חוקי התנועה של ניוטון , יחסים בין הכוחות הפועלים על גוף לבין תְנוּעָה של הגוף, שגובש לראשונה על ידי הפיזיקאי והמתמטיקאי האנגלי סר אייזיק ניוטון.
ניוטון, אייזק; חוקי תנועה שער השער של יצחק ניוטון עקרונות מתמטיים של פילוסופיה טבעית (1687; עקרונות מתמטיים של פילוסופיה טבעית ), העבודה בה הציג הפיזיקאי את שלושת חוקי התנועה שלו. Photos.com/Thinkstock
חוקי התנועה של ניוטון מתייחסים לתנועה של אובייקט לכוחות הפועלים עליו. בחוק הראשון, אובייקט לא ישנה את תנועתו אלא אם כן פועל עליו כוח. בחוק השני, הכוח על האובייקט שווה למסה שלו פי תאוצה. בחוק השלישי, כאשר שני עצמים מתקשרים זה לזה, הם מפעילים כוחות זה על זה באותו גודל ובכיוון ההפוך.
חוקי התנועה של ניוטון חשובים מכיוון שהם היסוד של המכניקה הקלאסית, אחד הענפים העיקריים של פיזיקה . מכניקה היא המחקר כיצד חפצים נעים או אינם נעים כאשר כוחות פועלים עליהם.
החוק הראשון של ניוטון קובע כי אם גוף נמצא במנוחה או נע במהירות קבועה בקו ישר, הוא יישאר במנוחה או ימשיך לנוע בקו ישר במהירות קבועה אלא אם כן יופעל על ידי כוח. תואר זה ידוע כחוק האינרציה. חוק האינרציה גובש לראשונה על ידי גלילאו גליליי לתנועה אופקית על כדור הארץ ומאוחר יותר הוכלל על ידי רנה דקארט. לפני גלילאו חשבו שכל תנועה אופקית מחייבת סיבה ישירה, אך גלילאו הסיק מניסוייו שגוף בתנועה יישאר בתנועה אלא אם כן כוח (כמו חיכוך) יביא למנוחתו.
כדורסל; חוקי התנועה של ניוטון כאשר שחקן כדורסל יורה זריקת קפיצה, הכדור תמיד הולך בדרך קשתית. הכדור הולך בדרך זו מכיוון שתנועתו מצייתת לחוקי התנועה של סר אייזק ניוטון. מארק הררייד / Shutterstock.com
למדו כיצד עצמים בלתי ניתנים לכוח וכוחות בלתי ניתנים לעצירה זהים שיעור המוכיח כי עצמים בלתי ניתנים לזיהוי וכוחות בלתי ניתנים לעצירה הם אותו דבר. MinutePhysics (שותפה להוצאת בריטניקה) ראה את כל הסרטונים למאמר זה
החוק השני של ניוטון הוא תיאור כמותי של השינויים שכוח יכול לייצר בתנועת גוף. הוא קובע ששיעור הזמן של שינוי המומנטום של גוף שווה הן בגודל והן בכיוון לכוח המוטל עליו. המומנטום של גוף שווה לתוצר המסה שלו ומהירותו. מומנטום, כמו מהירות, הוא כמות וקטורית, שיש לה גם גודל וגם כיוון. כוח המופעל על גוף יכול לשנות את גודל המומנטום, או את כיוונו, או את שניהם. החוק השני של ניוטון הוא אחד החשובים בכולם פיזיקה . לגוף שהמסה שלו M הוא קבוע, ניתן לכתוב אותו בצורה F = M ל , איפה F (כוח) ו ל ( תְאוּצָה ) הן כמויות וקטוריות. אם לגוף יש כוח נטו הפועל עליו, הוא מואץ בהתאם למשוואה. לעומת זאת, אם גוף אינו מואץ, אין כוח נטו הפועל עליו.
החוק השלישי של ניוטון קובע שכששני גופים מקיימים אינטראקציה, הם מפעילים זה על זה כוחות שווים בעוצמתם ומנוגדים לכיוונם. החוק השלישי מכונה גם חוק הפעולה והתגובה. חוק זה חשוב בניתוח בעיות של שיווי משקל סטטי , כאשר כל הכוחות מאוזנים, אך זה חל גם על גופים בתנועה אחידה או מואצת. הכוחות שהוא מתאר הם אמיתיים, ולא סתם אמצעי הנהלת חשבונות. לדוגמא, ספר המונח על שולחן מפעיל כוח כלפי מטה השווה למשקלו על השולחן. על פי החוק השלישי, הטבלה מחילה על הספר כוח שווה והפוך. כוח זה מתרחש מכיוון שמשקלו של הספר גורם לעיוות השולחן מעט כך שהוא דוחף את הספר לאחור כמו קפיץ מפותל.
חוקי ניוטון הופיעו לראשונה ביצירת המופת שלו, עקרונות מתמטיים של פילוסופיה טבעית (1687), הידוע בכינויו עקרונות . בשנת 1543 הציע ניקולאוס קופרניקוס כי השמש, ולא כדור הארץ, עשויה להיות במרכז השטח עוֹלָם . בשנים שחלפו הניחו גלילאו, יוהנס קפלר ודקארט את היסודות של מדע חדש אשר יחליף את תפיסת העולם האריסטוטלית, שעברה בירושה מהיוונים הקדומים, ויסביר את פעולתו של יקום הליוצנטרי. בתוך ה עקרונות ניוטון יצר את המדע החדש הזה. הוא פיתח את שלושת החוקים שלו במטרה להסביר מדוע מסלולי ה כוכבי לכת הם אליפסות ולא מעגלים, בהן הוא הצליח, אבל התברר שהוא הסביר הרבה יותר. סדרת האירועים מקופרניקוס ועד ניוטון מכונה יחד המהפכה המדעית.
מתי נולד פול השליח
במאה ה -20 החוקים של ניוטון הוחלפו על ידי מכניקת הקוונטים ותורת היחסות כחוקים הבסיסיים ביותר של הפיזיקה. אף על פי כן, חוקי ניוטון ממשיכים לתת דין וחשבון מדויק על הטבע, למעט גופים קטנים מאוד כמו אלקטרונים או גופים הנעים קרוב למהירות האור. קוונטי מכניקה ויחסיות מפחיתים לחוקי ניוטון בגופים גדולים יותר או בגופים הנעים לאט יותר.
