یاساکانی جووڵەی نیوتن

﴿﴿یاساکانی نیوتن﴾﴾

یاساکانی یەکەم و دووھەمی نیوتن، بە لاتین، لە یەکەم دەرچوونی پرەنسیپە بیرکارییەکانی فەلسەفەی سروشتیدا، ساڵی ١٦٨٧.

یاساکانی جووڵەی نیوتن یان بنەماکانی جووڵەی نیوتن (بە ئینگلیزی: Newton's laws of motion) سێ یاسای فیزیکین کە بناغەی میکانیکی کلاسیک پێکدێنن. یاساکان ئەمانەن:

1. یاسای یەکەمی نیوتن:ھەر تەنی فیزیکی یان لە وەستاندایە یان بە خێرایی‌یەکی نەگۆڕەوە لە جووڵەدایە ئەگەر ھاتوو ھێزێکی دەرەکی کاری تێنەکات.
2. یاسای دووەمی نیوتن: تاودانی زەوی ڕاستەوانە دەگۆڕێت لەگەڵ ھێز و پێچەوانە دەگۆڕێت لەگەڵ بارستایەوە دەکاتە (=بارستایی جاران تاودان)؛ $F=ma$.
3. یاسای سێھەمی نیوتن: ھەموو ھێزێکی کار کاردانەوەی ھەیە بە دوو ئاراستەی جیاواز.

ئەم یاساگەلە پەیوەندی نێوان ئەو ھێزانەی کە لەسەر تەنێک کار دەکەن و جووڵەی ئەو تەنە وەسف دەکەن و یەکەمجار لەلایەن ئیسحاق نیوتنەوە ساڵی ١٦٨٧ لە پەڕتووکی پرەنسیپە بیرکارییەکانی فەلسەفەی سروشتیدا کۆکراونەتەوە. نیوتن بۆ ڕاڤە و تاوتوێکردنی جووڵەی زۆر شت و سیستەمی فیزیکی کەڵکی لێیان وەردەگرت. وەکوو نموونە، لە بەرگی سێھەمی پەڕتووکەکەدا، نیوتن نیشانیدا کە ئەم سێ یاسایە ھاوڕێ لەگەڵ یاسای ڕاکێشانی گەردوونییەکەی، یاساکانی کێپلێر بۆ جووڵەی ھەسارەیی دەدەن بە دەستەوە.

سەرەتایەک

بە شێوەیەکی گشتی جوڵەی تەنێک لە دوو ڕوانگەی جیاوازەوە تاوتوێ دەکرێت. بە واتایەکی تر دەتوانین بڵێین کە میکانیکی کلاسیکی دابەش دەبێ بەسەر دوو لقی گشتی دا، کاینێماتیک (سینێماتیک) و داینامیک (جوڵەزانی). لە لقی کاینێماتیک بە بێ ڕەچاوکردنی ھیچ ھۆکارێک، جوڵەی تەنەکە تاوتوێ دەکرێ. کەواتە لەم لقەدا جوڵە تەنھا لە ڕوانگەیەکی ھەندەسییەوە شی دەکرێتەوە. (ئێمە لە بەشی دووەم و سێیەم دا فێری کاینێماتیکی جوڵەی تەنێک بوین لە یەک، دوو و سێ دوری دا). بەڵام لە لقی داینامیک دا، ھۆکارەکانی جوڵە باسیان لێوە دەکرێت. ھەر تەن یا تەنۆلکەیەک لەگەڵ گشت ئەو کاریگەریانەی کە دەوروبەری دەیخاتە سەری شی دەکرێتەوە. بۆ نموونە چۆن دەکرێ بەلەمێک کەشتییەکی دەریایی زۆر گەورتر لەدوای خۆی ڕابکێشێ؟ بۆچی لێخوڕینی ئوتومبیلێک لەسەر جادەیەکی قیر ئاسانترە لە لێخوڕینی ھەمان ئوتومبیل لە ناو قوڕدا؟ بۆ گێشتن بە وەڵامی ئەم جۆرە پرسیارانەو ھاوشێوەکانی، ئێمە پێویستیمان بە فێربوونی داینامیک ھەیە کە گشت ئەو ھێزە دەرەکیانەی کە کاریگەری دەخەنە سەر جوڵەی تەنێک لە بەرچاو بگیرێن. بۆ ئەوەی باشتر لە بنەماکانی داینامیک تێبگەین، لەم بەشەدا مەبەستمانە دوو واتای تری فیزیایی (بارستایی و ھێز) باس کەین. ئەم بنەمایانە بۆ یەکمجار لە ساڵانی (١٦٤٢ز) بۆ (١٧٢٧ز) بەھۆی زانای بەناوبانگی فیزیایی "ئیسحاق نیوتن " داندراون. لەم ڕۆژگارەدا ئێمە پێیان دەڵێین یاساکانی جوڵەی نیوتن. لە یاسای یەکەمدا نیوتن دەڵێ "ئەگەر کۆی گشتی ھەموو ھێزە کاریگەرەکان لە سەر تەنێک یەکسان بێ بە سفر، کەواتە ئەم تەنە لە بارێکی نەگۆڕدا دەمێنێتەوە-بە وەستاوی یاخود بە گوڕێکی نەگۆڕ". لە یاسای دوەەمدا دەڵێ "ھێز ڕاستەوانە لەگەڵ تاودانی تەنەکە دەگۆڕێ بە مەرجێک کۆی ھێزە کاریگەرەکان لە سەر تەنەکە یەکسان نەبێ بە سفر". و لە سێیەم یاسادا دەڵێ: "ئەگەر تەنێک ھێزێک بخاتە سەر تەنی دووەم، بە ھەمان بڕ بەڵام بە پێچەوانەی ئاڕاستە، تەنی دووەم ھێزێکیتر دەخاتوە سەر تەنی یەکەم ". نیوتن ئەم یاسایانەی لە خۆیەوە دەست نەکەوت، بەڵکو پشتی بەست بەو تاقیکردنەوانەی کە زاناکانی پێش ئەو ھەستابوون بە ئەنجامدانیان، بەتایبەت، زانا گالیلە (ئەم زانایە لە ھەمان ساڵی لەدایکبوونی نیوتن دا کۆچی دوایی کردوە). ئەم یاسایانە بە تەواوی بنچینەیین و لە ھیچ بنەمایەکیتر وەرنەگیراوون. ئەم یاسایانە بناغەی میکانیکی کلاسیکین (کە پێشی دەگوترێ میکانیکی نیوتنی). بەھۆی ئەم یاسایانەوە ئێمە باشتر لە جوڵە تێدەگەین. لە ڕاستی دا ئەم یاسایانە گشتگرن، تەنھا کاتێک کە خێرایی تەنەکە لە خێرایی تیشکی خۆرەوە نزیک دەبێتەوە ئەم یاسایانە گۆڕانکاریان بەسەر دا دێ و ئیش بە بنەماکانی میکانیکی کوانتەمی دەکرێ (لەم کتێبەدا درفەتی باسکردنی ئەم بابەتەمان نییە). یاساکانی نیوتن زۆر ئاسانن بۆ تێگێشتن، چونکە خوێندکار (قوتابی) پێش ئەوەی ئەم بابەتە بخوێنێت، پێشتر لە ژیانی ڕۆژانەی دا ڕوبەڕوی چەندین جوڵەی وەک (ھاویشتنی تۆپێک، پاڵدانی ئوتومبیلێک و… ھتد) بووەتەوە.

ھێز و کارلێککردن

لە بەکار ھێنانەکانی زمانی ڕۆژانەمان دا، مەبەستمان لە وشەی ھێز، بریتییە لە ڕاکێشان و پاڵپێوەنانی تەنێک. دەتوانین بە شێوەیەکیتر پێناسەی ھێز بکەینەوە: «ھێز واتا کارلێککردنی دوو تەن یا خود کارلێکی نێوان تەنێک و دەوروبەری». ھەر وەک لەم وێنەی یەکدا نیشان دراوە، ھێز ھێندێکی ئاڕاستەبڕە. تۆ دەتوانیت بە ھەر ئاڕاستەیەک کە دەتھەوێ تەنەکە ڕابکێشیت یا پاڵی پێوەنێیت.

ئەگەر ھاتوو ھـێزێک لە ئەنجامی بەرییەک کەوتنی دوو تەن بەدەست بێت، بۆ نموونە پاڵدان و ڕاکێشانی تەنێک، پێی دەگوترێ «ھێزی لێکەوت». لە وێنەی (٢-الف، ب، ج) دا سێ شێوەی گشتی لە ھێزی لێکەوت نیشان دراوە. ھێزی ئەستونی ${\vec {n}}$(بڕوانە وێنەی ٢-الف) بریتییە لەو ھێزەی کە لەلایەن ئەو ڕوەی کە تەنەکە لەسەری وەستاوە دەخرێتەی سەر تەنەکە. بە پێچەوانەوە، ھێزی لێکخشاندن تەریبە لەگەڵ ڕوەکە و بە پێچەوانەی جوڵەی تەنەکەیە (وێنەی ٢-ب). لەلایەکی تر ئەگەر تەنێک لەلایەن گوریسێک، پەتکێک، دەزوێک… ھتد. ھێزی ڕاکێشانی بخرێتە سەر پێی دەگوترێ ھێزی گرژی (وێنەی ٢-ج). کاتێک کە سەگەکەت بەھۆی پەتکێکەوە ڕادەکێشیت، ئەوە ھێزی گرژی پەتەکەیە کە کار دەکاتە سەر گەردنی سەگەکەت.

لەگەڵ ئەمەشدا، جۆرێکی تری ھێزمان ھەیە کەپێی دەگوترێ «ھێزی دور مەودا». لەم جۆر ھێزەدا ھیچ لێکەوتێک نییە لە نێوان دوو تەنەکەدا. بۆ نموونە دوو تەن کە بارستاییان ھەبێ یەکتری ڕادەکێشن (ھەر وەک لە وێنەی ٤–٢-ە دا دیارە، کاتێک کە تەنێک لە ھەوادا بەردەدرێت لەلایەن زەویەوە ڕادەکێشرێتە خوارەوە. ئەم شێوەیە پێ دەگوترێ ھێزی کێشکردن). ھەروەھا دوو موگناتیس کە لەیەکتر نزیک دەکرێنەوە پێش ئەوەی بەرییەک بکەون کارلێک دەکەن (بابەتی کارەبا و موگناتیس لە سنووری ئەم کتێبەدا ناگونجێت بۆیە باسی لێوە ناکەین).

بۆ نیشاندانی ئاڕاستەبڕی ھێز ${\vec {F}}$، سود لە ئاڕاستەدارێک وەردەگرین کە نەکەکەی ئاڕاستەی ھێزەکە، و درێژی ئاڕاستەدارەکە، ئاماژەیە لە بڕی ھێزەکە. لە سیستەمی نێودەوڵەتی یەکەدا SI، یەکەی ستاندەری ھێز بریتییە لە (نیوتن) کە بە کورتکراوی دەنوسرێت N. لە خشتەی (١)دا ئێمە نرخی چەند ھێزێکی دیاریکراومان ھێناوەتەوە.

ئەو ئامێرەی کە بڕی ھێزی پێدەپێورێ، پێی دەگوترێ تەرازوی سپرینگدار کە لە سپرینگێک و ڕاستەیەکی پلەکراو پێک ھاتوە. ئێمە دەتوانین بە سود وەرگرتن لەم ئامێرە کێشی نەزانراوی ھەر تەنێک بدۆزینەوە. ئێمە دەتوانین ھاوشێوەی ئەم ئامێرە سود لە ئامێری تر وەرگرین.

ھەر وەک وێنەی (٣) دەریخستوە، تەرازوێکی سپرینگدار بەکار ھێندراوە بۆ پێوانی ھێزی پاڵدان و ھێزی ڕاکێشانی تەنێک. لە ھەر کامیاندا ئێمە سودمان لە ئاڕاستەدارێک وەرگرتوە کە درێژی ئاڕاستەدارەکە بڕی ھێزەکە نیشان دەدات. ھەرچەندە درێژی ئەم ئاڕاستەدارە گەورەتر بێـت، واتای ئەوە دەگێنی کە بڕی ھێزەکە گەورەترە.