العلاقة بين القصور الذاتي وكتلة الجسم
قد تتساءل لماذا يُعتبر تحريك كرسي بلاستيكي أمراً سهلاً نسبياً، بينما يبدو تحريك جرة غاز ممتلئة أمراً أكثر صعوبة. هل أدركت أن هذه الفوارق تُعبر عن أحد المبادئ الأساسية في الفيزياء، وهو العلاقة بين القصور الذاتي للجسم وكتلته؟ يمكن فهم هذه العلاقة من خلال إطار عمل قوانين الحركة التي وضعها العالم الفيزيائي الإنجليزي إسحاق نيوتن في عام 1678م، وتحديداً قانون القصور الذاتي وقانون نيوتن الثاني.
قانون القصور الذاتي
ينص قانون القصور الذاتي على أن الجسم الساكن سيظل ساكناً ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تؤدي إلى تحريكه. وبالمثل، فإن الجسم الذي يتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم سيظل على حالته ما لم تؤثر عليه أي قوة خارجية تغير من حالته الحركية، سواء كان ذلك من خلال إيقافه، أو تباطئه، أو تسارعه، أو تغيير اتجاه حركته. يصف هذا القانون (قانون نيوتن الأول) ميل الأجسام للحفاظ على حالتها الحركية ومقاومتها للتغير، ويعرف هذا في الفيزياء بخصوصية القصور الذاتي؛ لذلك يُطلق عليه اسم قانون القصور الذاتي.
قانون نيوتن الثاني
أما قانون نيوتن الثاني فيوضح أن القوة الناتجة على جسم ما ترتبط بشكل طردي مع كتلة هذا الجسم وتسارعه، حيث تتجه القوة في نفس اتجاه تسارع الجسم. وهذا يعني أن كتلة الجسم تتناسب عكسياً مع تسارعه؛ فكلما زادت كتلة الجسم، ارتفعت الحاجة إلى قوة أكبر لتغيير حركته. وتعتمد خاصية القصور الذاتي للأجسام بشكل رئيسي على كتلتها، حيث تزداد هذه الخاصية مع زيادة الكتلة، مما يعني أن تغيير الحالة الحركية لجسم ما يصبح أصعب كلما كانت كتلته أكبر.
تعريف الكتلة وكتلة القصور
يمكن تعريف كتلة الجسم على أنها كمية المادة الموجودة فيه، وكلما زادت كتلة الجسم، صعب تغيير حالته الحركية وفقاً لقانون نيوتن الثاني. على سبيل المثال، يتطلب إيقاف قطار متحرك قوة أكبر بكثير مقارنة بإيقاف سيارة صغيرة تسير بنفس السرعة. وعادة ما يتم اعتبار الكتلة كقياس للقصور الذاتي بدلاً من قياس كمية المادة.
أما بالنسبة لكتلة القصور، فيمكن تعريفها كمقدار المقاومة التي يظهرها الجسم أمام أي قوة تحاول تغيير حالته الحركية. لذا، فإن العلاقة بين القصور الذاتي وكتلة الجسم هي علاقة طردية؛ حيث يزداد القصور الذاتي للجسم بزيادة كتلته، مما يعني أن الجسم الأكثر كتلة يمتلك قصوراً ذاتياً أكبر ومقاومة أكبر لتغير حالته الحركية.
