها أو ربّما سيركلها عاليًا، وفي حقيقة الأمر إنّ جميع الاحتمالات ستخضع لقانون نيوتن الأول.

الكرة تبقى ساكنةً في مكانها، لأنّ قوة الجاذبية تعادل قوى ردّ الفعل الناتجة عن أرضية الملعب، وتعاكسها بالجهة، وبالتّالي فإن محصلة القوى ستساوي الصفر، وعندما يركل الّلاعبَ الكرة، فإنّها ستخرج من حالتها الابتدائية (السكون)، وستكتسب سرعةً تبعًا لقوة الركلة.

إذا اصطدمت الكرة بالجدار سترتد عنه، ويتغير مسارها، وذلك بسبب دخول قوةٍ جديدة إلى المعادلة، ألا وهي قوة ردّ الفعل للجدار، وكذلك الأمر إذا دخلت الكرة الشّباك، أمّا إذا عَلت الجّدار وأخطأت المرمى، فإنّها ستقع إلى الأرض بالنّهاية بسبب قوى الاحتكاك بالهواء وقوى الجّاذبية، ولولا وجود هاتين القوّتين، لبقيت الكرة في حركةٍ دائمةٍ بحسب قانون نيوتن الأول، ولأصبحت أوّلَ كرةٍ تسافر إلى الفضاء.

إنّ قوانين نيوتن تتظاهر جَليًّا في الفضاء، فلا وجود لقوى الجاذبية أو قوى الاحتكاك هنا، فالجسم في الفضاء إذا ما اكتسب سرعةً، فإنه يبقى متحركًا باتجاهٍ ثابتٍ دون أن يتوقف، مالم يصدم جسمًا آخر، أو أثّرت عليه قوى الجذب لجرمٍ آخر، وهذا ما يساعد المَركبات الفضائية على السفر بالفضاء بدون الحاجة إلى وقودٍ مستمرٍ(ما زالت مركبة New Horizon تجول الفضاء منذ عام 2006)، فالسرعة التي اكتسبتها المركبة أثناء الإطلاق، ستحافظ عليها بعد أن تهرُب من جاذبية الأرض، بالإضافة إلى جاذبية الكواكب التي قد تمرّ بها.