قوانین نیوتن (قسمت 4)
مثالهاى بىشمار ديگرى مىتوان در ورزشهاى مختلف ذکر کرد که در آن يک جسم بر جسم ديگر نيرو وارد کرده و سپس به نوبت خود از طرف جسم ثانوى نيرويى در جهت عکس نيروى اول دريافت مىدارد. عملکرد اين نيروهاى برهم کنشى پايه و اساس قانون سوم نيوتن را در رابطه با حرکت تشکيل مىدهد که عموماً بهشرح زير بيان مىشود:
”براى هر عمل، عکسالعملى وجود دارد که مقدار آن مساوى عمل و جهت عکس آن است“.
در تعريف قانون سوم نيوتن يکى از نيروها را ”عمل“ و ديگرى ”عکسالعمل“ مىنامند قانون سوم نيوتن در رابطه با حرکت فراتر از مشاهدات ذکر شده در شکل بالا مىرود، زيرا نه تنها جهت نيرو در عمل و عکسالعمل مخالف يکديگر مىباشد بلکه اندازه و مقدار آنها نيز باهم برابر است و اين موضوع به دشوارى مورد قبول افراد قرار مىگيرد. دليل آن اين است که اثر دو نيرو بر همديگر اغلب مختلف مىباشد. مثلاً در مورد دونده مشاهده مىکنيم که با سرعت مىدود ولى بر روى زمين هيچ اتفاقى نمىافتد. در مثال پرس سينه وزنهٔ پرس شده و به ارتفاع دستها به بالا مىرود ولى در هالتر هيچگونه تغيير رخ نمىدهد. کليهٔ اين تناقضات ظاهرى را مىتوان براساس قانون دوم نيوتن توجيه کرد زيرا در آن قانون چنين گفته شده است که ”هرگاه مقدار نيرو ثابت باشد شتاب حرکت جسم با جرم آن نسبت معکوس دارد“.
به عبارت ديگر هر قدر جرم جسم بيشتر باشد، شتاب حرکت آن کندتر خواهد بود و حالا مىتوان گفت اگر دونده و زمين نيروى مساوى بر يکديگر وارد کند منطقى به نظر مىرسد، چون جرم دونده از جرم زمين بهمراتب کمتر است بنابراين اثر نيروى زمين روى دونده به مراتب مشهودتر از اثر دونده روى زمين مىباشد. همين موضوع دقيقاً در مورد وزنهبردار نيز صادق است، زيرا بدن او در حال درازکش روى نيمکت طورى قرار گرفته است که بسيار نزديک و در واقع وصل به زمين مىباشد. اثر دو نيرو در اينجا عبارت است از وزنه در يک طرف و وزنهبردار و زمين در طرف ديگر و بنابراين اثر وزنهبردار و زمين بر روى وزنه بهمراتب مشهودتر از اثر وزنه روى بدن وزنهبردار و زمين مىباشد.
موضوع اتصال و وصل کردن يک جرم کم به جرم زياد در بسيارى از ورزشها حائز اهميت است بهخصوص در تيراندازى با تفنگ، زيرا موقعى که تفنگ را آتش مىکنيم فشنگ و بدنهٔ تفنگ هر يک بر ديگرى نيرو وارد مىکند که اندازهٔ آنها مساوى و جهت عملکرد يکى برعکس ديگرى است و چون جرم فشنگ نسبت به بدنهٔ تفنگ کوچک است شتاب و سرعت آن در اثر نيرويى که به آن وارد مىشود بسيار زياد است و با اينکه به خاطر جرم سنگينى بدنه تفنگ سرعت آن در جهت عکس پرواز فشنگ خيلى کمتر است ليکن در صورتى که تيرانداز ناشى و کمتجربه باشد و نتواند اين حرکت به عقب را کنترل کند تفنگ بهاصطلاح به او لگد خواهد زد. براى جلوگيرى از اين عمل تيراندازان ماهر تفنگ را محکم در ناحيهٔ شانه به بدن مىفشارند و جرم تفنگ را به جرم بدن خود وصل مىکنند و در نتيجه نيروهاى متقابل از يک طرف فشنگ و از طرف ديگر بدنهٔ تفنگ و وزن بدن تيرانداز خواهند بود. هرگاه تيراندازى در حالت درازکش روى زمين باشد علاوه بر بدن تيرانداز، از اتصال آن دو به زمين مىتوان جرم را بينهايت افزايش داد.
مطالب مندرج در این وبلاگ در رابطه با رشته مهندسی مکانیک می باشد و تلاش شده است که از بار علمی بالایی بر خوردار باشند. امید است که مفید به فایده واقع گردند.