القصور الذاتي ظاهرة تُلاحظ في الأجسام المتحركة تتمثل في ميلها إلى الحفاظ على حالتها الحركية، سواء كانت حالة سكون أم حركة، ما لم تؤثر عليها قوة خارجية. هذا الميل هو نتيجة لقانون نيوتن الأول للحركة، والذي ينص على أنه “يظل الجسم في حالة سكون أو حركة منتظمة في خط مستقيم ما لم تُجبره قوة خارجية على تغيير تلك الحالة”.
العلاقة بين الكتلة والقصور الذاتي
تتناسب كتلة الجسم طرديًا مع قصوره الذاتي. وهذا يعني أنه كلما زادت كتلة الجسم، زاد ميله إلى الحفاظ على حالته الحركية. على سبيل المثال، من الصعب تحريك صخرة كبيرة من مكانها مقارنة بتحريك كرة صغيرة.
الزخم
الزخم هو كمية فيزيائية تُعرَّف بأنها حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته. وحدة الزخم هي الكيلوغرام متر في الثانية (كجم م/ث). الزخم هو كمية محفوظة، مما يعني أنه لا يمكن تغييره إلا بقوة خارجية.
قوانين نيوتن للحركة
قوانين نيوتن للحركة هي مجموعة من ثلاثة قوانين تصف حركة الأجسام. القانون الأول ينص على أنه يظل الجسم في حالة سكون أو حركة منتظمة في خط مستقيم ما لم تُجبره قوة خارجية على تغيير تلك الحالة. القانون الثاني ينص على أن تغير الزخم لجسم يساوي المحصلة الكلية للقوى المؤثرة عليه. القانون الثالث ينص على أنه لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.
تطبيقات القصور الذاتي
تُستخدم مبادئ القصور الذاتي في العديد من التطبيقات العملية، مثل:
مقاييس التسارع: تقيس مقاييس التسارع التسارع الذي يتعرض له الجسم. تعمل مقاييس التسارع عن طريق قياس القوة التي تؤثر على كتلة معلقة بنابض.
أجهزة التحكم في الجاذبية: تستخدم أجهزة التحكم في الجاذبية لتعويض آثار الجاذبية على الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الأخرى. تعمل أجهزة التحكم في الجاذبية عن طريق استخدام محركات نفاثة صغيرة لتغيير سرعة المركبة الفضائية.
أنظمة منع انزلاق المكابح: تستخدم أنظمة منع انزلاق المكابح لمنع انزلاق عجلات السيارة عند الكبح. تعمل أنظمة منع انزلاق المكابح عن طريق مراقبة سرعة دوران العجلات وإطبيق المكابح على العجلات التي تبدأ في الانزلاق.
الخلاصة
القصور الذاتي هو ميل الأجسام المتحركة إلى الحفاظ على حالتها الحركية، سواء كانت حالة سكون أم حركة، ما لم تؤثر عليها قوة خارجية. يتناسب القصور الذاتي طرديًا مع كتلة الجسم. الزخم هو كمية محفوظة، مما يعني أنه لا يمكن تغييره إلا بقوة خارجية. تُستخدم مبادئ القصور الذاتي في العديد من التطبيقات العملية، مثل مقاييس التسارع وأجهزة التحكم في الجاذبية وأنظمة منع انزلاق المكابح.